EP1132619B1 - Mehrteilig aufgebautes Gehäuse - Google Patents
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- EP1132619B1 EP1132619B1 EP01102964A EP01102964A EP1132619B1 EP 1132619 B1 EP1132619 B1 EP 1132619B1 EP 01102964 A EP01102964 A EP 01102964A EP 01102964 A EP01102964 A EP 01102964A EP 1132619 B1 EP1132619 B1 EP 1132619B1
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- EP
- European Patent Office
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- housing body
- housing
- cover
- part construction
- face
- Prior art date
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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
- 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
- F04C2/086—Carter
-
- 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
- F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
Definitions
- the invention is based on a multi-part housing, this is for a hydraulic pump operating as a pump or motor Working machine, in particular provided for a gear machine is, and that the features of the preamble of the claim 1 has.
- Such a housing has, for example, one of DE-OS 24 19 855 known external gear pump.
- the housing body is today mostly made of aluminum in an extrusion process.
- aluminum has the disadvantage of one compared to Steel or cast iron lower strength. It also has aluminum no pronounced fatigue range.
- the engine receiving chamber of hydraulic machines is constantly changing under operating conditions Press suspended. Especially in the field of high-pressure Supply channels can thereby the housing body occurring stresses are so great that cracks and housing breaks occur. Become known solutions for this Problem is exhausted in it, the material load through Enlargement of the wall thickness, the use of high-strength aluminum alloys or by strain hardening of the fracture-prone Increase cross sections. However, these measures increase the volume of construction and / or make the production of a housing body more expensive.
- the housing comprises a housing body for training an engine receiving chamber with a continuous Recess is provided.
- Lids are attached to the chamber to the environment Close.
- the housing parts are by adjusting pins aligned with each other and with the help of Bolt connected together.
- the alignment pins are located itself in a plane passing through the axes of the two external gears is spanned and perpendicular to the axis of the two supply channels. Based on the positioning of the Alignment pins can be seen that they do not have the function to counteract a widening of the middle housing body. But the strength of Justierstatte leaves an essential Do not expect power transmission over them.
- DE 33 24 831 A1 shows a vane pump, in which a Cover and a housing body in the abutting Surfaces coincided with each other and the parting plane have inclined grooves that are liquid or flowable cast-in and hardenable material, for example the Melt of a plastic or metal, are filled.
- a Cover and a housing body in the abutting Surfaces coincided with each other and the parting plane have inclined grooves that are liquid or flowable cast-in and hardenable material, for example the Melt of a plastic or metal, are filled.
- the cover and the housing are to be connected to each other and the parting line be sealed in between.
- the material in the joints thus fulfills the function a seal. Furthermore, the material fulfills the function Cover and housing body to hold together.
- the problem a widening of the housing body by the pressure in the interior is irrelevant in scripture, as we can see from that the filled material can also be plastic, so that no great powers can be absorbed. The location the supply channels is not visible.
- US 3 494 293 shows a spiral pump, the parts of which are obvious Made of plastic and are clipped together.
- a housing of a hydraulic machine with the features of claim 1 or the independent claim 11 has the advantage that with low production overhead high strength, long life and a high compressive strength of the housing body is achieved.
- claim 1 are about the screw and the system intended to extend beyond the plane surfaces, the one due to their arrangement one in the direction of the supply channels directed expansion of the housing body Act.
- the funds form a positive connection between the Lid and the housing body.
- the means are special easy and inexpensive to display, if they are in the form of a blind hole Recesses are formed in the lids, in the housing body is used in sections or if they performed in the form of fitting bodies and associated recesses are.
- a particularly good effectiveness of the means is achieved, if the lid and the housing body made of different materials are manufactured and if the material of the cover a higher Strength than that of the housing body has.
- Means in shape recesses in the lid are also particularly suitable good for arranging seals to seal the engine chamber opposite the environment.
- the housing body facing end surfaces the lid crowned convexly outwards.
- the biasing force of both components is due to this deformation of the lid higher than with lids with plan end faces. Mechanically, this measure affects this way from that higher between the housing body and the lid Static friction are effective.
- a larger stiction works due to the limited relative mobility of the components also an operating pressure-related expansion of the housing body opposite.
- FIG. 1 is based on an exploded view of the per se known structure of a gear machine shown.
