Hydraulische Zahnradmaschine

Abstract

 Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Zahnradmaschine, vorzugsweise Zahnradpumpe, mit mindestens zwei ineinander greifenden, drehbar gelagerten Zahnrädern (3, 4). Zwischen mindestens einer Zahnradstirnseite und einem nicht drehenden Bauteil (8) der Zahnradmaschine ist eine scheibenförmige Dichtplatte (9) angeordnet. Erfindungsgemäß ist in der Dichtplatte (9) und/oder in dem nicht drehenden Bauteil (8) mindestens eine Kerbe (10) zur hydrostatischen Druckbeaufschlagung vorgesehen ist. Bevorzugt ist die Kerbe (10) in dem nicht drehenden Bauteil (8) vorgesehen. Zumindest die der Zahnradstirnseite zugewandte Seite der Dichtplatte (9) ist von einer Bronzelegierung gebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zahnradmaschine, vorzugsweise Zahnradpumpe, mit mindestens zwei ineinander greifenden, drehbar gelagerten Zahnrädern, wobei zwischen mindestens einer Zahnradstimseite und einem nicht drehenden Bauteil der Zahnradmaschine eine scheibenförmige Dichtplatte angeordnet ist.

[0002] Zahnradmaschinen der oben beschriebenen Art werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, als Zahnradpumpe beispielsweise in Flurförderzeugen für den Antrieb einer hydraulischen Hubvorrichtung. In diesem Anwendungsfall werden hydraulische Hubzylinder und gegebenenfalls hydraulische Neigezylinder sowie Antriebszylinder für mögliche Zusatzfunktionen versorgt. Zusätzlich kann beispielsweise eine hydraulische Lenkungsvorrichtung von derselben Zahnradpumpe oder einer zweiten versorgt werden.

[0003] Die genannte Anwendung bedeutet für die Zahnradpumpe eine lange Betriebsdauer und eine zumindest zeitweise starke Belastung. Gleichzeitig sollen die Zahnradpumpen einen über eine lange Betriebsdauer möglichst nicht abnehmenden hohen Wirkungsgrad aufweisen.

[0004] Ein für Verschleiß und Wirkungsgrad besonders maßgebliches Element der Zahnradpumpe ist die axiale Abdichtung des von den Zahnradzähnen durchkämmten Raumes. Bekannt ist es beispielsweise aus dem Lehrbuch "Hydrostatische Pumpen und Motoren", J. u. M. Ivantysyn, 1993, Seite 345, an den Zahnradstirnseiten nicht bewegliche Dichtplatten anzuordnen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die hydraulische Zahnradmaschine im Hinblick auf Standfestigkeit und Wirkungsgrad weiter zu verbessern.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Dichtplatte und/oder in dem nicht drehenden Bauteil mindestens eine Kerbe zur hydrostatischen Druckbeaufschlagung vorgesehen ist. Die Dichtplatte ist damit in axialer Richtung relativ zu den Zahnrädern und relativ zu einem Gehäuse der Zahnradmaschine geringfügig verschiebbar. Die Kerbe zur hydrostatischen Druckbeaufschlagung wird dabei mit Hydraulikdruck beaufschlagt, der die Dichtplatte in Richtung der Zahnräder drückt. In die entgegengesetzte Richtung wirkt der Druck des in den Zahnzwischenräumen befindlichen Hydrauliköls. Hierdurch stellt sich der zwischen den Zahnzwischenräumen und der Dichtplatte vorhandene Spalt selbsttätig ein.

[0006] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kerbe in dem nicht drehenden Bauteil vorgesehen. Die Kerbe befindet sich dabei an der der Dichtplatte zugewandten Seite des nicht drehenden Bauteils.

[0007] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kerbe über mindestens eine in dem nicht drehenden Bauteil angeordnete Bohrung mit einem Druckraum der Zahnradmaschine verbunden ist. Die den Zahnrädern abgewandte Seite der Dichtplatte wird damit stets mit dem momentanen Arbeitsdruck der Zahnradmaschine beaufschlagt, welcher proportional zu der von der Zahnradseite auf die Dichtplatte wirkenden Druckkraft ist.

[0008] Die Dichtplatte ist vor Verdrehen gesichert. Die Gefahr einer reibungsbedingten Abnutzung besteht somit ausschließlich auf der den Zahnrädern zugewandten Seite der Dichtplatte, nicht jedoch an der dem nicht drehenden Bauteil zugewandten Seite.

[0009] Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist die Dichtplatte die Form von zwei miteinander starr verbunden Kreisringen auf. Eine derartige Dichtplatte kann aus einem einzigen Stück geformt sein. Mit der genannten 8er-Form deckt sie vollständig eine Stirnseite von zwei ineinander greifenden Zahnrädern ab.

[0010] Vorzugsweise ist an jeder Zahnradstirnseite eine Dichtplatte angeordnet. Eine Zahnradmaschine weist damit zwei, bei der üblichen Bauform 8er-förmige Dichtplatten auf.

[0011] Um eine reibungsarme und verschleißarme Oberfläche herzustellen, weist zumindest die der Zahnradstirnseite zugewandte Seite der Dichtplatte eine Bronzelegierung auf.

