[0001] Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Aus der
DE 10 2009 012 853 A1 ist eine Zahnradmaschine bekannt, die als Pumpe oder als Motor betrieben werden kann.
Die Zahnradmaschine umfasst zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder,
die von einem Gehäuse umgeben sind. Das Gehäuse weist gegenüberliegend einen Hoch-
und einen Niederdruckanschluss auf.
[0003] Wenn die Zahnradmaschine als Pumpe betrieben wird, wird eines der Zahnräder beispielsweise
mit einem Elektromotor in Drehbewegung versetzt, wobei Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl,
vom Nieder- zum Hochdruckanschluss fließt. Wenn die Zahnradmaschine als Motor betrieben
wird, fließt das Druckfluid vom Hoch- zum Niederdruckanschluss, wobei die Zahnräder
dadurch in Drehbewegung versetzt werden.
[0004] Der Niederdruckanschluss weist in Richtung einer Mittelachse eine konstante Querschnittsform
auf, die kreisförmig ausgebildet ist. Den entsprechenden Kreisdurchmesser versucht
man am Niederdruckanschluss so groß wie möglich auszulegen, damit dort niedrige Strömungsgeschwindigkeiten
des Druckfluids auftreten. Dadurch wird insbesondere bei Pumpen mit schnell laufenden
Zahnrädern Kavitation am Niederdruckanschluss vermieden.
[0005] Der Durchmesser des Niederdruckanschlusses kann dabei nur so weit gesteigert werden,
wie an den Zahnköpfen der Zahnräder noch immer eine ausreichende Abdichtung zwischen
dem Hoch- und dem Niederdruckanschluss gegeben ist.
[0006] In diesem Zusammenhang ist auf die Druckausgleichsfase an den Lagerkörpern hinzuweisen.
Die Lagerkörper sind zu beiden Seiten neben den Zahnrädern angeordnet und werden vom
Druckfluid dichtend gegen die Seitenflächen der Zahnräder gedrückt. Dabei sind die
Zahnräder mit kreiszylindrischen Lagerzapfen in den Lagerkörpern gelagert. Der Lagerkörper
auf einer Seite der Zahnräder kann einstückig ausgebildet sein, es ist aber genauso
gut denkbar, jedem Zahnrad ein gesondertes Teil des Lagerkörpers zuzuordnen.
[0007] Jedem Zahnrad ist wenigstens eine Druckausgleichsfase an den Lagerkörpern zugeordnet,
die gegenüberliegend zu den Seitenflächen der Zahnräder und der Innenumfangsfläche
angeordnet ist. Die Innenumfangsfläche ist dabei die Fläche, an denen die Zahnköpfe
der Zahnräder dichtend anliegen. Die Druckausgleichsfase erstreckt sich vom Hochdruckanschluss
in Richtung des Niederdruckanschlusses. In allen Zahnzwischenräumen der Zahnräder,
die der Druckausgleichsfase gegenüber liegen, herrscht daher der Druck am Hochdruckanschluss,
so dass die Zahnräder mit einer gut vorhersehbaren Kraft dichtend gegen die Innenumfangsfläche
des Gehäuses im Bereich des Niederdruckanschlusses gedrückt werden, um dort eine Abdichtung
zu bewirken.
[0008] Bei der Bemessung des Durchmessers des Niederdruckanschlusses muss sichergestellt
werden, dass in keiner Drehstellung der Zahnräder über die Zahnzwischenräume eine
Fluidaustauschverbindung zwischen der Druckausgleichsfase und dem Niederdruckanschluss
besteht.
[0009] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei schnell drehenden Zahnradmaschinen,
insbesondere Pumpen, Kavitation am Niederdruckanschluss zu vermeiden bzw. erst bei
höheren Drehzahlen der Zahnräder einsetzen zu lassen.