- FIGS. 2 to 6 show cover of a housing for a gear machine partly in different views.
- gearwheel machine 10th has a housing of a housing body 14 and 16 of lids and 18.
- the housing body 14 is formed as an extruded profile and has a continuous recess 12. The latter is closed by the lid 16 and 18 to the environment.
- Seal the lid 16 and 18 are on the front sides of the housing body 14 seals 19 provided.
- One of the lids 16 is formed as a flange plate with a through hole 20, through which a torque transmitting shaft 22 protrudes outwards.
- About the flange plate can be the gear machine 10 with an input / output unit, such as a Electric motor or a generator, depending on the operation of the Gear machine 10 as a pump or motor, couple.
- the lids 16, 18 are bolted to the housing body 14. These are each four, trained in the corners of the lid holes 23 provided through which fastening screws 26 in threaded holes 28 of the housing body 14 can be screwed are.
- the closed by the covers 16, 18 recess 12 forms an engine chamber 30 for receiving the engine 24.
- the latter consists of two meshing with each other in external engagement Gears 32 and 34, which on the torque transmitting shaft 22 and a secondary shaft 36 arranged parallel thereto are.
- the gear 34 can rotate or freely movable be arranged on the secondary shaft while the gear 32nd rotatably connected to the outwardly leading shaft 22, to transmit a torque.
- the gears 32 and 34 mesh at least in interlocking engagement with each other.
- bushings 38 to 44th For supporting the shafts 22 and 36 are bushings 38 to 44th present, in pairs on both sides of the gears 32, 34 are arranged. These bushings serve 38 to 44 beyond that also for the axial sealing of the gears 32, 34 and the housing body 14 limited tooth chambers.
- the substantially cylindrical bushings 38 to 44 have on each side of a flattening 46, with each other issue.
- the outer contour of a pair of bearing bushes 38 to 44 thereby substantially corresponds to the contour of a Eight.
- a correspondingly shaped inner contour of the recess 12 the housing body 14 allows a radial support of the Bushings 38 to 44 in the chamber 30.
- the supply channels 48, 50 run radially to the engine chamber 30.
- the housing body 14 expands, the maximum expansion in the area of the mouth of the high-pressure-carrying Supply channels 48, 50 is measurable.
- the high pressure loaded portion of the housing body 14 is through the supply channel also arranged there 48, 50 and through the threaded holes 51 for anchoring any Connecting piece mechanically weakened.
- the pressure level fluctuates in the case of operation of the gear machine 10 periodically, usually at high frequency.
- the problem underlying the invention is therefore in it structurally simple and inexpensive realizable measures suggest that the occurring on the housing body 14 At least partially divert stresses to the covers 16, 18 thereby the voltages on the housing body 14 to a non-critical Lower level.
- Aluminum as material for the housing body 14 should also be retained for manufacturing reasons be like the outer dimensions of the housing 11th
- means 52 to provide between the housing body 14 and the covers 16, 18, the one of the expansion of the housing body 14 in the direction of the supply channels 48, 50 counteracting Form fit.
- FIG. 2 In the first embodiment of Figure 2 is in these means 52 to a recess 54 on the housing body 14 facing side of at least one lid 16, 18th
- the recess 54 is in its dimensions on the outer contour the housing body 14 is tuned such that at least in one Section plane X by the gear machine 10, the vertical stands on the lids and in the supply channels 48, 50 run, backlash between cover 16, 18 and housing body 14 exists.
- the tensions of the housing body 14 are by these means 52 in Tensile stresses of the lid 16, 18 converted, so that the voltage level at break-prone cross-section sinks. Especially this measure is effective when the material of the lid 16, 18th has a higher strength than the housing body 14. Clearly would be in addition to a higher-strength aluminum alloy, for example Also conceivable steel or cast iron.
- the pinhole holes 58 are on the housing body 14 facing side a lid 16, 18 provided while the dowel pins on the housing body 14 are anchored and out of the face of this Protruding housing body 14. They extend in the longitudinal direction the gear machine 10.
- the means 52 are designed as so-called pressure webs 60, the imaginary and in the direction of the supply channels 48, 50 guided cutting plane X vertically intersect and thus aligned perpendicular to the expansion direction of the housing 14 are.
