Zahnradpumpe oder Zahnradmotor für wechselriitc: i xrehrichtung Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe oder einen Zahnradmotor für wechselnde Drehrichtung mit an den Zahnradstirnseiten anliegenden axial beweglichen Lager buchsen, welche durch Druckbeaufschlagung einen axialen Stirn-Spielausgleich zwischen Lagerbuchsen und Zahnrad gewährleisten. Auf den Lagerbuchsen werden durch Dichtungen abgegrenzte Druckfelder gebildet, die über Bohrungen mit dem Druckraum der Pumpe oder des Motors verbunden sind. Die zu den Druckfeldern führen den Kanäle sowie die zwecks Abführung des Leeköles zur Saug- bzw.
Ablaufseite führenden Kanäle werden mittels Ventilen gesteuert. Bekannt sind bereits Zahnrad pumpen mit Konstantspiel d.h. ohne axialen Spielaus gleich, zum Einsatz für wechselnde Drehrichtung. Die Auslasseite, nämlich der Druckstrom wird gesteuert durch einen als Gleitstück ausgebildeten Schieber. Dieses Gleitstück wird aufgenommen in einer Nut, welche den Eingriffsbereich beider Zahnräder überdeckt. Je nach Druckseite der Zahnradpumpe wird das Gleitstück durch entsprechende Druckbeaufschlagung verschoben und da mit eine der beiden Austrittsbohrungen verschlossen bzw. freigegeben. Die Austrittsbohrungen führen zum Druck kanal der Pumpe.
Das Gleitstück ist in der Deckplatte der Zahnradpumpe angeordnet und liegt mit einer Seite an der Stirnfläche der Zahnräder an. Die das Gleitstück aufnehmende Nut dient ausserdem zur Abführung der Quetschflüssigkeit.
Die genannte Ausführung ist jedoch für Zahnrad pumpen zur Erzeugung eines Hochdruckes z.B. ab 160 kp/cm nicht geeignet, da die Auslegung und Anordnung des als Gleitstück ausgebildeten Schiebers eine sichere Funktion bei günstigem Wirkungsgrad nicht gewährleistet. Trotz wechselnder Drehrichtung wird durch diese Steuerung eine stets gleichbleibende Förder- richtung beibehalten.
Für Zahnradpumpen mit axialem Spielausgleich ist die Verwendung nicht möglich, da die Lagerbuchsen hierbei an beiden Stirnseiten der Zahnräder angeordnet sind, wodurch eine Anordnung des Schiebers nach der aufgezeigten Konstruktion nicht erfolgen kann.
Weiterhin ist eine Zahnradpumpe für wechselnde Drehrichtung bekannt, die bei axialem Spielausgleich eine Ventilsteuerunfür die Druckbeaufschlagung der Lagerbuchsen sowie des Lecköles zeigt.
Mittels zweier separater unabhängig voneinander wirkender Ventile wird je nach Saug- und Druckseite der Zahnradpumpe, das mit dem Druckkati-a verbundene Ventil geöffnet und die Lagerbuchse mit Druckmedium beaufschlagt. Dieser Druck schliesst gleichzeitig das mit dem Saugkanal verbundene 2. Veröl, --durch eine Verbindung zwischen Sau-- und Drucks?ite verhindert wird.
Für den Abfluss des Lecköles sine zwei .weitere Ventile angeordnet, wobei der Rückfluss des Leeköles bei Überschreitung des durch eine Feder bestir1.-aten öffnungsdruckes stattfindet. Der Rückfluss erfolgt clo-;:-i über das geöffnete Ventil zum jeweils mit der S-#:@-@s\ite verbundenen Kanal der Zahn radpumpe.
Das z@ eite Ventil welches im Bereich der Druckseite angec._>tlirei ist, wird durch das Druckmedium stets geschlossen g.ha3tLn, wodurch das Lecköl nur nach der Saugseite abfiiesen kann.
Diese Ausfühiuitn erfordert separate Ventile für die Verbindung des -eweils mit der Druckseite verbundenen Kanales der Zahr.radpu:mpe zu den Stirnseiten der Lager buchsen, an welchen die Druckfelder gebildet werden.
Die Anordnung voii z,. "ei Ventilen erfordert eine entspre chende Anzahl von '%7crbindungsbohrungen, welche das Bauvolumen erheiliich @rergrössern. Die gezeigte Anord nung dieser Ventih verlangt ausserdem eine Ausführung, bei welcher der cliliesskörper mit einer Druckfeder belastet werden muss. Das gleiche trifft zu für die beiden anderen Leekölventile.
