DD218412A1 - HYDRAULIC GEAR MOTOR OR GEAR PUMP - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft hydraulische Zahnradmotoren oder Zahnradpumpen mit selbsttaetiger Kompensation des Axialspieles zwischen den Stirnflaechen der Zahnraeder und den die Wellenzapfen der Zahnraeder aufnehmenden Lagerkoerpern mittels Druckfluessigkeit. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen in der Gewaehrleistung eines hohen Wirkungsgrades bei wirtschaftlicher Serienfertigung, sowie in der Vermeidung des Kippens der Lagerkoerper und damit innerer Leckstellen als auch der Ausschliessung von Fressern einander beruehrender Bauteile. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe geloest durch arbeitsdruckbeaufschlagte Kompensationsfelder fuer den Axialspielausgleich, welche gleiche Formen jedoch unterschiedliche Groessen besitzen, wobei die Differenzierung dieser Groessen durch Aenderung des Abstandes der Innenkontur des jeweiligen Kompensationsfeldes im Bereich der Wellenzapfen der Zahnraeder von der Achse derselben erreicht wird. Anwendungsgebiet der Erfindung sind als Motor oder Pumpe einsetzbare hydraulische Zahnradmaschinen mit axialem Stirnspielausgleich. Fig. 3The invention relates to hydraulic gear motors or gear pumps with selbsttaetiger compensation of the axial play between the Stirnflaechen the gears and the shaft journals of the cogs receiving bearing bodies by means of pressure fluidity. The aim and object of the invention are to ensure a high degree of efficiency in economical mass production, as well as in the prevention of tilting of the bearing body and thus internal leaks and the exclusion of scroungers touching each other components. According to the invention, this object is achieved by Arbeitsdruckbeaufschlagte compensation fields for the axial play compensation, which have the same shape but different sizes, the differentiation of these sizes by changing the distance of the inner contour of the respective compensation field in the shaft journal of the gears is achieved from the axis thereof. Field of application of the invention can be used as a motor or pump hydraulic gear machines with axial backlash compensation. Fig. 3

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Hydraulik-Zahnradmotor oder -Zahnradpumpe Anwendungsgebiet der ErfindungHydraulic gear motor or gear pump Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft hydraulische Zahnradmotoren oder Zahn-' radpumpen mit selbsttätiger Kompensation des Axialspieles zwischen den Stirnflächen der Zahnräder und den die Wellenzapfen der Zahnräder aufnehmenden Lagerkörpern mittels Druckflüssigkeit, die aus dem Arbeitsraum der Zahnräder in den Raum zwischen den Deckeln und den den Zahnrädern gegenüberliegenden Stirnflächen der Lagerkörper zugeführt wird sowie auf Flächen bestimmter Größe und Form wirkt und Kompensationsfelder bildet, die in den Lagerkörpern oder Deckeln durch Hüten entsprechend begrenzt sind, welche Dicht- und . Stützelemente aufnehmen·The invention relates to hydraulic gear motors or gear wheel pumps with automatic compensation of the axial play between the end faces of the gears and the shaft journals of the gears receiving bearing bodies by means of pressure fluid from the working space of the gears in the space between the covers and the gears opposite faces of the Bearing body is supplied and acts on surfaces of a certain size and shape and forms compensation fields, which are limited in the bearing bodies or lids by hats accordingly, which sealing and. Support elements ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind hydrostatische Zahnradmaschinen (Pumpe/Motor) mit selbsttätiger Kompensation des Axialspieles mittels unter Hochdruck stehender Arbeitsflüssigkeit· Diese Arbeitsflüssigkeit wird aus dein Arbeitsraum der Zahnräder in den Raum geführt, der zwischen den Deckeln und den den Zahnrädern gegenüberliegenden Stirnflächen der Lagerkörper abgegrenzt ist. Die abgegrenzten Druckfelder sind als sog. Kompensationsfelder mit bestimmter Form und Größe ausgebildet, welche in den /+ Deckeln angeordnet sind· Begrenzt werden diese Druckfelder durch Dichtelemente mit elastischen Eigenschaften sowie durch Stützelemente, welche die Voranpressung der Dichtelemente in der Anfahrphase erzeugen und somit Sicherheit vor dem zerstörenden Einfluß der Hochdruckwirkung während des Betriebes der Zahnradmaschine bietet. Die Druckfelder auf beiden Seiten /+ = Lagerkörpern oderHydrostatic gear machines (pump / motor) with automatic compensation of the axial play by means of working fluid at high pressure are known. This working fluid is led out of the working space of the gears into the space delimited between the covers and the end faces of the bearing bodies opposite the gears. The delimited pressure fields are designed as so-called compensation fields with a specific shape and size, which are arranged in the / + covers. These pressure fields are limited by sealing elements with elastic properties and by support elements which generate the pre-compression of the sealing elements in the start-up phase and thus safety the destructive influence of the high-pressure effect during operation of the gear machine offers. The pressure fields on both sides / + = bearing bodies or