- the pressure ridges 60 engage in recesses provided for this purpose 62, which alternatively on the lid 16, 18 or on the housing body 14 may be formed.
- Leave the pressure bars 60 integrally molded on one of these two components or as separate inserts.
- Pressure bars 60 have in difference to the mentioned in the second embodiment dowel pins a rectangular cross-section with rounded edges. Their advantage is, among other things, that they due to a larger of the expansion counteracting bearing surface lower Tensions are exposed.
- the means 52 are as a texture 64 between the facing sides of the lid 16, 18 and the housing body 14 is formed.
- This in figure 5 only schematically illustrated texture 64 forms a kind of Dovetailing between these components, their teeth and tooth gaps comparable to the pressure webs 60 according to the embodiment 3 perpendicular to the widening direction along the end faces on the housing body 14 and cover 16, 18 are aligned.
- Each tooth has a correspondingly shaped tooth space on the adjacent one Assigned component.
- a Cover 16, 18 in front view and plan view show the housing surface 14 facing the cover surface 66 is spherical arched outwards.
- the vault does not necessarily have to be in Direction of the vertical axis marked Y and in the cutting plane X can extend, but also only in the direction of Extend vertical axis Y
- the direction Y of the vertical axis runs perpendicular to the direction of expansion of the housing body 14 and crosses, as with the other proposed solutions, the sectional plane X.
- the end face of the Housing body 14 alternatively or in addition to the front of the Cover 16.18 be curved convex to the outside.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem mehrteilig aufgebauten Gehäuse,
das für eine als Pumpe oder Motor arbeitende hydraulische
Arbeitsmaschine, insbesondere für eine Zahnradmaschine vorgesehen
ist, und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 aufweist.
Ein derartiges Gehäuse hat zum Beispiel eine aus der DE-OS 24
19 855 bekannte Außenzahnradpumpe.
Unter anderem aus Kostengründen ist der Gehäusekörper heute
meist aus Aluminium in einem Strangpressverfahren hergestellt.
Aluminium hat allerdings den Nachteil einer im Vergleich zu
Stahl oder Grauguss geringeren Festigkeit. Zudem weist Aluminium
keinen ausgeprägten Dauerfestigkeitsbereich auf.
Die das Triebwerk aufnehmende Kammer von hydraulischen Arbeitsmaschinen
ist unter Betriebsbedingungen stetig wechselnden
Drücken ausgesetzt. Insbesondere im Bereich des hochdruckführenden
Versorgungskanals können dadurch die am Gehäusekörper
auftretenden Spannungen so groß werden, dass Risse und Gehäusebrüche
auftreten. Bekannt gewordene Lösungen für dieses
Problem erschöpfen sich darin, die Materialbelastbarkeit durch
Vergrößerung der Wandstärken, den Einsatz hochfester Aluminiumlegierungen
oder durch Kaltverfestigungen der bruchgefährdeten
Querschnitte zu erhöhen. Diese Maßnahmen erhöhen jedoch
das Bauvolumen und/oder verteuern die Herstellung eines Gehäusekörpers.
Bei der aus der DE-OS 24 19 855 bekannten Außenzahnradpumpe
umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper, der zur Ausbildung
einer das Triebwerk aufnehmenden Kammer mit einer durchgehenden
Ausnehmung versehen ist. An den beiden Stirnseiten des Gehäusekörpers
sind Deckel befestigt, die die Kammer zur Umgebung
hin verschließen. Die Gehäuseteile sind durch Justierstifte
relativ zueinander ausgerichtet und mit Hilfe von
Schraubbolzen miteinander verbunden. Die Justierstifte befinden
sich in einer Ebene, die durch die Achsen der beiden Außenzahnräder
aufgespannt ist und senkrecht auf der Achse der
beiden Versorgungskanäle steht. Anhand der Positionierung der
Justierstifte ist ersichtlich, dass sie nicht die Funktion haben,
einer Aufweitung des mittleren Gehäusekörpers entgegenzuwirken.
Aber auch die Stärke der Justierstifte lässt eine wesentliche
Kraftübertragung über sie nicht erwarten.