[0010] Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass beiden Zahnrädern
an der Innenumfangsfläche des Gehäuses eine gedachte Grenzlinie zugeordnet ist, welche
das Ende der Druckausgleichsfase schneidet, wobei sie parallel zur Berührlinie zwischen
den Zahnköpfen der Zahnräder und der Innenumfangsfläche verläuft, wobei die Schnittkante
zwischen den beiden Grenzlinien angeordnet ist, wobei der minimale Abstand zwischen
der Schnittkante und den Grenzlinien wenigstens einen Teilungsabstand der Zahnräder
beträgt, wobei die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses derart von der Kreisform
abweicht, dass seine die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche größer ist als
die die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche eines gedachten kreisförmigen Niederdruckanschlusses,
der denselben minimalen Abstand zu den Grenzlinien aufweist. Soweit einem Zahnrad
zwei Druckausgleichsfasen zugeordnet sind, sind diese vorzugsweise so ausgebildet,
dass diese die gleiche Grenzlinie definieren. Ist dies ausnahmsweise nicht der Fall,
so ist die Grenzlinie maßgebend, die den geringsten Abstand zum Niederdruckanschluss
aufweist.
[0011] Die vorgeschlagene Zahnradmaschine besitzt einen Niederdruckanschluss, der gegenüber
dem Stand der Technik eine größere Querschnittsfläche aufweist. Dadurch werden die
Strömungsgeschwindigkeiten am Niederdruckanschluss herabgesetzt, so dass Kavitation
erst bei höheren Drehzahlen der Zahnräder auftritt.
[0012] Anzumerken ist, dass der genannte minimale Abstand entlang der Innenumfangsfläche
des Gehäuses gemessen wird und zwar in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse des
betreffenden Zahnrades. Gleiches trifft auf den Teilungsabstand der Zahnräder, also
den Abstand zweier Zahnköpfe, zu.
[0013] In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der Erfindung angegeben.
[0014] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses kann so ausgebildet sein, dass die
Schnittkante einen konstanten Abstand zur zugeordneten Grenzlinie aufweist.
[0015] Hierdurch ergibt sich ein Niederdruckanschluss, der die größtmögliche Querschnittsfläche
aufweist.
[0016] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses kann zwei erste Geraden aufweisen,
die jeweils im Wesentlichen parallel zu einer zugeordneten Grenzlinie verlaufen. Die
ersten Geraden können deutlich einfacher hergestellt werden, als die oben beschriebene
ideale Querschnittsform. Soweit schräg verzahnte Zahnräder zum Einsatz kommen, verläuft
die Schnittkante zwischen der Innenumfangsfläche und dem Niederdruckanschluss nicht
mehr ganz genau parallel zu den Grenzlinien. Die Abweichung ist aber so gering, dass
keine nennenswerte Verschlechterung hinsichtlich der Kavitationsentstehung zu befürchten
ist. Wenn gerade verzahnte Zahnräder zum Einsatz kommen, wird der oben vorgeschlagene
Idealzustand verwirklicht.
[0017] Die beiden ersten Geraden können durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei, zweite
Geraden verbunden sein, die fluchtend zu den Seitenflächen der Zahnräder verlaufen.
[0018] Hierdurch ergibt sich eine größtmögliche Querschnittsfläche des Niederdruckanschlusses.
[0019] Die zwei ersten Geraden können durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei, Kreisbögen
miteinander verbunden sein. Diese Querschnittsform wird bevorzugt dann verwendet,
wenn am Niederdruckanschluss außen am Gehäuse ein genormter Flansch vorgesehen ist,
der für eine kreisförmige Durchtrittsöffnung für das Druckfluid vorgesehen ist. Der
größere der genannten Kreisbögen wird dabei vorzugsweise fluchtend zu der genormten
kreisförmigen Durchtrittsöffnung ausgebildet, wobei er insbesondere den gleichen Radius
aufweist.
[0020] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses kann verrundete Ecken aufweisen,
damit er einfach mit einem Schaftfräser hergestellt werden kann. Der Radius der Ecken
entspricht dabei dem Radius des Schaftfräsers.
