EP1081382B1 - Zahnradmaschine - Google Patents

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Publication number
EP1081382B1
EP1081382B1 EP00117962A EP00117962A EP1081382B1 EP 1081382 B1 EP1081382 B1 EP 1081382B1 EP 00117962 A EP00117962 A EP 00117962A EP 00117962 A EP00117962 A EP 00117962A EP 1081382 B1 EP1081382 B1 EP 1081382B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
pressure side
seal
gear
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00117962A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1081382A2 (de
EP1081382A3 (de
Inventor
Klaus Griese
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1081382A2 publication Critical patent/EP1081382A2/de
Publication of EP1081382A3 publication Critical patent/EP1081382A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1081382B1 publication Critical patent/EP1081382B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 is based on a gear machine with the Features of the preamble of claim 1, as in DE 2 847 711.
  • External gear machines usually have a housing, the an interior, in which at least one gear arrangement with at least a first and a second gear is arranged, which mesh with each other in external engagement.
  • the first gear is mounted on a shaft, which on one Drive side out and over a shaft seal is sealed.
  • the second gear is on an axis attached. The axis and the shaft are in cover plates of the Housing or stored in bushings.
  • gears between Distinguished fore and aft edges.
  • leading edges transmit the rotational movement between the driving and driven gear.
  • the medium to be promoted becomes in tooth gaps of the gears from a low pressure side too promoted a high pressure side.
  • Flank contact points migrate the teeth of the gear pair along an engagement line.
  • the meshing tooth flanks prevent one from engaging Return flow of the medium from the high pressure side to the low pressure side.
  • the gears are pressurized oil in one Feed fed, whereby at the outwardly guided wave Torque can be tapped.
  • a radial seal of the gears of an external gear machine is usually pressure-dependent.
  • the operating pressure on the High pressure side acts in the circumferential direction over a forming crescent-shaped gap on the two gears and pushes the axle and the shaft of the gears with a pressure-dependent operating force in the bearing bushes or in the Cover plates radially inward against the low pressure side.
  • a defined shrinkage takes place the tooth tips in the housing on the low pressure side, i. the Gears perform a kind of milling operation.
  • On the Low pressure side arise sealing zones with an optimal Seal gap. The resulting chips are controlled discharged to the outside with the oil flow.
  • An axial sealing of the gears is also pressure-dependent, by respectively the outsides of the on the drive side arranged and the one on the opposite side arranged bearing bushes subjected to the operating pressure be and the bushings defined contact forces in the axial Exercise direction on the side surfaces of the gears.
  • the Bushings are axially displaceable and have on their Outer sides each axial pressure fields, which in the bearing bushes cast in, milled in and / or by special axial field seals can be formed. The pressure acts on the Bearing bushes in the exactly limited Axialdruckfeldern contrary the internal hydraulic forces.
  • the Axialscherfelder or Axialfelddichtitch the bearing bushes on the drive side and the Axialfelddichtitch the Bushings on the opposite side are usually identical, but each executed asymmetrically.
  • the Axial field seals each limit an axial pressure field the high pressure side and a field open to the shaft and to the axle on the low pressure side. Leakage oil from the high pressure side can be discharged on the low pressure side.
  • the high pressure side and the low pressure side are fixed, creating a Reverse operation is not possible. This also applies to Operation of the gear machine as a motor.
  • a shaft seal in front of the shaft seal is unsymmetrical Axial field seals connected to the low pressure side, i.e. for gear pumps with the inlet side and gear motors with the drain side. Especially with gear motors can during operation on the low pressure side or drain side Pressure peaks occur, for example, by vibrations of a Valve and / or in a case of resonance, etc., over the Shaft sealing space can act on the shaft seal.
  • DE 29 17 384 A discloses a vane pump in which a shaft sealing chamber via a valve with the suction chamber of the pump is connectable.
  • the valve is like a check valve constructed and arranged so that it towards the shaft seal chamber locks. It has the task of reproducing one Low pressure in the suction chamber of the vane pump in the Shaft seal to prevent and is therefore probably as Pressure relief valve referred to. This is because in the suction room maximum negative pressure of 1 bar may occur be set at least 1 bar.