Die DE 33 24 831 A1 zeigt eine Flügelzellenpumpe, bei der ein
Deckel und ein Gehäusekörper in den aneinander anliegenden
Flächen miteinander zur Deckung gebrachte und zur Trennebene
geneigte Nuten aufweisen, die mit einem flüssig oder fließfähig
eingegossenen und aushärtbaren Material, zum Beispiel der
Schmelze eines Kunststoffes oder Metalls, gefüllt sind. Damit
sollen Deckel und Gehäuse miteinander verbunden und die Trennfuge
dazwischen abgedichtet werden.
Das in den Fugen befindliche Material erfüllt also die Funktion
einer Dichtung. Weiterhin erfüllt das Material die Funktion,
Deckel und Gehäusekörper aneinander zu halten. Das Problem
einer Aufweitung des Gehäusekörpers durch den Druck im Innern
ist in der Schrift ohne Belang, wie schon daran erkennbar ist,
dass das eingefüllte Material auch Kunststoff sein kann, so
dass keine großen Kräfte aufgenommen werden können. Die Lage
der Versorgungskanäle ist nicht ersichtlich.
Bei einer in der DE 196 22 519 A1 gezeigten Innenzahnradmaschine
greift ein Gehäuseteil mit einem umlaufenden Steg in
eine Nut eines Deckels ein. Der Steg erscheint ziemlich
schwach. Ihm wird in der Schrift nur eine Funktion hinsichtlich
der Abdichtung zwischen Gehäuseteil und Deckel zugeschrieben.
Die Versorgungskanäle gehen durch einen Deckel hindurch
und münden axial in die Triebwerkskammer.
Die US 3 494 293 zeigt'eine Spiralpumpe, deren Teile offensichtlich
aus Kunststoff bestehen und zusammengeklipst sind.
Aus der DE 1 267 986 ist eine Außenzahnradpumpe bekannt, bei
der eine Gehäusezwischenplatte mit zwei Deckeln verschraubt
ist. In miteinander fluchtenden Bohrungen der beiden Deckel
sind zwei Wellen und gelagert, die die beiden Zahnräder der
Pumpe tragen.
Ein Gehäuse einer hydraulischen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 oder des unabhängigen Patentanspruchs
11 hat den Vorteil auf, dass mit geringem Fertigungsmehraufwand
eine hohe Festigkeit, eine lange Lebensdauer und
eine hohe Druckbelastbarkeit des Gehäusekörpers erreicht wird.
Gemäß Patentanspruch 1 sind dazu über die Verschraubung und
die Anlage von planen Flächen hinausgehende Mittel vorgesehen,
die aufgrund ihrer Anordnung einer in Richtung der Versorgungskanäle
gerichteten Aufweitung des Gehäusekörpers entgegen
wirken. Die Mittel bilden dazu einen Formschluss zwischen den
Deckeln und dem Gehäusekörper aus.
Nach den Patentansprüchen 2 und 4 sind die Mittel besonders
einfach und kostengünstig darstellbar, wenn sie in Form sacklochartiger
Aussparungen in den Deckeln ausgebildet sind, in
die der Gehäusekörper abschnittsweise eingesetzt ist oder wenn
sie in Form von Passkörpern und zugeordneten Ausnehmungen ausgeführt
sind.
Eine besonders gute Wirksamkeit der Mittel wird erreicht, wenn
die Deckel und der Gehäusekörper aus unterschiedlichen Materialien
gefertigt sind und wenn das Material des Deckels eine höhere
Festigkeit als die des Gehäusekörpers hat. Mittel in Form
von Aussparungen im Deckel eignen sich darüber hinaus besonders
gut zur Anordnung von Dichtungen zur Abdichtung der Triebwerkskammer
gegenüber der Umgebung.
Nach Anspruch 11 sind die dem Gehäusekörper zugewandten Stirnflächen
der Deckel ballig nach außen gewölbt. Beim Anschrauben
dieses Deckels an den Gehäusekörper verformt sich dieser im
elastischen Bereich, bis die einander zugewandten Stirnflächen
plan aneinander anliegen. Die Vorspannkraft beider Bauteile ist
aufgrund dieser Verformung der Deckel höher als bei Deckeln mit
planen Stirnflächen. Mechanisch wirkt sich diese Maßnahme derart
aus, dass zwischen dem Gehäusekörper und dem Deckel höhere
Haftreibungskräfte wirksam sind. Eine größere Haftreibung wirkt
aufgrund der eingeschränkten Relativbeweglichkeit der Bauteile
auch einer betriebsdruckbedingten Aufweitung des Gehäusekörpers
entgegen.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus der
folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
In Figur 1 ist anhand einer Explosionsdarstellung der an sich
bekannte Aufbau einer Zahnradmaschine gezeigt. Verschiedene
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 2 bis 6
dargestellt. Diese zeigen Deckel eines Gehäuses für eine Zahnradmaschine
zum Teil in verschiedenen Ansichten.