[0021] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses kann durch mehrere, vorzugsweise
zwei oder drei, sich überschneidende Kreise gebildet werden, die zueinander versetzte
Mittelpunkte aufweisen. Hierdurch soll gegenüber den oben beschriebenen Querschnittsformen
eine weitere Vereinfachung der Herstellung erreicht werden. Dabei ist insbesondere
daran gedacht, die genannten Kreise durch gesonderte Bohrbearbeitungen herzustellen,
wobei die Drehachse der betreffenden Bohrer versetzt zueinander angeordnet sind. Mit
den bevorzugten zwei oder drei Bohrungen kann bereits eine deutliche Verbesserung
hinsichtlich der Kavitationsneigung erreicht werden.
[0022] Der Niederdruckanschluss kann wenigstens einen Lagerkörper überdecken. Für die Funktion
der Zahnradmaschine ist es unschädlich, wenn der Niederdruckanschluss die Lagerkörper
überdeckt. Hierdurch kann zwar unmittelbar keine Verbesserung des Kavitationsverhaltens
erreicht werden. Es ist jedoch einfacher möglich, die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses
im Bereich der Zahnräder optimal an die Grenzlinien anzunähern.
[0023] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es stellt dar:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Zahnradmaschine;
- Fig. 2
- einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Zahnradmaschine;
- Fig. 3
- eine grobschematische Vorderansicht der Zahnräder und der Lagerkörper, wobei die ideale
Form des Niederdruckanschlusses gezeigt ist;
- Fig. 4
- eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung;
- Fig. 5
- eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
- Fig. 6
- eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
[0024] Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Zahnradmaschine 10. Die Zahnradmaschine
10 umfasst ein Gehäuse 20, das aus einem Hauptkörper 30; einem Antriebsdeckel 21 und
einem Enddeckel 22 zusammengesetzt ist, die vorzugsweise aus Aluminium oder aus Grauguss
bestehen. Der Antriebs- und der Enddeckel 21; 22 liegen an ebenen Stirnflächen an
den gegenüberliegenden Enden des Hauptkörpers 30 an, wobei an den Stirnflächen O-Ringe
24 aus einem Elastomer vorgesehen sind, damit aus der entsprechenden Fuge kein Druckfluid
austreten kann. Der Antriebs- und der Enddeckel 21; 22 sind über Zylinderstifte 26
relativ zum Hauptkörper 30 ausgerichtet und über (nicht dargestellte) Schraubbolzen
mit diesen fest verschraubt.
[0025] In dem Gehäuse 20 sind zwei Zahnräder 50 bezüglich einer zugeordneten Drehachse 51
drehbar aufgenommen, wobei die Zahnräder 50 im Außeneingriff miteinander kämmen. Die
genannten Drehachsen 51 verlaufen parallel zueinander. Die Zahnräder 50 sind vorliegend
schräg verzahnt, sie können aber auch gerade verzahnt ausgebildet sein. Dabei ist
anzumerken, dass die der Erfindung zugrunde liegende Kavitationsproblematik vorrangig
bei schräg verzahnten Zahnrädern auftritt.
[0026] Die beiden Zahnräder 50 weisen auf beiden Seiten einen kreiszylindrischen Lagerzapfen
52 auf, der in einer Lagerschale 61 aus einem Gleitlagerwerkstoff wie Messing oder
Bronze drehbar gelagert ist, wobei die Lagerschale 61 wiederum in einem zugeordneten
Lagerkörper 60 aus Stahl fest aufgenommen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist jedem Lagerzapfen 52 ein gesondertes Teil des Lagerkörpers 60 zugeordnet, wobei
zwei benachbarte Teile an ebenen Flächen aneinander anliegen und mittels eines Zylinderstiftes
26 zueinander ausgerichtet sind. Die Lagerkörper 60 können auch einstückig ausgebildet
sein. Die Lagerkörper 60 werden von dem Druck des Druckfluids, beispielsweise Hydrauliköl,
in der Zahnradmaschine 10 gegen die ebenen Seitenflächen 55 der Zahnräder 50 gedrückt,
um eine seitliche Abdichtung der Zahnräder 50 zu bewirken. Das Druckfluid wirkt dabei
in einem Druckfeld auf den Lagerkörper 60 ein, welches von einer zugeordneten Axialdichtung
62 begrenzt wird.