  • it is preferably set to 1 to 2 bar, so that in normal operation in the shaft seal against the environment an overpressure of 1 to 2 bar prevails.
  • the invention relates to a gear machine, in particular from a gear motor, with a housing that has an interior in which at least one gear arrangement with at least a first and a second gear is arranged in the Combine external engagement with each other.
  • the first gear is on attached to a shaft, on a drive side to the outside guided and sealed by a shaft seal.
  • the second gear is arranged on an axis.
  • the gear machine has a first axial field seal on the the drive side opposite side of the gears Axialdruckfeld on a high pressure side and one to the shaft and bounded to the axis open field on a low pressure side, and with a second axial field seal on the drive side of the Gears limited an axial pressure field on a high pressure side.
  • the second axial field seal a Wellendichtraum before the shaft seal to the high pressure side and seals to a low pressure side of the gear machine and that for leakage oil discharge the shaft seal chamber via a channel with a closing in the direction of shaft seal check valve with the limited by the first axial field seal, to the shaft and connected to the axis open field on the low pressure side is.
  • Pressure peaks in the shaft seal chamber are through the second Axial field seal on the drive side and through the check valve avoided.
  • the leak oil can with a particularly simple and low-cost duct system discharged to the low pressure side become. Leakage pipes on the drive side opposite side in the case or in a lid can be avoided.
  • the leak oil can pass through a line in the housing to the low pressure side the first axial field seal to be passed or particularly advantageous by a channel in the axis.
  • the channel can be introduced easily and inexpensively, in particular by drilling.
  • essentially standard components a one-way gear machine used as in particular the housing, an asymmetrical axial field seal and a cover on the drive side opposite side of the gears, etc.
  • On the drive side is advantageously a symmetrical axial field seal of a reversible gear motor used.
  • the check valve can be at various, the skilled as be attached meaningful sites, for example in a stepped bore in the axis, etc. Particularly advantageous However, the check valve is in a cover mounted on the drive side, causing an increase in the rotating mass is avoided by the check valve.
  • the gear machine according to the invention is preferably as unidirectional gear motor used in systems in which the low pressure side increases pressure fluctuations or Pressure peaks can occur, especially in ventilation systems of motor vehicles.
  • Fig. 1 shows a gear motor with a housing 10, a Interior 12, which is attached by two on the housing 10 Lids 52, 54 is limited.
  • a Gear arrangement 14 arranged, the two in the outer engagement having meshing gears 16, 18.
  • the abortive Gear 16 is rotatably connected to an output shaft 24, about it over each a bearing shell 56, 58 in two Bearing bushes 60, 62 is mounted in the housing 10.
  • the output shaft 24 is on a driven side 20 through the lid 52nd guided to the outside and sealed by a shaft seal 22.
  • the gear 18 is rotatably connected to an axis 26, about it via a respective bearing shell 64, 66 in two bushings 68, 70 is mounted in the housing 10.
  • the bearing bushes 60, 68 and the bushings 62, 70 may also be in one piece be executed.
  • the geared motor is driven on a high pressure side 42, 72 in a feed 74 shown schematically with pressure medium acted upon (Fig. 2 and 3).
  • the pressure medium is from the High pressure side 42, 72 in tooth gaps of the gears 16, 18 outside along the housing 10 to a low pressure side 34, 44th guided and drives the gears 16, 18 at.
  • On the Low pressure side 34, 44 dive the teeth and gaps in each other and displace the pressure medium into a schematic illustrated sequence 76.
  • a radial seal of the gears 16, 18 of the external gear motor is pressure dependent.
  • the operating pressure on the High pressure side 42, 72 acts in the circumferential direction over a forming crescent-shaped gap on the two gears 16, 18 and presses the axis 26 and the shaft 24 of the gears 16, 18 in the bearing bushes 60, 62, 68, 70 radially inwardly against the low pressure side 34, 44 with a pressure dependent Operating force.
  • On the low pressure side 34, 44 arise Sealing zones with an optimum sealing gap.
  • An axial sealing of the gears 16, 18 also takes place depending on the pressure, each by the outer sides of the on the output side 20 arranged and the one on the opposite Page 30 arranged bearing bushes 60, 62, 68, 70 with the Operating pressure is applied and the bearing bushes 60, 62, 68, 70 defined contact forces in the axial direction the side surfaces of the gears 16, 18 exercise.