Die in Figur 1 in Einzelteilen dargestellte Zahnradmaschine 10
hat ein Gehäuse aus einem Gehäusekörper 14 und aus Deckeln 16
und 18. Der Gehäusekörper 14 ist als Strangpreßprofil ausgebildet
und weist eine durchgehende Ausnehmung 12 auf. Letztere ist
durch die Deckel 16 und 18 zur Umgebung hin verschlossen. Zur
Abdichtung der Deckel 16 und 18 sind an den Stirnseiten des Gehäusekörpers
14 Dichtungen 19 vorgesehen. Einer der Deckel 16
ist als Flanschplatte mit einer Durchgangsöffnung 20 ausgebildet,
durch die hindurch eine drehmomentübertragende Welle 22
nach außen ragt. Über die Flanschplatte lässt sich die Zahnradmaschine
10 mit einer An-/Abtriebseinheit, beispielsweise einem
Elektromotor oder einem Generator, je nach Betriebsweise der
Zahnradmaschine 10 als Pumpe oder Motor, koppeln. Die Deckel
16, 18 sind mit dem Gehäusekörper 14 verschraubt. Dazu sind jeweils
vier, im Bereich der Ecken der Deckel ausgebildete Bohrungen
23 vorgesehen, durch die hindurch Befestigungsschrauben
26 in Gewindebohrungen 28 des Gehäusekörpers 14 einschraubbar
sind.
Die von den Deckeln 16, 18 verschlossene Ausnehmung 12 bildet
eine Triebwerkskammer 30 zur Aufnahme des Triebwerks 24. Letzteres
besteht aus zwei im Außeneingriff miteinander kämmenden
Zahnrädern 32 und 34, die auf der drehmomentübertragenden Welle
22 und einer dazu parallel angeordneten Sekundärwelle 36 geführt
sind. Das Zahnrad 34 kann drehfest oder frei beweglich
auf der Sekundärwelle angeordnet sein, während das Zahnrad 32
drehfest mit der nach außen führenden Welle 22 verbunden ist,
um ein Drehmoment zu übertragen. Die Zahnräder 32 und 34 kämmen
zumindest im Einflankeneingriff miteinander.
Zur Lagerung der Wellen 22 und 36 sind Lagerbuchsen 38 bis 44
vorhanden, die jeweils paarweise zu beiden Seiten der Zahnräder
32, 34 angeordnet sind. Diese Lagerbuchsen 38 bis 44 dienen
darüber hinaus auch zur axialen Abdichtung der von den Zahnrädern
32, 34 und dem Gehäusekörper 14 begrenzten Zahnkammern.
Die im wesentlichen zylindrischen Lagerbuchsen 38 bis 44 weisen
umfangsseitig jeweils eine Abflachung 46 auf, mit der sie aneinander
anliegen. Die Außenkontur eines Paars von Lagerbuchsen
38 bis 44 entspricht dadurch im wesentlichen der Kontur einer
Acht. Eine entsprechend geformte Innenkontur der Ausnehmung 12
des Gehäusekörpers 14 ermöglicht eine radiale Abstützung der
Lagerbuchsen 38 bis 44 in der Kammer 30. Die Ver- beziehungsweise
Entsorgung des.Triebwerkes 24 mit Druckmittel erfolgt
über Versorgungskanäle 48 und 50, die an einander gegenüberliegenden
und am Umfang des Gehäusekörpers 14 ausgebildeten
Flanschflächen 52 enden. An den Flanschflächen 52 sind zur Befestigung
entsprechender Anschlußstutzen (nicht gezeichnet) um
die Mündungsstelle der Versorgungskanäle 48, 50 herum Gewindebohrungen
51 angebracht. Die Versorgungskanäle 48, 50 verlaufen
radial zur Triebwerkskammer 30.