[0027] Einer der Lagerzapfen 52 eines Zahnrades 50 ist einstückig mit einem Antriebszapfen
53 ausgebildet, der durch den Antriebsdeckel 21 hindurch aus dem Gehäuse 20 herausragt.
Die entsprechende Durchtrittsöffnung ist mit einem Radialwellendichtring 25 dicht
verschlossen, so dass kein Druckfluid austreten kann. Der Antriebszapfen 53 kann beispielsweise
mit der Antriebswelle eines (nicht dargestellten) Elektromotors drehfest verbunden
werden, wenn die Zahnradmaschine 10 als Pumpe betrieben wird.
[0028] Die Innenumfangsfläche 31 des Hauptkörpers 30 weist vor dem Einlaufprozess entlang
der Drehachsen 51 eine konstante Querschnittsform auf, die mit sehr geringem Spiel
an den kreiszylindrischen Kopfkreisdurchmesser der Zahnräder 50 angepasst ist.
[0029] Weiter ist auf die Druckausgleichsfase 64 an dem in Fig. 1 linken Lagerkörper 60
hinzuweisen. Die Druckausgleichsfase 64 ist gegenüberliegend zu der Seitenfläche 55
eines zugeordneten Zahnrades 50 und gegenüberliegend zur Innenumfangsfläche 31 des
Gehäuses 20 angeordnet.
[0030] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Zahnradmaschine 10. Der Hoch-
und der Niederdruckanschluss 32; 33 sind gegenüberliegend an dem Gehäuse 20 angeordnet,
wobei sie eine gemeinsame Mittelachse 34 aufweisen, entlang derer sie eine konstante
Querschnittsform aufweisen. Der Hochdruckanschluss 32 weist vorzugsweise eine kreisförmige
Querschnittsform auf, wobei die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses 33 erfindungsgemäß
von der Kreisform abweicht.
[0031] Die bereits angesprochene Druckausgleichsfase 64 erstreckt sich vom Hochdruckanschluss
32 in Richtung des Niederdruckanschlusses 33. Sie weist ein Ende 65 auf, das mit Abstand
zum Niederdruckanschluss 33 angeordnet ist. In den Zahnzwischenräumen 54, die im Bereich
der Druckausgleichsfase 64 angeordnet sind, herrscht daher überall ein Druck der gleich
dem Druck am Hochdruckanschluss 32 ist. In den verbleibenden Zahnzwischenräumen herrscht
ein geringerer Druck, was im Ergebnis dazu führt, dass auf die Zahnräder 50 eine hydraulische
Kraft 84 einwirkt, die dessen Zahnköpfe 56 in einem Dichtbereich 11 am Niederdruckanschluss
34 gegen die Innenumfangsfläche 31 des Gehäuses 20 drückt. Nur dort findet an den
Zahnköpfen 56 eine dichtende Anlage zum Gehäuse 20 statt. Die verbleibenden Zahnköpfe
56 laufen mit einem geringen Abstand zur Innenumfangsfläche 31 zum Gehäuse 20, so
dass dort Druckfluid zwischen den Zahnzwischenräumen 54 ausgetauscht werden kann.
[0032] Die Druckausgleichsfase 64 kann wie vorliegend dargestellt nur auf einer Seite der
Zahnräder 50 vorhanden sein, sie kann aber auch auf beiden Seiten der Zahnräder 50
vorgesehen sein. Im letzteren Fall ist bei schräg verzahnten Zahnrädern 50 zu berücksichtigen,
dass die beiden Druckausgleichsfasen 64 unterschiedlich lang ausgebildet sein müssen,
damit sie am gleichen Zahn des zugeordneten Zahnrades 50 enden.
