Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor)

Abstract

 Die Zahnradmaschine nach Figur 1 einem Gehäuse (10) im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder (16, 17) auf, die in Lagerkörpern (19 bis 22) gelagert sind. Diese werden durch an ihren Rückseiten ausgebildete Druckfelder (27, 28) in dichtende Berührung mit den Zahnradseitenflächen gebracht. Am Außenumfang der Lager­körper sind Dichtungen (41, 42) in Zahnradnähe so angebracht, daß möglichst ein großer Umfangsbereich der Lagerkörper druckentlastet und zur Niederdruckseite verbunden ist, wodurch sich eine wesent­liche Entlastung der inneren Kräfte auf das Gehäuse ergibt.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Mit einer derartigen bekannten Zahnradmaschine gelingt es, die Dicht- bzw. Lagerkörper derart in dichtende Berüh­rung mit den Zahnradseitenflächen zu bringen, daß der Druckmittelab­fluß von der Hochdruck- zur Niederdruckseite entlang der Zahnrad­seitenflächen weitestgehend verhindert wird, was zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Maschine beiträgt. Diese Maßnahmen sind allerdings nicht geeignet, den Flüssigkeitsdruck im Gehäuse zu reduzieren, so daß dieses starken Belastungen unterworfen ist.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Zahn radmaschine mit den kennzeichnenden Merk­malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine weitreichende Druckentlastung von Gehäuse und Lagerkörpern erreicht wird, wodurch der Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Maschine weiterhin verbessert werden.

[0003] Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

[0004] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnrad­pumpe, in Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, in Figur 3 einen Schnitt längs III-III nach Figur 1, in den Figuren 4 und 5 Einzelteile und in Figur 6 eine geringfügige Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0005] Die Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 10, das beidseitig durch Deckel 11, 12 dicht verschlossen ist. Der Innenraum 13 des Gehäuse ist gebildet durch zwei sich überschneidende Bohrungen 14, 15, wodurch sich die Querschnittsform etwa einer Acht ergibt.

[0006] Im Gehäuse 10 kämmen zwei Zahnräder 16, 17 im Außeneingriff mit­einander. Ihre Wellenzapfen 16A, 16B bzw. 17A, 17B sind in buchsen­förmigen Lagerkörpern 19, 20 bzw. 21, 22 gelagert. Anstelle der buchsenförmigen Lagerkörper können auch an sich bekannte brillen­förmige Lagerkörper verwendet werden, die sich lediglich dadurch unterscheiden, daß die Teile 19, 21 bzw. 20, 22 einteilig ausgebil­det sind. Der Wellenzapfen 17B hat einen Fortsatz 23, der durch eine Bohrung 24 im Deckel nach außen dringt und zum Antrieb der Pumpe dient. In der Bohrung 24 ist ein Wellendichtring 25 angeordnet.

[0007] Die Lagerkörper 19 bis 22 werden durch an ihren den Zahnradseiten­flächen abgewandte Druckfelder 27, 28 mit ihren zahnradseitigen Stirnseiten in dichtende Berührung mit den Zahnrädern gebracht. Die Druckfelder 27, 28 haben etwa die Form einer Drei und sind gebildet durch jeweils einen Dichtkörper 29 bzw. 30. Ein solcher Dichtkörper ist in Figur 4 vereinfacht dargestellt und ist im übrigen in seiner Form und in seiner Anwendung bekannt und häufig verwendet. Der Schwerpunkt der Flächen der Druckfelder befindet sich auf der Hoch­druckseite der Maschine; die Auslaßbohrung der Hochdruckseite ist mit 32 bezeichnet, die Einlaßbohrung mit 33. Diese beiden Bohrungen verlaufen achsgleich zueinander und quer zur Eingriffsachse der Zahnräder und dringen in Höhe derselben in den Gehäuseinnenraum ein.

[0008] Der Dichtkörper 29 hat - wie Figur 5 zeigt - U-förmigen Querschnitt und ist derart in entsprechende Nuten 34, 35 an den den Zahnrädern abgewandten Stirnseiten der Lagerkörper eingelegt, daß die Boden­fläche 29A am Grund der Nuten anliegt. Damit ergibt sich ein nach außen hin offenes Druckfeld 27, das von der Hochdruckseite her be­aufschlagt ist und dadurch die Lagerkörper gegen die Zahnradseiten­flächen drückt, und zwar mit Kraftschwerpunkt auf der Hochdruck­seite. Die Beaufschlagung der Druckfelder erfolgt über Bohrungen 36, 37, die in den Lagerkörpern parallel zu den Wellenachsen verlaufen, mit der Hochdruckseite in Verbindung stehen und in die Druckfelder münden.