Diese Ausfüha under Ventile und die dafür erforder lichen Verbindep-sleitungen erhöhen den Aufwand bei der Fertigung die#er Zahnradpumpen und erhöhen das Bauvolumen.
Die Erfindung ,:Tel?t sich daher die Aufgabe, eine Zahnradpumpe bzrw. eiixen Zahnradmotor für wechselnde Drehrichtung mit axia lern Spielausgleich zu schaffen, wobei die die Vm"ile aufnehmenden Verbindun-sboh- rungen einen einfs,[email protected]@i und günstigen Verlauf aufweisen, so dass bei geringster Länge und strömungstechnisch günstigem Bohn;ngsverlauf ein Minimum an Ventilen und damit an Dklirswllen erforderlich ist.
Ausserdem wird ein einfache- en-; sicherer Aufbau der Ventile ange- strebt, welche eine zweckmässige und kurzzeitige Montage derselben ermöglichen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass von den Kammern ausgehende Kanäle zu einem gemeinsamen Ventil, bestehend aus Buchsen und Schliesskörper führen, welches über eine Abzweigung mit Druckräumen verbunden ist, während von den Kanälen über weitere abzweigende Kanäle eine Verbindung zu den Rückschlagventilen besteht.
Die von den Kammern, welche im Eingriffsbereich der Zahnräder liegen, ausgehenden Kanäle, welche wiederum eine Flüssigkeitsverbindung zu Druckräumen für Druck felder der Lagerbuchsen herstellen, können in eine Verbindungsbohrung münden. Diese Verbindungsboh rung weist vorzugsweise im Bereich einer zu den Druck räumen führenden Abzweigung ein Ventil auf, welches in Abhängigkeit von der als Druckraum dienenden eingangs genannten Kammer einen der beiden von diesen Kam mern ausgehenden Kanäle mit der Abzweigung vom Ventil verbindet.
Die von der das Ventil aufnehmenden Verbindungsbohrung abzweigenden Kanäle können zu Rückschlagventilen, welche in Abhängigkeit von der Druckseite mit dem Innenraum der Pumpe oder des Motors Flüssigkeitsverbindung zur Leckölableitung auf weisen oder diese unterbrechen, führen. Die das Ventil aufnehmende Verbindungsbohrung kann dabei in einem als Ventilplatte ausgebildeten Deckel angeordnet sein, wobei die als Leekölventile dienenden Rückschlagventile eb--nfalls im Deckel auf der gedachten verlängerten Achse der Ritzelwellen liegen können.
Das Ventil selbst kann aus stirnseitig aneinanderliegenden Buchsen, welche durch die an diesen Stirnseiten vorhandenen zylindri schen Ausnehmungen einen Raum zur Aufnahme des Schliesskörpers bilden, bestehen. Ausserdem können, zwischen dem Aussenumfang der Buchsen und dem Deckel, welcher die Buchsen aufnimmt, Dichtringe ange ordnet sein. Die Buchsen können am Aussenumfang eine Abflachung aufweisen, an welcher ein in der Abzweigung des Ventils angeordneter Gewindering zur Anlage kommt, während beide äusseren Stirnflächen der Buch sen an Gewinderingen, zwischen denen Federringe ange bracht sind, anliegen können.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausfüh rungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt der Pumpe oder des Mo tors, Fig. 2 einen Schnitt gemäss A-A nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt gemäss B-B nach Fig. 2.
Die als Pumpe oder Motor verwendbare hydraulische Zahnradmaschine besteht aus einem Gehäuse 1, welches Zahnräder 2, 3 aufnimmt, die als Ritzelwellen 4, 5 in axialbeweglichen Lagerbuchsen 6, 7, 8, 9 gelagert sind, die beiderseits durch Deckel 10, 11 abgeschlossen sind. Im Eingriffsbereich der Zahnräder 2, 3 sind Kammern 12, 13 vorhanden, welche als Saug- bzw. Ablauf- oder Druckraum dienen. Von den Kammern 12, 13 im Gehäuse 1 führen Kanäle 14, 15 zu einer im Deckel 10 vorhandenen Verbindungsbohrung 16, welche beide Ka näle 14, 15 miteinander verbindet. Die Verbindungsboh rung ist beiderseits mit Stopfen 17, 18 druckdicht ver schlossen.