[0033] Fig. 3 zeigt eine grobschematische Vorderansicht der Zahnräder 50 und der Lagerkörper
60, wobei die ideale Form des Niederdruckanschlusses 33 gezeigt ist. Die Ansichtsrichtung
ist dabei parallel zur Mittelachse des Niederdruckanschlusses 33, so dass seine Querschnittsform
mit der Schnittkante 85 mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses zusammenfällt.
[0034] Die beiden gedachten Grenzlinien 80 verlaufen parallel zu den schraubenlinienförmigen
Berührlinien 83 zwischen den Zahnköpfen der Zahnräder 50 und der Innenumfangsfläche
des Gehäuses. Die Grenzlinien 80 verlaufen daher auf der Innenumfangsfläche des Gehäuses.
Die Grenzlinien 80 beginnen jeweils am Ende 65 einer zugeordneten Druckausgleichsfase
64 am Lagerkörper 60.
[0035] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses 33 verläuft im Bereich der Grenzlinien
80 parallel zu diesen. Der minimale Abstand 81 zu den Grenzlinien 80 ist daher überall
gleich, so dass sich eine maximale die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche des
Niederdruckanschlusses 33 ergibt. Diese Querschnittsfläche ist in Fig. 3 schraffiert
eingezeichnet und mit der Bezugsziffer 79 gekennzeichnet.
[0036] Im Übrigen verläuft die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses 33 fluchtend
zu den Seitenflächen 55 der Zahnräder 50. Bei Zahnrädern 50 mit sehr großem Schrägungswinkel
kann es vorkommen, dass der Niederdruckanschluss 33 die in Fig. 3 rechte Seitenfläche
55 der Zahnräder 50 nicht mehr überdeckt.
[0037] Weiter ist in Fig. 3 ein gedachter Niederdruckanschluss 82 eingezeichnet, der den
gleichen minimalen Abstand 81 zu den Grenzlinien 80 aufweist. Der entsprechende Kreis
82 überdeckt die Lagerkörper 60, wobei der entsprechende Flächenabschnitt 78 nicht
zu der die Zähnräder 50 überdeckenden Querschnittsfläche 79 zählt. Wie man leicht
erkennen kann, ist der vom Kreis 82 erfasste Anteil der schraffierten Fläche 79 deutlich
kleiner als die schraffierte Fläche 79 selbst, so dass die Bedingung gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 erfüllt ist.
[0038] Der minimale Abstand 81 zwischen dem Niederdruckanschluss 33 und der Grenzlinie 80
beträgt wenigstens einen Teilungsabstand (Nr. 57 in Fig. 2) der Zahnräder, wobei er
vorzugsweise etwas größer gewählt ist, damit unabhängig von der Drehstellung der Zahnräder
wenigstens ein Zahnkopf vollständig an der Innenumfangsfläche des Gehäuses anliegt.
Durch Erhöhung des minimalen Abstandes auf etwas mehr als zwei oder drei Teilungsabstände
kann die interne Abdichtung der Zahnradmaschine verbessert werden.
[0039] Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses 33 gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung. Die Ansichtsrichtung ist dabei parallel zur Mittelachse
des Niederdruckanschlusses 33. Die beiden Grenzlinien 80 und die beiden Seitenflächen
55 der Zahnräder sind durch strichpunktierte Linien dargestellt.
[0040] Die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses 33 weist zwei erste Geraden 70 auf,
die im Wesentlichen parallel zur zugeordneten Grenzlinie 80 verlaufen. Die beiden
ersten Geraden 70 sind durch zwei zweite Geraden 71 verbunden, die in einer Flucht
mit den Seitenflächen 55 der Zahnräder angeordnet sind. Wenn die Zahnräder eine sehr
große Breite und/oder einen sehr großen Schrägungswinkel aufweisen, kann es vorkommen,
dass sich die beiden ersten Geraden 70 im Bereich der Zahnräder schneiden. In diesem
Fall entfällt die in Fig. 4 rechte Gerade 71.
[0041] Die Ecken zwischen den ersten und den zweiten Geraden 70; 71 sind verrundet 74, so
dass der vorliegende Niederdruckanschluss einfach mit einem Schaftfräser hergestellt
werden kann. Der Eckenradius 74 beträgt beispielsweise 5 mm oder 7,5 mm. Auf die Verrundung
74 kann aber auch verzichtet werden.