  • the bearing bushes 60, 62, 68, 70 are axially displaceable and have on their outsides each Axialdruckfelder 32, 38, the are limited by axial field seals 28, 36.
  • the lids 52, 54 and the housing 10 are outwardly via a respective Housing seal 78, 80 sealed.
  • the pressure acts on the Bushings 60, 62, 68, 70 in the exactly limited Axialdruckfeldern 32, 38 against the inner hydraulic Forces.
  • the axial field seal 28 on the output side 20 opposite Page 30 limits the Axialdruckfeld 32 on the High pressure side 72 and a shaft 24 and the axis 26 open Box 84 on the low pressure side 34 (Fig. 2). Leakage oil from the high pressure side 72 can on the low pressure side 34 in the Drain 76 are discharged.
  • a shaft seal chamber 40 in front of the shaft seal 22 to the high pressure side 42 and the low pressure side 44 from ( Figures 1 and 3).
  • For leakage oil removal is the shaft seal chamber 40 via a channel 46 with a toward shaft sealing chamber 40 closing check valve 48 with that of the first Axial field seal 28 limited to the shaft 24 and the axis 26 open field 84 on the low pressure side 34 connected.
  • On the shaft seal 22 always acts only the static pressure in Run 76, while pressure peaks in the shaft seal chamber 40 through the axial field seal 36 on the output side 20 and through the check valve 48 can be avoided, the pressure peaks in the drain 76 closes and protects the shaft seal 22.
  • the leaked into the shaft seal 40 leakage oil is on the the output side 20 opposite side 30 via the channel 46, which essentially consists of a schematic illustrated drain line 82 in the lid 52 and from a Bore 50 in the axis 26 consists. Holes and channels in Lid 54 can be avoided.
  • the check valve 48 is disposed in the drain line 82 in the lid 52.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie in der DE 2 847 711.
In vielen Bereichen der Technik werden hydrostatische Antriebssysteme eingesetzt. Zur Wandlung der hydraulischen Energie kommen Verdrängermaschinen unterschiedlicher Bauart zur Anwendung. Bei den Konstantpumpen haben die Zahnradpumpen und hier besonders die Außenzahnradpumpen die weiteste Verbreitung gefunden. Hauptgrund hierfür ist vor allem ihr einfacher Aufbau. Er führt einerseits zu hohen Wirkungsgraden und einer hohen Betriebssicherheit selbst bei schwierigen Einsatzbedingungen und erlaubt andererseits eine kostengünstige Massenproduktion. Darüber hinaus bietet die Außenzahnradpumpe in der Anwendung aufgrund der hohen realisierbaren Energiedichte den Vorteil eines geringen Bauraum- und Gewichtsbedarfs.
Außenzahnradmaschinen besitzen in der Regel ein Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen. Das erste Zahnrad ist auf einer Welle befestigt, die auf einer Triebseite nach außen geführt und über eine Wellendichtung abgedichtet ist. Das zweite Zahnrad ist auf einer Achse befestigt. Die Achse und die Welle werden in Deckelplatten des Gehäuses oder in Lagerbuchsen gelagert.
Abhängig von der Drehrichtung wird an den Zahnrädern zwischen Vorder- und Rückflanken unterschieden. Bei Zahnradpumpen übertragen die Vorderflanken die Drehbewegung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Zahnrad. Das zu fördernde Medium wird in Zahnlücken der Zahnräder von einer Niederdruckseite zu einer Hochdruckseite gefördert. Dabei wandern Flankenkontaktpunkte der Zähne des Zahnradpaars entlang einer Eingriffslinie. Die im Eingriff sich berührenden Zahnflanken verhindern ein Rückströmen des Mediums von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite. Bei Zahnradmotoren wird das Verdrängerprinzip von Zahnradpumpen umgekehrt. Den Zahnrädern wird Drucköl in einem Zulauf zugeführt, wodurch an der nach außen geführten Welle ein Drehmoment abgegriffen werden kann.