Unter Betriebsbedingungen ist die Triebwerkskammer 30 mit
Druckmittel gefüllt und wird bekanntermaßen vom Triebwerk 24 in
hochdruck- und niederdruckführende Abschnitte geteilt. Infolge
des Hochdrucks weitet sich der Gehäusekörper 14 auf, wobei die
maximale Aufweitung im Bereich der Mündungsstelle des hochdruckführenden
Versorgungskanals 48, 50 messbar ist. Da der Gehäusekörper
14 aus Aluminium gefertigt ist, bringt er'im Vergleich
zu einer aus Stahl oder Grauguss hergestellten Ausführung
diesen Druckkräften relativ geringe Widerstandskräfte entgegen.
Der hochdruckbeaufschlagte Abschnitt des Gehäusekörpers
14 ist durch den ebenfalls dort angeordneten Versorgungskanal
48, 50 und durch die Gewindebohrungen 51 zur Verankerung etwaiger
Anschlußstutzen mechanisch geschwächt. Des weiteren
schwankt das Druckniveau im Betriebsfall der Zahnradmaschine 10
periodisch, meist mit hoher Frequenz. Diese Gegebenheiten können
zu Rissen und im Extremfall zu Brüchen des Gehäusekörpers
14 führen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach darin
konstruktiv einfache und preisgünstig realisierbare Maßnahmen
vorzuschlagen, die die am Gehäusekörper 14 auftretenden
Spannungen zumindest teilweise an die Deckel 16, 18 ableiten um
dadurch die Spannungen am Gehäusekörper 14 auf ein unkritisches
Niveau zu senken. Aluminium als Material für den Gehäusekörper
14 soll dabei aus fertigungstechnischen Gründen ebenso beibehalten
werden wie die äußeren Abmessungen des Gehäuses 11.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird einerseits vorgeschlagen, Mittel
52 zwischen dem Gehäusekörper 14 und den Deckeln 16, 18 vorzusehen,
die einen der Aufweitung des Gehäusekörpers
14 in Richtung der Versorgungskanäle 48, 50 entgegenwirkenden
Formschluss bilden.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 handelt es sich
bei diesen Mitteln 52 um eine Aussparung 54 an der dem Gehäusekörper
14 zugewandten Seite wenigstens eines Deckels 16, 18.
Die Aussparung 54 ist in ihren Abmessungen auf die Außenkontur
des Gehäusekörpers 14 derart abgestimmt, dass zumindest in einer
Schnittebene X durch die Zahnradmaschine 10, die senkrecht
auf den Deckeln steht und in der die Versorgungskanäle 48, 50
verlaufen, Spielfreiheit zwischen Deckel 16, 18 und Gehäusekörper
14 besteht. Durch das Einsetzen des Gehäusekörpers 14 in
die Aussparung 54 bildet die die Aussparung 54 umgebende Wandung
56 mit dem Gehäusekörper 14 einen Formschluss, der einer
betriebsdruckbedingten Aufweitung des Gehäusekörpers 14 in
Richtung der Versorgungskanäle 48, 50 entgegenwirkt. Die Spannungen
des Gehäusekörpers 14 werden durch diese Mittel 52 in
Zugspannungen des Deckels 16, 18 umgewandelt, so dass das Spannungsniveau
am bruchgefährdeten Querschnitt sinkt. Besonders
wirksam ist diese Maßnahme, wenn das Material der Deckel 16, 18
eine höhere Festigkeit aufweist als der Gehäusekörper 14. Dabei
wäre neben einer höherfesten Aluminiumlegierung beispielsweise
auch Stahl oder Grauguss vorstellbar.
Bei einer zweiten, in Figur 3 dargestellten Variante sind die
vorgeschlagenen Mittel 52 in Form von Stiftlochbohrungen 58 und
Passstiften (nicht eingezeichnet) ausgeführt. Die Stiftlochbohrungen
58 sind an der dem Gehäusekörper 14 zugewandten Seite
eines Deckels 16, 18 vorgesehen, während die Passstifte am Gehäusekörper
14 verankert sind und aus der Stirnfläche dieses
Gehäusekörpers 14 herausragen. Sie erstrecken sich in Längsrichtung
der Zahnradmaschine 10. Maßgeblich für die beabsichtigte
Wirksamkeit eines derartig ausgeführten Formschlusses
zwischen den Deckeln 16, 18 und dem Gehäusekörper 14 ist, dass
dieser Formschluss ebenfalls in Richtung der Versorgungskanäle
48, 50 wirkt, das heißt, dass die Stiftlochbohrungen 58 in der
in die Figur 3 eingezeichnete Schnittebene X durch die Zahnradmaschine
10 platziert sind, in der auch die am Gehäusekörper 14
nach Figur 1 angeordneten Versorgungskanäle 48, 50 verlaufen.