[0042] Der Niederdruckanschluss 33 gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 4 überdeckt
mit seiner gesamten Querschnittsfläche 79 die Zahnräder. Die entsprechende Querschnittsform
ist spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene 86 ausgebildet, die die Mittelachse
des Niederdruckanschlusses 33 enthält.
[0043] Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses 33 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung. Bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede
stimmt diese Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform nach Fig. 4 überein, so
dass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Die Ansichtsrichtung der
Fig. 5 stimmt mit derjenigen der Fig. 4 überein.
[0044] Die zweiten Geraden wurden durch Kreisbögen 73, die nach außen gewölbt sind, ersetzt.
Der Radius des in Fig. 5 linken Kreisbogen 73 stimmt dabei mit dem Radius der Durchtrittsöffnung
überein, die ein genormter Flansch mit kreisrunder Durchtrittsöffnung aufweist. Die
gesamte Breite des Niederdruckanschlusses 33 ist vorzugsweise gleich oder kleiner
als das Doppelte des genannten Radius.
[0045] Der vorliegende Niederdruckanschluss 33 überdeckt mit den Bereichen 78 auch die Lagerkörper
der Zahnradmaschine. Die die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche des Niederdruckanschlusses
33 ist die in Fig. 5 schraffiert eingezeichnete Fläche 79.
[0046] Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des Niederdruckanschlusses 33 gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung. Die Ansichtsrichtung stimmt mit derjenigen der Fig.
4 und 5 überein.
[0047] Dieser Niederdruckanschluss 33 wird durch zwei kreisrunde Bohrungen 76 gebildet,
die sich überschneiden. Die entsprechende Querschnittsform ist daher aus zwei Kreisen
76 zusammengesetzt, die sich überschneiden, wobei sie versetzte Mittelpunkte 77 aufweisen.
Die Mittelpunkte 77 sind auf der Symmetrieebene 86 des Niederdruckanschlusses 33 angeordnet.
Anstelle der dargestellten zwei Kreise 76 können auch drei oder mehr Kreise 76 vorgesehen
sein, wobei zwei oder drei Kreise, den optimalen Kompromiss zwischen Herstellkosten
und die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche 79 des Niederdruckanschlusses 33
ergeben.
[0048] Der in Fig. 6 linke Kreis 76 überdeckt mit dem Bereich 78 wiederum einen Lagerkörper,
so dass die die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche des Niederdruckanschlusses
33 die mit der Ziffer 79 gekennzeichnet schraffierte Fläche ist.
Bezugszeichenliste
[0049]
- 10
- Zahnradmaschine
- 11
- Dichtbereich
- 20
- Gehäuse
- 21
- Antriebsdeckel
- 22
- Enddeckel
- 23
- Niederdruckanschluss
- 24
- O-Ring
- 25
- Radialwellendichtring
- 26
- Zylinderstift
- 30
- Hauptkörper
- 31
- Innenumfangsfläche
- 32
- Hochdruckanschluss
- 33
- Niederdruckanschluss
- 34
- Mittelachse des Hoch- und des Niederdruckanschlusses
- 50
- Zahnrad
- 51
- Drehachse des Zahnrades
- 52
- Lagerzapfen
- 53
- Antriebszapfen
- 54
- Zahnzwischenraum
- 55
- Seitenfläche
- 56
- Zahnkopf
- 57
- Teilungsabstand
- 60
- Lagerkörper
- 61
- Lagerschale
- 62
- Axialdichtung
- 63
- Zylinderstift
- 64
- Druckausgleichsfase
- 65
- Ende der Druckausgleichsfase
- 70
- erste Gerade
- 71
- zweite Gerade
- 73
- Kreisbogen
- 74
- verrundete Ecke
- 76
- Kreis
- 77
- Mittelpunkt des Kreises
- 78
- Bereich, der die Lagerkörper überdeckt
- 79
- die Zahnräder überdeckende Querschnittsfläche
- 80
- Grenzlinie
- 81
- minimaler Abstand zur Grenzlinie
- 82
- Kreis mit gleichem minimalen Abstand zur Grenzlinie