Eine radiale Abdichtung der Zahnräder einer Außenzahnradmschine erfolgt in der Regel druckabhängig. Der Betriebsdruck auf der Hochdruckseite wirkt in Umfangsrichtung über einen sich bildenden sichelförmigen Spalt auf die beiden Zahnräder und drückt die Achse und die Welle der Zahnräder mit einer druckabhängigen Betriebskraft in die Lagerbuchsen bzw. in die Deckelplatten radial nach innen gegen die Niederdruckseite. Unmittelbar nach der Montage erfolgt ein definiertes Einlaufen der Zahnköpfe im Gehäuse auf der Niederdruckseite, d.h. die Zahnräder führen eine Art Fräsoperation durch. Auf der Niederdruckseite entstehen Dichtzonen mit einem optimalen Dichtspalt. Die dabei entstehenden Späne werden kontrolliert nach außen mit dem Ölstrom abgeführt.
Eine axiale Abdichtung der Zahnräder erfolgt ebenfalls druckabhängig, indem jeweils die Außenseiten der auf der Triebseite angeordneten und der auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Lagerbuchsen mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden und die Lagerbuchsen definierte Anpreßkräfte in axialer Richtung auf die Seitenflächen der Zahnräder ausüben. Die Lagerbuchsen sind axial verschiebbar und besitzen auf ihren Außenseiten jeweils Axialdruckfelder, die in die Lagerbuchsen eingegossen, eingefräst und/oder durch spezielle Axialfelddichtungen gebildet sein können. Der Druck wirkt auf die Lagerbuchsen in den genau begrenzten Axialdruckfeldern entgegen den inneren hydraulischen Kräften. Sind die Achse und die Welle der Zahnräder in Gehäusedeckeln gelagert, werden anstatt den Lagerbuchsen axial verschiebbare Anlaufplatten auf beiden Seiten der Zahnräder mit Axialdruckfeldern belastet und gegen die Seitenflächen der Zahnräder abdichtend gedrückt. Die Axialdruckfelder sind dabei in der Regel in den Deckelteilen eingebracht.
Die Axialdruckfelder bzw. Axialfelddichtungen der Lagerbuchsen auf der Triebseite und die Axialfelddichtungen der Lagerbuchsen auf der gegenüberliegenden Seite sind in der Regel identisch, jedoch jeweils unsymmetrisch ausgeführt. Die Axialfelddichtungen begrenzen jeweils ein Axialdruckfeld auf der Hochdruckseite und ein zur Welle und zur Achse offenes Feld auf der Niederdruckseite. Lecköl von der Hochdruckseite kann auf der Niederdruckseite abgeführt werden. Die Hochdruckseite und die Niederdruckseite sind festgelegt, wodurch ein Reversierbetrieb nicht möglich ist. Dies gilt ebenfalls beim Betrieb der Zahnradmaschine als Motor.
Ein Wellendichtraum vor der Wellendichtung ist bei unsymmetrischen Axialfelddichtungen mit der Niederdruckseite verbunden, d.h. bei Zahnradpumpen mit der Zulaufseite und bei Zahnradmotoren mit der Ablaufseite. Insbesondere bei Zahnradmotoren können im Betrieb auf der Niederdruckseite bzw. Ablaufseite Druckspitzen auftreten, beispielsweise durch Schwingungen eines Ventils und/oder in einem Resonanzfall usw., die über den Wellendichtraum auf die Wellendichtung wirken können.
Neben den einsinnigen Zahnradmaschinen mit unsymmetrischen Axialdruckfeldern bzw. Axialfelddichtungen sind reversierbare Zahnradmaschinen bekannt, die auf der Triebseite und auf der gegenüberliegenden Seite identische und symmetrische Axialfelddichtungen aufweisen. Eine derartige Zahnradmaschine zeigt zum Beispiel die EP 0 563 608 A1. Die Axialfelddichtungen dichtes beide Druckseiten zur Achse und zur Welle ab. Um die Achse und die Welle entsteht auf der Triebseite und auf der gegenüberliegenden Seite jeweils ein zur jeweiligen Niederdruckseite und zur jeweiligen Hochdruckseite geschlossenes Feld. Der Wellendichtraum ist über die Axialfelddichtung auf der Triebseite zur jeweiligen Hochdruckseite und zur jeweiligen Niederdruckseite abgedichtet, so daß Druckspitzen auf der Niederdruckseite nicht unmittelbar auf die Wellendichtung wirken können.