Dadurch kann ein Teil der Spannungen im Gehäusekörper 14 auf
den Deckel 16, 18 übertragen werden. Um selbst nicht plastisch
verformt zu werden, sollten die Passstifte zumindest annähernd
den Durchmesser der Schrauben haben mit denen der Deckel 16,
18 am Gehäusekörper 14 verankert ist. Grundsätzlich ausreichend
wäre es, einen derartigen Formschluss auch nur auf der besonders
gefährdeten Druckseite des Gehäusekörpers 14 vorzusehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den Figuren 4a und
4b als Draufsicht und als Seitenansicht von Ausschnitten des
Gehäusekörpers 14 und eines Deckels 16, 18 dargestellt ist,
sind die Mittel 52 als sogenannte Druckstege 60 ausgebildet,
die die gedachte und in Verlaufsrichtung der Versorgungskanäle
48, 50 geführte Schnittebene X senkrecht durchkreuzen und somit
senkrecht zur Aufweitungsrichtung des Gehäuses 14 ausgerichtet
sind. Die Druckstege 60 greifen in dafür vorgesehene Ausnehmungen
62 ein, .welche alternativ am Deckel 16, 18 oder am Gehäusekörper
14 ausgebildet sein können. Die Druckstege 60 lassen
sich einteilig an einem dieser beiden Bauteile anformen oder
als separate Einlegeteile ausführen. Druckstege 60 haben im Unterschied
zu dem im zweiten Ausführungsbeispiel genannten Passstiften
einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten.
Ihr Vorteil besteht unter anderem darin, dass sie aufgrund einer
größeren der Aufweitung entgegenwirkenden Anlagefläche geringeren
Spannungen ausgesetzt sind.
Bei der in Figur 5 dargestellten Variante sind die Mittel 52
als Textur 64 zwischen den einander zugewandten Seiten der Deckel
16, 18 und dem Gehäusekörper 14 ausgebildet. Diese in Figur
5 nur schematisch dargestellte Textur 64 bildet quasi eine
Verzahnung zwischen diesen Bauteilen aus, deren Zähne und Zahnlücken
vergleichbar zu den Druckstegen 60 nach Ausführungsbeispiel
3 senkrecht zur Aufweitungsrichtung entlang der Stirnflächen
am Gehäusekörper 14 und Deckel 16, 18 ausgerichtet sind.
Jedem Zahn ist eine entsprechend geformte Zahnlücke am benachbarten
Bauteil zugeordnet.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6a und 6b, die einen
Deckel 16, 18 in der Vorderansicht und der Draufsicht zeigen,
ist die dem Gehäusekörper 14 zugewandte Deckelfläche 66 ballig
nach außen gewölbt. Die Wölbung muss sich nicht zwangsweise in
Richtung der mit Y bezeichneten Hochachse und in der Schnittebene
X erstrecken, sondern kann sich auch nur in Richtung der
Hochachse Y ausdehnen. Die Richtung Y der Hochachse verläuft
senkrecht zur Richtung der Aufweitung des Gehäusekörpers 14 und
kreuzt demnach, wie bei den anderen vorgeschlagenen Lösungen,
die Schnittebene X. Beim Befestigen der Deckel 16, 18 am Gehäusekörper
14 verformen sich diese im elastischen Bereich bis die
einander zugewandten Flächen plan aneinander anliegen. Aufgrund
der Verformung kann eine wesentlich höhere Vorspannung zwischen
beiden Bauteilen aufgebracht werden. Erhöhte Vorspannungen wirken
sich in höheren übertragbaren Haftreibungskräften aus, die
wiederum die Relativbeweglichkeit der miteinander verschraubten
Bauteile entgegen wirken. Sinngemäß kann die Stirnfläche des
Gehäusekörpers 14 alternativ oder zusätzlich zur Stirnseite des
Deckels 16,18 ballig nach außen gewölbt sein.