- 83
- Berührlinie zwischen Zahnkopf und Innenumfangsfläche des Gehäuses
- 84
- hydraulische Kraft
- 85
- Schnittkante
- 86
- Symmetrieebene
1. Zahnradmaschine (10), insbesondere Pumpe oder Motor, mit zwei im Außeneingriff miteinander
kämmenden Zahnrädern (50), welche von einem Gehäuse (20) umgeben sind, welches gegenüberliegend
einen Hoch- und einen Niederdruckanschluss (32; 33) aufweist, wobei der Niederdruckanschluss
(33) in Richtung einer Mittelachse (34) eine konstante Querschnittsform aufweist,
wobei er mit einer Innenumfangsfläche (31) des Gehäuses (30), die dichtend an den
Zahnköpfen (56) der Zahnräder (50) anliegt, eine Schnittkante (85) bildet, wobei auf
beiden Seiten der Zahnräder (50)je ein, gewünschtenfalls mehrteiliger, Lagerkörper
(60) angeordnet ist, in dem die Zahnräder (50) drehbar gelagert sind, wobei die Lagerkörper
(60) dichtend an einer zugeordneten Seitenfläche (55) der Zahnräder (50) anliegen,
wobei beiden Zahnrädern (50) je wenigstens eine Druckausgleichsfase (64) an den Lagerkörpern
(60) zugeordnet ist, die sich gegenüberliegend zum betreffenden Zahnrad (50) und zur
Innenumfangsfläche (31) vom Hochdruckanschluss (32) in Richtung des Niederdruckanschlusses
(33) erstreckt, wobei sie dort ein Ende (65) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass beiden Zahnrädern (50) an der Innenumfangsfläche (31) des Gehäuses (20) eine gedachte
Grenzlinie (80) zugeordnet ist, welche das Ende (65) der Druckausgleichsfase (64)
schneidet, wobei sie parallel zur Berührlinie (83) zwischen den Zahnköpfen (56) der
Zahnräder (50) und der Innenumfangsfläche (31) verläuft, wobei die Schnittkante (85)
zwischen den beiden Grenzlinien (80) angeordnet ist, wobei der minimale Abstand (81)
zwischen der Schnittkante (85) und den Grenzlinien (80) wenigstens einen Teilungsabstand
(57) der Zahnräder (50) beträgt, wobei die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses
(33) derart von der Kreisform abweicht, dass seine die Zähnräder (50) überdeckende
Querschnittsfläche (79) größer ist als die die Zahnräder (50) überdeckende Querschnittsfläche
eines gedachten kreisförmigen Niederdruckanschlusses (82), der denselben minimalen
Abstand (81) zu den Grenzlinien (80) aufweist.
2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses (33) so ausgebildet ist, dass die
Schnittkante (85) einen konstantem Abstand (81) zur zugeordneten Grenzlinie (80) aufweist.
3. Zahnradmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses (33) zwei erste Geraden (70) aufweist,
die jeweils im Wesentlichen parallel zu einer zugeordneten Grenzlinie (80) verlaufen.
4. Zahnradmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Geraden (70) durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei, zweite Geraden
(71) verbunden sind, die fluchtend zu den Seitenflächen (55) der Zahnräder (50) verlaufen.
5. Zahnradmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die zwei ersten Geraden (70) durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei, Kreisbögen
(73) miteinander verbunden sind.
6. Zahnradmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses (33) verrundete Ecken (74) aufweist.
7. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Niederdruckanschlusses (33) durch mehrere, vorzugsweise
zwei oder drei, sich überschneidende Kreise (76) gebildet wird, die zueinander versetzte
Mittelpunkte (77) aufweisen.
8. Zahnradmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckanschluss (33) wenigstens einen Lagerkörper (60) überdeckt.