der Zahnradmaschine sind in Form und Größe gleich und spiegel- bildlich zueinander angeordnet, wodurch ein Ausgleich, der durch'die-Wirkung des Hochdruckes hervorgerufenen Kräfte stattfindet· '.'-',.. ' - ^: · the gear machine are the same in shape and size and mirror images of each other, whereby a compensation takes place, the forces caused by'-the effect of the high pressure forces takes place ''''', .. ' - ^:

Berartige Lösungswege zur Erzielung des Axialspielausgleiches haben sich bis zu mittleren Betriebsdruckbereichen gut bewährt und finden, dort auch umfassende Anwendung. .Berartige approaches to achieve the axial play compensation have proven well up to medium operating pressure ranges and find, there also comprehensive application. ,

Bei besonders hohen Drücken, die 20 HPa überschreiten wurde festgestellt, daß im Rahmen der erforderlichen funktions- - bedingten Spiele und unter Berücksichtigung der unter Serien- _.·: bedingungen realisierbaren Toleranzen für die bestimmenden Bauteile, sich die Kompensationsfe-ider nicht exakt mit den Feldern -decken, auf die der Druck in der Arbeitskammer der : Zahnradmaschine wirkt* - . 'At particularly high pressures exceeding 20 HPa, it has been found that, within the framework of the required functional games and taking into account the tolerances for the constituent components which can be achieved under serial conditions, the compensation terms do not coincide exactly with the Fields ceilings on which the pressure in the working chamber of the: gear machine acts * -. '

Diese fehlende Übereinstimmung führt zu einem Verkanten der Lagerkörper und somit zu einer Schräglage der Stirnfläche dieser Lagerkörper gegenüber dem jeweiligen Deckel· Durch derartige Schräglage entstehen keilförmige Spalte, welche' zu Undichtheiten und damit zur Erhöhung der anfallenden. Leckage führen* leben einer Verschlechterung des-Wirkungsgrades tritt durch stellenweises Fressen zusammenwirkender Oberflächen eine Beeinträchtigung der Funktion sowie die Reduzierung der Lebensdauer/derartiger Zahnradmaschinen auf*This mismatch leads to a tilting of the bearing body and thus to an oblique position of the end face of these bearing bodies with respect to the respective lid. Such oblique positions result in wedge-shaped gaps which lead to leaks and thus to an increase in the amount. Leading Leakage * Deterioration of efficiency occurs as a result of site-wise seizing together of interacting surfaces impairing the function and reducing the service life / of such gearwheels *

Ziel der Erfindung ~ 7 , ;Aim of the invention ~ 7,;

Ziel ist die Schaffung hydraulischer Zahnradmotoren und Zahnradpumpen mit axialem" Spielausgleich, welche bei Arbeitsdrücken auch über 20 MPa einen hohen Wirkungsgrad gewährleisten und unter Berücksichtigung vertretbarer Herstellungstoleranzen eine wirtschaftliche Fertigung unter Serienbedingungen ermöglichen* ·.-·.'·The aim is to create hydraulic gear motors and gear pumps with axial "backlash compensation, which ensure a high efficiency at working pressures above 20 MPa and allow for economical production under standard conditions under consideration of reasonable manufacturing tolerances * · · · · · · ·

: Darlegung des Wesens der Erfindung: Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hydraulische Zahnrad-' motoren und Zahnradpumpen mit konstantem Axialspiel zuThe invention is based on the object, hydraulic gear motors and gear pumps with constant axial play