Claims (11)
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse für eine hydraulische Arbeitsmaschine (10), insbesondere für eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor), mit einem Gehäusekörper (14), der zur Ausbildung einer ein Triebwerk (24) aufnehmenden und mit Betriebsdruck beaufschlagbaren Triebwerkskammer (30) mit einer Ausnehmung (12) versehen ist, die zu wenigstens einer Stirnseite des Gehäusekörpers (14) hin offen ist, und in dem sich radial zur Triebwerkskammer (30) verlaufende und an der Umfangsfläche mündende Versorgungskanäle (48, 50) befinden, und mit einem die Triebwerkskammer (30) an einer offenen Stirnseite des Gehäusekörpers (14) verschließenden Deckel (16, 18), der mit Schrauben (26) an die Stirnseite des Gehäusekörpers (14) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrecht auf dem Deckel (16, 18) stehenden und durch die Versorgungskanäle (48, 50) gehenden Ebene Mittel (52) vorgesehen sind, die in radialer Richtung einen Formschluss zwischen dem Gehäusekörper (14) und dem Deckel (16, 18) bilden.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (52) eine Aussparung (54) im Deckel (16, 18) vorgesehen ist, in die der Gehäusekörper (14) abschnittsweise einsetzbar ist und dass die Aussparung (54) in Richtung der Versorgungskanäle (48, 50) in ihren Abmessungen auf die Außenmaße des Gehäusekörpers (14) spielfrei abgestimmt ist.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der Umfangsfläche des Gehäusekörpers (14) zugewandten Wandung (56) der Aussparung (54) des Deckels (16, 18) eine Dichtung vorgesehen ist, die die Triebwerkskammer (30) zur Umgebung hin abdichtet.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52) in Form von Passkörpern (60) und von diese Passkörper (60) aufnehmenden Ausnehmungen (58, 62) ausgebildet sind.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Passkörper Druckstege (60) sind, deren Längsachse parallel zur Stirnfläche und senkrecht zur Radialrichtung ausgerichtet ist.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Passkörper Paßstifte sind, die senkrecht zum Deckel (16, 18) verlaufen.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (52) eine Textur (64) vorgesehen ist, die an den einander zugewandten Stirnflächen der Deckel (16,18) und des Gehäusekörpers (14) ausgebildet ist und dass die Textur (64) senkrecht zur Radialrichtung verläuft.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Deckel (16, 18) und der Gehäusekörper (14) aus unterschiedlichen Materialien bestehen und dass das Material des Deckels (16, 18) eine höhere Festigkeit als das Material des Gehäusekörpers (14) hat.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (14) als Strangpreßprofil mit einer durchgehende Ausnehmung (12) ausgebildet ist und dass die Ausnehmung (12) an beiden Enden von Deckeln (16, 18) verschlossen ist.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gehäusekörper (14) zugewandte Stirnfläche des Deckels (16, 18) ballig nach außen gewölbt ist und dass sich die Wölbung wenigstens senkrecht zur Radialrichtung erstreckt.
- Mehrteilig aufgebautes Gehäuse für eine hydraulische Arbeitsmaschine (10), insbesondere für eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor), mit einem Gehäusekörper (14), der zur Ausbildung einer ein Triebwerk (24) aufnehmenden und mit Betriebsdruck beaufschlagbaren Triebwerkskammer (30) mit einer Ausnehmung (12) versehen ist, die zu wenigstens einer Stirnseite des Gehäusekörpers (19) hin offen ist, und in dem sich radial zur Triebwerkskammer (30) verlaufende und an der Umfangsfläche mündende Versorgungskanäle (48, 50) befinden, und mit einem die Triebwerkskammer (30) an einer offenen Stirnseite des Gehäusekörpers (14) verschließenden Deckel (16, 18), der mit Schrauben (26) an die Stirnseite des Gehäusekörpers (14) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gehäusekörper (14) zugewandte Stirnfläche des Deckels (16, 18) ballig nach außen gewölbt ist und dass sich die Wölbung wenigstens senkrecht zur Radialrichtung erstreckt.
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