Von der Verbindungsbohrung 16 führt annä hernd mittig eine Abzweigung 19 zu Druckräumen 20, 21 im Deckel 10, in welchen die Druckfelder für die Lagerbuchsen 6, 7 aufgebaut werden. Von der Verbin dungsbohrung 16 führt weiterhin je ein Kanal 22, 23 zu einem Rückschlagventil 24, 25, welches im Deckel 10 in der gedachten verlängerten Achse der Ritzelwelle 4, 5 angeordnet ist. Die Rückschlagventile 24, 25, welche zum Kanal 22, 23 hin öffnen, sind federlos mit einem als Kugel ausgebildeten Schiesskörper 26 versehen und wer den an der Innenseite des Deckels 10 ausgangs der Kanäle 22, 23 angebracht.
Von diesem Kanal 22, 23 besteht über das Rückschlagventil 24, 25 eine Flüssig keitsverbindung zu Längsbohrungen 27, 28 der Ritzelwel- len 4, 5 für die Leckölleitung. In der Verbindungsboh rung 16 selbst sind ein Ventil bildende Buchsen 29, 30 mit je einer Längsbohrung 31, 32 vorhanden, welche als Ventilsitz für einen als Kugel ausgebildeten Schliesskör- per 33 dienen. Die Buchsen 29, 30 liegen stirnseitig direkt aneinander und werden mittels Gewinderingen 34, 35 eingestellt und arretiert.
Weiterhin ist zur Sicherung der Buchsen 29, 30 gegen Verdrehung in der Abzweigung 19 ein Gewindering 36 angeordnet, welcher an einer Abfla chung der Buchsen 29, 30 anliegt. Die Ringfläche des Gewinderinges 36 liegt dabei zu annähernd gleichen l eilen auf der Abflachung beider Buchsen 29, 30. Der Schliesskörper 33 ist in einem Ringraum 37 angeordnet, welcher im Durchmesser grösser ist als der der Längs bohrungen 31, 32 in den Buchsen 29, 30.
Der Ringraum 37 besteht aus zylindrischen A usneh- mungen an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Buch sen 29, 30 und wird gebildet durch die Zusammenfügung derselben.
Eine Flüssigkeitsverbindung von der Längsbohrung 31 oder 32 mit der Abzweigung 19 ist je nach Stellung des Schliesskörpers 33 immer gewährleistet.
Um eine direkte Flüssigkeitsverbindung der Kanäle 14, 15 bei anliegendem Schliesskörper 33 zu vermeiden, sind beide Buchsen 29, 30 an ihrem Aussenumfang gegenüber dem Deckel 10 mit Dichtringen 38, 39 verse hen.
Die im Druckraum 20, 21 gebildeten Druckfelder werden durch Dichtungen 40, 4-1 zwischen den Lager buchsen 6, 7 und dem Deckel 10 abgegrenzt. Zwischen den Buchsen 29, 30 und den Gewinderingen 34, 35 sind Federringe 4-2, 43 angeordnet. Auf weitere konstruktive Einzelheiten wie z.B. Abdichtung und Verschraubung soll hier nicht eingegangen werden, da diese Dinge als allgemein bekannt vorausgesetzt werden und für den Er findungsgedanken keine wesentliche Bedeutung aufweisen.
Die Wirkungsweise der vorliegenden Zahnradpumpe bzw. des Zahnradmotors ist die folgende: Die hydraulische Zahnradpumpe bzw. der hydrauli sche Zahnradmotor weist axialen Stirnspielausgleich auf und soll für beide Drehrichtungen einsetzbar sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kammer 12 die Druckseite des Gerätes. Das Druckmedium gelangt dabei über den Kanal 14, die Verbindungsbohrung 16, die Längsbohrung 31, den Ringraum 37 und die Abzweigung 19 in die Druckräume 20, 21.
Diese durch die Dichtungen 40, 41 abgegrenzten Druckfelder auf der Stirnseite der Buchsen 6, 7 dienen in bekannter Weise zur Erreichung eines axialen Spielausgleiches (Stirnspiel zwischen Lager buchse und Zahnrad) bei hydraulischen Zahnradpumpen oder -motoren.
Bei diesem Verlauf des Druckmediums wird der Schliesskörper 33 gegen die Dichtkante der Buchse 30 gedrückt, wodurch die Verbindung zwischen den Längs bohrungen 31, 32 unterbrochen ist.