schaffen, welche das Kippen/Verkanten der Lagerkörper und=· damit innere Leckstellen vermeiden, Pressen einander berüh-• render Bauteile ausschließen und die Dichtungen zur Begrenzung der Druckfelder einen bestimmten Voranpreßdruck aufweisen.create, which prevent the tilting / tilting of the bearing body and = · avoid internal leaks, exclude presses touching each other • • components and the seals to limit the pressure fields have a certain Voranpreßdruck.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei den erfindungsgemäßen Zahnradmotoren und Zahnradpumpen die 4.en Axialspielausgleich bewirkenden Kompensationsfelder, auf "die der Druck der Arbeitsflüssigkeit wirkt, gleiche Formen jedoch unterschiedliche Größen besitzen, wobei die Diffe— renzierung dB2?serößen dieser Kompensationsfelder durch Änderung des Abstandes der Innenkontur des jeweiligen Kömpensaitionsfeldes im Bereich der Wellenzapfen der Zahnräder von der Achse dieser Zahnräder erreicht wird.According to the invention, this object is achieved in that in the gear motors and gear pumps according to the invention the same effect compensation fields on which the pressure of the working fluid acts, however, same shapes have different sizes, wherein the differentiation dB2 sersize these compensation fields is achieved by changing the distance of the inner contour of the respective Kömpensaitionsfeldes in the shaft journal of the gears of the axis of these gears.

Aufgrund der Großendifferenzierung dieser Kompensationsfelder ' übt das größere Kompensationsfeld von der einen Seite einen· Anpreßdruck der Lagerkörper an die Stirnflächen der Zahnräder aus, während von der anderen Seite das kleinere und weniger belastete Kompensationsfeld in bestimmter Weise nachgiebig ist* Hierdurch wird ein gegenseitiges richtiges Positionieren sowie die exakte Anlage der zusammenwirkenden Stirnflächen erleichtert, was einen hohen Wirkungsgrad und Dauerhaftigkeit der Punktion von Zahnradmotor und Zahnradpumpe gewahrleistet· "" _ .. -" ·-'.·.Due to the great differentiation of these compensation fields' exerts the larger compensation field from the one side a contact pressure of the bearing body to the end faces of the gears, while from the other side of the smaller and less loaded compensation field in a certain way yielding * This is a mutual correct positioning as well facilitates the exact contact of the cooperating faces, which ensures high efficiency and durability of the puncture of gear motor and gear pump ·.

Ausführungsbeispiel . - 'Embodiment. - '

Nachfolgend ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnung folgendes darstellt:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, wherein the drawing represents the following:

Pig. 1 einen tweilweisen Längsschnitt der als .Pumpe oder Motor einsetzbaren ZahnradmaschinePig. 1 a tweilweise longitudinal section of the usable as .Pumpe or motor gear machine

Pig. 2 einen Querschnitt der Zahnradmaschine gemäß Pig. % in -der Ebene- A-APig. 2 is a cross section of the gear machine according to Pig. % in-the-level-AA

Pig* 3 einen Querschnitt der Zahnradmaschine gemäß Pig.,1 in der Ebene B-B des kleineren KompensationsfeldesPig * 3 shows a cross section of the gear machine according to Pig., 1 in the plane B-B of the smaller compensation field

_ — <« r n J Λ Π_ - <" n J Λ Π

.4 Λ Q Pi U Π.4 Λ Q Pi U Π

Fig, 4 einen weiteren Querschnitt der.Zahnradmaschine gemäß Pig*. 1 in der Ebene C-G des größeren Kompensationsfeldes. -'.' -.' 4 shows a further cross section of the gear wheel machine according to Pig *. 1 in the plane C-G of the larger compensation field. - '.' -. '

Der hydraulische Zahnradmotor oder die Zahnradpumpe setzt sich zusammen aus einem Gehäuse 1, das längs durchgängig ausgedreht ist, worin sich Zahnräder 2,3» sowie an ihren Stirnflächen anliegende, axial bewegliche Lagerkörper 4,5 befinden· In den Lagerkörpern 4,5 sind die Wellenzapfen der Zahnräder 2,3 gelagert , so daß auf diese Weise eine Arbeitskammer gebildet wird, in welche die Arbeitsflüssigkeit über eine Einlaßöffnung 6 zu-geführt und über eine Auslaßöffnung 7 abgeführt wird. Das Gehäuse 1 wird beiderseits durch Deckel 8,9 geschlossen.The hydraulic gear motor or the gear pump is composed of a housing 1, which is longitudinally turned off, in which gears are 2,3 »and at their end faces fitting, axially movable bearing body are 4.5 · In the bearing bodies 4.5, the shaft journals the gears 2,3 stored, so that in this way a working chamber is formed, in which the working fluid via an inlet port 6 zu-led and discharged through an outlet opening 7. The housing 1 is closed on both sides by cover 8.9.