[0009] Am Außenumfang aller Lagerkörper verläuft in geringem Abstand zu den Zahnrädern 16, 17 und parallel zu diesen eine Umfangsnut 39 bzw. 40, die von der Hochdruckseite ausgeht, jedoch nicht ganz bis zur Nie­derdruckseite verläuft - siehe hierzu insbesondere Figur 2. Dort ist zu erkennen, daß die Umfangsnut noch ein ganzes Stück vor der Mün­dung der Bohrung 33 in den Innenraum des Gehäuses endet. In jeder dieser Umfangsnut ist eine Dichtung 41 bzw. 42 angeordnet. Durch den Flüssigkeitsdruck auf der Hochdruckseite werden sämtliche Lager­körper zur Niederdruckseite hin verschoben und kommen dort in metallische Berührung mit der Wandung des Innenraums. Dadurch ergibt sich auf der gegenüberliegenden Seite der Lagerkörper ein Spalt, da diese mit geringem axialem und radialem Spiel im Gehäuseinnenraum angeordnet sind. Wären keine besonderen Maßnahmen getroffen, so würde Druckmittel von der Auslaßbohrung 32 in diesen Spalt ein­dringen und die Lagerkörper über ihre gesamte Höhe, d. h. bis zu den Zahnrädern hin, beaufschlagen und auf die Gehäusewand eine sehr hohe Reaktionskraft ausüben. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtung 41 und 42 wird dies vermieden, da das unter Hochdruck stehende Druckmittel nun nur noch bis zu diesen Dichtungen entlang der Außenseiten der Lagerkörper hochsteigen kann. Die übrigen Be­reiche 47, 48 zwischen den Deckeln und den Dichtungen 41, 42 sind damit druckentlastet und damit auch der Innenraum 13 des Gehäuses. Zweckmäßigerweise können zwischen den Dichtungen 41, 42 und den außenliegenden Teilen der Lagerkörper noch am Außenumfang derselben und ebenfalls parallel zu den Umfangsnuten 39, 40 verlaufende Ent­lastungsnuten 43, 44 bzw. 45, 46 vorgesehen sein, die zur Nieder­druckseite hin verbunden sind. Auf diese Weise kann sich dort in­folge durchleckenden Druckmittels kein Druck aufbauen. Hierzu wird insbesondere auf Figur 3 verwiesen, wo zu erkennen ist, daß die Dichtungen 41, 42 zweckmäßigerweise über Kanäle 49, 50, die mit der Hochdruckseite in Verbindung stehen (Auslaßkanal 32), beaufschlagt werden, wodurch ihre Andrückkraft und damit Dichtkraft verbessert wird.

[0010] Wie die Figur 6 zeigt, können die Dichtungen 41, 42 auch unmittelbar am zahnradseitigen Ende der Lagerkörper angeordnet sein.

[0011] Zur Entlastung des Gehäuseinnenraums ist es auch möglich, den Außen­umfang der Lagerkörper zu reduzieren - siehe hierzu Figur 3, die Eindrehung 53, welche mit der Niederdruckseite verbunden ist. Es ist außerdem möglich, nur an einer deckelseitigen Stirnseite der Lager­körper ein axial wirkendes Druckfeld anzubringen - derartige Kon­struktionen sind jedoch an sich bekannt.

Ansprüche

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern (16, 17), deren Wellenzapfen in axial und radial geringfügig beweglichen Lagerkörpern (19 bis 22) (Buchsen oder Brillen) gelagert sind, von denen mindestens der oder die Lagerkörper auf einer Seite der Zahnräder durch ein Axialdruckfeld (27, 28) in dichtende Berührung mit den Zahnradseitenflächen ge­drückt wird, das durch einen Formdichtkörper (29, 30) bestimmt ist und über einen Kanal (36, 37) von der Hochdruckseite her beauf­schlagt ist und der Flächenschwerpunkt des Druckfelds sich auf der Hochdruckseite der Maschine befindet, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Lagerkörper (19, 20) nahe den Zahnradseitenflächen eine parallel zu den Zahnrädern verlaufende Dichtung (41, 42) ange­ordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden den Zahnrädern abgewandten Seiten der Lagerkörper (19 bis 22) Axial­druckfelder ausgebildet sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper als Lagerbuchsen oder Lagerbrillen ausgebildet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­net, daß die seitlichen Dichtungen (41, 42) an den Lagerkörpern über Kanäle (49, 50) mit Hochdruck beaufschlagt sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­net, daß die Lagerkörper in ihren den Deckel zugewandten Bereichen (53, 54) im Durchmesser etwas reduziert sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, daß die an den Lagerkörpern außenverlaufende Dichtung (41, 42) direkt an den Zahnradseitenflächen liegt.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­net, daß die Dichtungen (41, 42) am Außenumfang der Lagerkörper vom Hochdruckbereich (Gehäusebohrung 32) ausgehen, aber vor dem Nieder­druckbereich (Gehäusebohrung 33) enden.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­net, daß der Formdichtkörper (29, 30) die Form einer "Drei" hat.

Zeichnung