Der von der Verbindungsbohrung 16 abzweigende Kanal 22 steht ebenfalls unter Druck, wodurch das Rückschlagventil 25 geschlossen wird d.h. der Ventilkör per 26 wird gegen die Dichtkante des Ventils gedrückt. Das Druckmedium gelangt dadurch nur zu den Druck räumen 20, 21 und dient zur Beaufschlagung der auf die Lagerbuchsen 6, 7 wirkenden Druckfelder, wodurch bekannterweise der Axialspielausgleich erfolgt.
Das ge genüberliegende Rückschlagventil 24 hingegen, ist bei dieser Drehrichtung des Gerätes geöffnet, wodurch das Lecköl innerhalb des Gerätes u.a. über die Längsbohrung 27 der Ritzelwelle 4, das genannte Rückschlagventil 24 und den Kanal 23 in den durch das Ventil 30, 33 gegen die Längsbohrung 32 abgeschlossenen Teil der Verbin dungsbohrung 16 gelangt. Von hier besteht über den Kanal 15 Flüssigkeitsverbindung zur Kammer 13, welche die Saug- bzw. Ablaufseite des Gerätes ist.
Wenn die Kammer 12 unter Druck steht, unabhängig von der Verwendung als Pumpe oder Motor, erfolgt die Druck beaufschlagung der Lagerbuchsen 6, 7 in der beschriebe nen Weise von der Kammer 12 über den Kanal 14, und die Abführung des Lecköles über den Kanal 15 zur Kammer 13.
Bei Drehrichtungswechsel ändern sich Saug- bzw. Ablauf- und Druckseite, d.h. die Kammer 12 ist die Saug- bzw. Ablauf- und die Kammer 13 die Druckseite des Gerätes, wodurch sich der vorher beschriebene Ablauf umkehrt. Das Ventil 29, 30, 33 gibt, da der Schliesskör- per 33 gegen die Buchse 29 gedrückt wird, über die Längsbohrung 32 das Druckmedium zu den Druckfel dern 20, 21 frei und verschliesst die Längsbohrung 31, wobei die Beaufschlagung der Lagerbuchsen 6, 7 vom Kanal 15 aus über die Abzweigung 19 wie im vorherigen Beispiel erfolgt.
Das Rückschlagventil 24 wird nun durch das Druckmedium verschlossen, während das Rück schlagventil 25 geöffnet ist und als Ablaufventil für das Lecköl eine Verbindung über den Kanal 14 zur Kammer 12 herstellt, welche hierbei die Saug- bzw. Ablaufseite ist.
Bei der erläuterten Ausführung werden durch die Anordnung nur eines Ventiles für die Steuerung der Beaufschlagung der Lagerbuchsen mit Druckmedium, d.h. zur Bildung von Druckfeldern, ein einfacher Verlauf der Verbindungsbohrung und kurze Flüssigkeitswege erreicht. Der z.B. als Kugel ausgebildete Schliesskörper kann ohne Federelemente zur Anlage an die Dichtkante ausgeführt sein. Der Aufbau des Ventils ist äusserst einfach und garantiert eine hohe Funktionssicherheit. Die Leckventile können ebenfalls ohne Federelement ausge führt sein und durch ihre Anordnung einen kurzen Verbindungsweg zu der das Ventil aufnehmenden Lei tung gewährleisten.
Durch den einfachen Aufbau ist eine günstige Fertigung und eine kurzzeitige Montage mög lich.
Unabhängig von der Drehrichtung werden die Druck felder stets mit Druckmedium beaufschlagt, während andererseits ein einwandfreier Leckölablfuss ermöglicht wird, da das mit Druckmedium beaufschlagte Leckölven- til stets fest verschlossen ist. Eine Verbindung zwischen Saug- und Druckseite ist damit unterbunden.
Da die Ventilsteuerung im Deckel angeordnet sein kann, besteht jederzeit die Möglichkeit, diesen Deckel gegen einen Deckel ohne Ventilsteuerung auszutauschen und damit die Pumpe bzw. den Motor für den Einsatz mit nur einer Drehrichtung umzurüsten. Bei einer Ferti gung wirkt sich dies äusserst günstig aus, da für Geräte mit, einer oder beiden Drehrichtungen im wesentlichen die gleichen Teile verwendet werden können, d.h. die Grundausführung ist bis auf den Deckel identisch.