[0012] Zweckmäßig ist es dabei, wenn als Bronzelegierung Blei-Bronze oder Phosphor-Bronze vorgesehen ist.

[0013] Bezüglich der Reibung und des Verschleißes ebenso günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn zumindest die der Zahnradstirnseite zugewandte Seite der Dichtplatte eine Wolframverbindung aufweist.

[0014] Zweckmäßig ist es hierbei, wenn als Wolframverbindung Wolfram-Disulfid vorgesehen ist.

[0015] Die erforderliche Festigkeit wird bei gleichzeitig einfacher Herstellung erreicht, wenn die Dichtplatte von einer beschichteten Stahlplatte gebildet ist. Als Beschichtungswerkstoff können hierbei die oben erwähnten Bronzelegierungen oder Wolframverbindungen herangezogen werden.

[0016] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0017] Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße, als Zahnradpumpe ausgeführte Zahnradmaschine im Schnittbild. In einem Gehäuse 1, das von durchgehenden Schrauben 2 zusammengehalten wird, sind zwei Zahnräder 3, 4 drehbar gelagert, wobei das Zahnrad 3 über eine aus dem Gehäuse 1 ragende Antriebswelle 5 mit einem beispielsweise als Elektromotor ausgeführten Antrieb verbunden ist. Das zweite Zahnrad 4 wird durch das erste Zahnrad 3 mitgedreht und ist mittels einer Lagerwelle 6 ebenfalls im Gehäuse 1 gelagert. Die Lagerung der Wellen 5, 6 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Nadellagern 7 an als Lagerbuchsen ausgeführten nicht drehenden Bauteilen 8.

[0018] Zwischen den Zahnrädern 3, 4 und den nicht drehenden Bauteilen 8 befinden sich Dichtplatten 9, die den von den Zähnen der Zahnräder 3, 4 durchkämmten Raum in axialer Richtung abdichten. Erfindungsgemäß befinden sich im Bereich der den Zahnrädern 3, 4 abgewandten Seiten der Dichtplatten Kerben 10 zur hydrostatischen Druckbeaufschlagung. Die Kerben 10 sind im Wesentlichen kreisförmig und verlaufen in Umfangsrichtung der Zahnräder 3, 4. Im vorliegenden Beispiel sind die Kerben aus den nicht drehenden Bauteilen 8 ausgearbeitet und über Bohrungen mit der Druckseite der Hydraulikpumpe verbunden. Hierdurch werden die Dichtplatten 9 an die Stirnseiten der Zahnräder 3, 4 mit einer vom momentanen Arbeitsdruck der Zahnradpumpe abhängigen Kraft angedrückt. Da in den Zahnzwischenräurnen der Zahnräder 3, 4 ein zum Arbeitsdruck proportionaler Druck ansteht, stellt sich die von den Dichtplatten 9 auf die Zahnräder 3, 4 ausgeübte Druckkraft jederzeit auf ein Maß ein, das eine gute Abdichtung des von den Zahnrädern 3, 4 durchkämmten Raumes bei möglichst geringer Reibung gewährleistet. Um die auftretende Reibung und den damit verbundenen Verschleiß möglichst gering zu halten, ist die Druckplatte mit einem reibungsvermindernden Material, beispielsweise einer Bronzelegierung oder einer Wolframlegierung beschichtet.

Ansprüche

1. Hydraulische Zahnradmaschine, vorzugsweise Zahnradpumpe, mit mindestens zwei ineinander greifenden, drehbar gelagerten Zahnrädern (3, 4), wobei zwischen mindestens einer Zahnradstirnseite und einem nicht drehenden Bauteil (8) der Zahnradmaschine eine scheibenförmige Dichtplatte (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dichtplatte (9) und/oder in dem nicht drehenden Bauteil (8) mindestens eine Kerbe (10) zur hydrostatischen Druckbeaufschlagung vorgesehen ist.

2. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (10) in dem nicht drehenden Bauteil (8) vorgesehen ist.

3. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (10) über mindestens eine in dem nicht drehenden Bauteil (8) angeordnete Bohrung mit einem Druckraum der Zahnradmaschine verbunden ist.

4. Hydraulische Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (9) vor Verdrehen gesichert ist.

5. Hydraulische Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (9) die Form von zwei miteinander starr verbunden Kreisringen aufweist.

6. Hydraulische Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Zahnradstirnseite eine Dichtplatte (9) angeordnet ist.

7. Hydraulische Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die der Zahnradstirnseite zugewandte Seite der Dichtplatte (9) eine Bronzelegierung aufweist.

8. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Bronzelegierung Blei-Bronze vorgesehen ist.

9. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Bronzelegierung Phosphor-Bronze vorgesehen ist.

10. Hydraulische Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die der Zahnradstirnseite zugewandte Seite der Dichtplatte (9) von eine Wolframverbindung aufweist.

11. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Wolframverbindung Wolfram-Disulfid vorgesehen ist.

12. Hydraulische Zahnradmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (9) von einer beschichteten Stahlplatte gebildet ist.

Zeichnung