Das in den Wellendichtraum und auf der gegenüberliegenden Seite in das geschlossene Feld um die Achse und die Welle gelangende Lecköl wird über separate Leckölkanäle in der Zahnradmaschine und über einen Leckölanschluß einem Tank zugeführt. Ferner ist es bei reversierbaren Zahnradmaschinen mit symmetrischen Axialfelddichtungen bekannt, auf jeder Seite das geschlossene Feld um die Welle und die Achse über jeweils eine Leckölleitung mit jeweils einem in Richtung des geschlossenen Felds schließenden Rückschlagventil mit der Niederdruckseite bzw. mit der Ablaufseite eines Zahnradmotors zu verbinden.
Die DE 29 17 384 A offenbart eine Flügelzellenpumpe, bei der ein Wellendichtraum über ein Ventil mit dem Saugraum der Pumpe verbindbar ist. Das Ventil ist wie ein Rückschlagventil aufgebaut und so angeordnet, daß es zum Wellendichtraum hin sperrt. Es hat die Aufgabe, die Fortpflanzung eines Unterdrucks im Saugraum der Flügelzellenpumpe in den Wellendichtraum zu verhindern und wird wohl deshalb auch als Druckbegrenzungsventil bezeichnet. Dieses ist, da im Saugraum maximal ein Unterdruck von 1 bar auftreten kann, auf mindestens 1 bar eingestellt sein. Nach den Angaben in der DE 29 17 384 A ist es bevorzugt auf 1 bis 2 bar eingestellt, so daß im Normalbetrieb im Wellendichtraum gegenüber der Umgebung ein Überdruck von 1 bis 2 bar herrscht.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine, insbesondere von einem Zahnradmotor, mit einem Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen. Das erste Zahnrad ist auf einer Welle befestigt, die auf einer Triebseite nach außen geführt und über eine Wellendichtung abgedichtet ist. Das zweite Zahnrad ist auf einer Achse angeordnet. Ferner besitzt die Zahnradmaschine eine erste Axialfelddichtung, die auf der der Triebseite gegenüberliegenden Seite der Zahnräder ein Axialdruckfeld auf einer Hochdruckseite und ein zur Welle und zur Achse offenes Feld auf einer Niederdruckseite begrenzt, und mit einer zweiten Axialfelddichtung, die auf der Triebseite der Zahnräder ein Axialdruckfeld auf einer Hochdruckseite begrenzt.
Es wird vorgeschlagen, daß die zweite Axialfelddichtung einen Wellendichtraum vor der Wellendichtung zur Hochdruckseite und zu einer Niederdruckseite der Zahnradmaschine abdichtet und daß zur Leckölabführung der Wellendichtraum über einen Kanal mit einem in Richtung Wellendichtraum schließenden Rückschlagventil mit dem von der ersten Axialfelddichtung begrenzten, zur Welle und zur Achse offenen Feld auf der Niederdruckseite verbunden ist. Druckspitzen im Wellendichtraum werden durch die zweite Axialfelddichtung auf der Triebseite und durch das Rückschlagventil vermieden. Das Lecköl kann mit einem besonders einfachen und kostengünstigen Kanalsystem zur Niederdruckseite abgeführt werden. Leckölleitungen auf der der Triebseite gegenüberliegenden Seite im Gehäuse oder in einem Deckel können vermieden werden.
Das Lecköl kann durch eine Leitung im Gehäuse auf die Niederdruckseite der ersten Axialfelddichtung geleitet werden oder besonders vorteilhaft durch einen Kanal in der Achse. Der Kanal kann einfach und kostengünstig eingebracht werden, insbesondere durch Bohren. Ferner können im wesentlichen Standardbauteile einer einsinnigen Zahnradmaschine verwendet werden, wie insbesondere das Gehäuse, eine unsymmetrische Axialfelddichtung und ein Abschlußdeckel auf der der Triebseite gegenüberliegenden Seite der Zahnräder usw. Auf der Triebseite wird vorteilhaft eine symmetrische Axialfelddichtung eines reversierbaren Zahnradmotors verwendet.
Das Rückschlagventil kann an verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stellen befestigt sein, beispielsweise in einer Stufenbohrung in der Achse usw. Besonders vorteilhaft ist jedoch das Rückschlagventil in einem Abschlußdeckel auf der Triebseite befestigt, wodurch eine Erhöhung der rotierenden Masse durch das Rückschlagventil vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine wird vorzugsweise als einsinniger Zahnradmotor in Systemen eingesetzt, bei denen auf der Niederdruckseite vermehrt Druckschwankungen bzw. Druckspitzen auftreten können, wie insbesondere in Lüftungssystemen von Kraftfahrzeugen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zahnradmotor,
  • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II und
  • Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111-111.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
    Fig. 1 zeigt einen Zahnradmotor mit einem Gehäuse 10, das einen Innenraum 12 aufweist, der von zwei am Gehäuse 10 befestigten Deckeln 52, 54 begrenzt ist. Im Innenraum 12 ist eine Zahnradanordnung 14 angeordnet, die zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder 16, 18 aufweist. Das abtreibende Zahnrad 16 ist mit einer Abtriebswelle 24 drehfest verbunden, über die es über je eine Lagerschale 56, 58 in zwei Lagerbuchsen 60, 62 im Gehäuse 10 gelagert ist. Die Abtriebswelle 24 ist auf einer Abtriebsseite 20 durch den Deckel 52 nach außen geführt und über eine Wellendichtung 22 abgedichtet. Das Zahnrad 18 ist mit einer Achse 26 drehfest verbunden, über die es über je eine Lagerschale 64, 66 in zwei Lagerbuchsen 68, 70 im Gehäuse 10 gelagert ist. Die Lagerbuchsen 60, 68 und die Lagerbuchsen 62, 70 können auch einstückig ausgeführt sein.
    Im Betrieb wird der Zahnradmotor auf einer Hochdruckseite 42, 72 in einem schematisch dargestellten Zulauf 74 mit Druckmittel beaufschlagt (Fig. 2 und 3). Das Druckmittel wird von der Hochdruckseite 42, 72 in Zahnlücken der Zahnräder 16, 18 außen am Gehäuse 10 entlang zu einer Niederdruckseite 34, 44 geführt und treibt dabei die Zahnräder 16, 18 an. Auf der Niederdruckseite 34, 44 tauchen die Zähne und Zahnlücken ineinander und verdrängen das Druckmittel in einen schematisch dargestellten Ablauf 76.
    Eine radiale Abdichtung der Zahnräder 16, 18 des Außenzahnradmotors erfolgt druckabhängig. Der Betriebsdruck auf der Hochdruckseite 42, 72 wirkt in Umfangsrichtung über einen sich bildenden sichelförmigen Spalt auf die beiden Zahnräder 16, 18 und drückt die Achse 26 und die Welle 24 der Zahnräder 16, 18 in die Lagerbuchsen 60, 62, 68, 70 radial nach innen gegen die Niederdruckseite 34, 44 mit einer druckabhängigen Betriebskraft. Unmittelbar nach der Montage erfolgt ein definiertes Einlaufen der Zahnräder 16, 18 im Gehäuse 10 auf der Niederdruckseite 34, 44. Auf der Niederdruckseite 34, 44 entstehen Dichtzonen mit einem optimalen Dichtspalt.
    Eine axiale Abdichtung der Zahnräder 16, 18 erfolgt ebenfalls druckabhängig, indem jeweils die Außenseiten der auf der Abtriebsseite 20 angeordneten und der auf der gegenüberliegenden Seite 30 angeordneten Lagerbuchsen 60, 62, 68, 70 mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden und die Lagerbuchsen 60, 62, 68, 70 definierte Anpreßkräfte in axialer Richtung auf die Seitenflächen der Zahnräder 16, 18 ausüben. Die Lagerbuchsen 60, 62, 68, 70 sind axial verschiebbar und besitzen auf ihren Außenseiten jeweils Axialdruckfelder 32, 38, die durch Axialfelddichtungen 28, 36 begrenzt sind. Die Deckel 52, 54 und das Gehäuse 10 sind nach außen jeweils über eine Gehäusedichtung 78, 80 abgedichtet. Der Druck wirkt auf die Lagerbuchsen 60, 62, 68, 70 in den genau begrenzten Axialdruckfeldern 32, 38 entgegen den inneren hydraulischen Kräften.
    Die Axialfelddichtung 28 auf der der Abtriebsseite 20 gegenüberliegenden Seite 30 begrenzt das Axialdruckfeld 32 auf der Hochdruckseite 72 und ein zur Welle 24 und zur Achse 26 offenes Feld 84 auf der Niederdruckseite 34 (Fig. 2). Lecköl von der Hochdruckseite 72 kann auf der Niederdruckseite 34 in den Ablauf 76 abgeführt werden.
    Erfindungsgemäß dichtet die Axialfelddichtung 36 auf der Abtriebsseite 20 einen Wellendichtraum 40 vor der Wellendichtung 22 zur Hochdruckseite 42 und zur Niederdruckseite 44 ab (Fig. 1 und 3). Zur Leckölabführung ist der Wellendichtraum 40 über einen Kanal 46 mit einem in Richtung Wellendichtraum 40 schließenden Rückschlagventil 48 mit dem von der ersten Axialfelddichtung 28 begrenzten, zur Welle 24 und zur Achse 26 offenen Feld 84 auf der Niederdruckseite 34 verbunden. Auf die Wellendichtung 22 wirkt stets nur der statische Druck im Ablauf 76, während Druckspitzen im Wellendichtraum 40 durch die Axialfelddichtung 36 auf der Abtriebsseite 20 und durch das Rückschlagventil 48 vermieden werden, das bei Druckspitzen im Ablauf 76 schließt und die Wellendichtung 22 schützt.
    Das in den Wellendichtraum 40 gelangte Lecköl wird auf die der Abtriebsseite 20 gegenüberliegende Seite 30 über den Kanal 46 geleitet, der im wesentlichen aus einer schematisch dargestellten Leckölleitung 82 im Deckel 52 und aus einer Bohrung 50 in der Achse 26 besteht. Bohrungen und Kanäle im Deckel 54 können vermieden werden. Das Rückschlagventil 48 ist in der Leckölleitung 82 im Deckel 52 angeordnet.

    Claims (3)

    1. Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradmotor, mit einem Gehäuse (10), das einen Innenraum (12) aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung (14) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad (16, 18) angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei das erste Zahnrad (16) auf einer Welle (24) befestigt ist, die auf einer Triebseite (20) nach außen geführt und über eine Wellendichtung (22) abgedichtet ist, und das zweite Zahnrad (18) auf einer Achse (26) angeordnet ist, und mit einer ersten Axialfelddichtung (28), die auf der der Triebseite (20) gegenüberliegenden Seite (30) der Zahnräder (16, 18) ein Axialdruckfeld (32) auf einer Hochdruckseite (72) und ein zur Welle (24) und zur Achse (26) offenes Feld (84) auf einer Niederdruckseite (34) begrenzt, und mit einer zweiten Axialfelddichtung (36), die auf der Triebseite (20) der Zahnräder (16, 18) ein Axialdruckfeld (38) auf einer Hochdruckseite (42) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Axialfelddichtung (36) einen Wellendichtraum (40) vor der Wellendichtung (22) zur Hochdruckseite (42) und zu einer Niederdruckseite (44) abdichtet und daß zur Leckölabführung der Wellendichtraum (40) über einen Kanal (46) mit einem in Richtung Wellendichtraum (40) schließenden Rückschlagventil (48) mit dem von der ersten Axialfelddichtung (28) begrenzten, zur Welle (24) und zur Achse (26) offenen Feld (84) auf der Niederdruckseite (34) verbunden ist.
    2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lecköl durch einen Kanal (50) in der Achse (26) auf die der Triebseite (20) gegenüberliegenden Seite (30) der Zahnräder (16, 18) geleitet ist.
    3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (48) in einem Deckel (52) auf der Triebseite (20) angeordnet ist.
    EP00117962A 1999-09-04 2000-08-22 Zahnradmaschine Expired - Lifetime EP1081382B1 (de)

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