In den Lagerkörpern 4,5 sind auf der Hochdruckseite bogenförmige Aussparungen 10 und eine Vertiefung 11 ausgeführt, während auf der Niederdruckseite eine.Aussparung 12 und symmetrisch angeordnete. Vertiefungen 13 vorhanden sind. · ^: In the bearing bodies 4,5 arcuate recesses 10 and a recess 11 are executed on the high pressure side, while on the low pressure side eine.Aussparung 12 and symmetrically arranged. Recesses 13 are present. · ^:

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In jedem/Deckel 8,9 ist eine Außennüt angeordnet, in die ., ein elastisches. Dichtelement 14 zur Abdichtung der Verbindung mit dem Gehäuse 1 eingesetzt ist. Außerdem ist' eine Innenut angeordnet, in die ein weiteres Dichtelement 15 und ein Stützelement 16' mit dreieckigem Querschnitt eingesetzt sind. Aufdem durch das Dichtelement 15 umrissenen Feld ist eine bogeniförmige Aussparung ^angebracht, die über der Aussparung 12 liegt,-welche auf der Hiederdruckseite in den Lagerkörpern 4,5 vorhanden ist. Die zwischen der äußeren Umhüllungskurve dieser Lagerkörper 4,5 und der. inneren Kontur der das Dichteiement 15 und das Stützelement 16 enthaltenden JTut eingeschlossenen Felder, umhüllt durch die Strichellinie der Fig»» 4 und 3 der Zeichnung, bilden die sog. Kompensationsfelder F 1, F 2. Durch Differenzierung der Entfernung der Lage der Innenkontur des Kompensationsfeldes F 1, F 2 von den Achsen der Zahnräder 2,3, das ist die Innenkontur der Hut mit Dichtelement 15 und Stützelement 16, die an den Wellenzapfen der Zahnräder 2,3 vorbeiläuft, werden unterschiedliche 'Größen dieses Feldes bei Einhaltung seiner unveränderten Form im jeweiligen Deckel 8,9 erreicht.In each / lid 8.9 is a Außennut arranged in the., An elastic. Sealing element 14 is used to seal the connection with the housing 1. In addition, 'an inner groove is arranged, in which a further sealing element 15 and a support element 16' are inserted with triangular cross-section. On the field outlined by the sealing element 15, there is mounted a bow-shaped recess, which lies over the recess 12, which is present in the bearing bodies 4, 5 on the back pressure side. The between the outer envelope curve of this bearing body 4,5 and the. inner contour of the JTut containing the density element 15 and the support element 16, enclosed by the dashed line in FIGS. 4 and 3 of the drawing, form the so-called compensation fields F 1, F 2. By differentiating the distance of the position of the inner contour of the compensation field F 1, F 2 of the axes of the gears 2,3, this is the inner contour of the hat with sealing element 15 and support member 16, which passes the shaft journal of the gears 2,3, different 'sizes of this field while maintaining its unchanged shape in reached respective cover 8.9.

Die Wirkungsweise der als Pumpe arbeitenden Zahnradmaschine ist folgende:The mode of operation of the pumping gear machine is as follows:

Die über die Einlaßöffnung 6. angesaugte Arbeitsflüssigkeit füllt jdie Zahnlücken der Zahnräder 2,3 and wird in bekannter-Weise über die Verzahnung dieser Zahnräder 2,3 in Richtung. Auslaßöffnung 7 und zugleich über die bogenförmigen Aussparungen 10 in den Raum zwischen den Deckeln 8 .,9 und den Stirnflächen der Lagerkörper 4,5 verdrängt. In diesen Räumen wirkt sie-auf die Kombinationsfelder P 1, F 2» Ba'das Kom-. pensationsfeld P 1 auf der Seite des Deckels 8- etwas größer ist als das Kompensationsfeld P 2 auf der Seite des Deckels 9, tritt eine· Differenz der die Lagerkörper 4,5 an die Stirnseiten der Zahnräder 2,3 anpressenden Kräfte auf« Diese Kräftedifferenz bewirkt, daß der Lagerkörper 5 in einem bestimmten Grad empfänglich ist auf die größere Anpreßkraft, die mit dem Lagerkörper 4 ausgeübt bzw* erreicht wird· Diese differenzierte. Andrückung bewirkt die richtige Positionierung und Anlage der zusammenwirkenden Oberflächen der Zahnräder 2,3, sowie der Lagerkörper 4,5 und das Erreichen eines gleichmäßigen Spaltes mit der Größe des vorgesehenen Betriebsspieles. Das Erreichen und Erhalten einer konstanten axialen Spielgröße verhindert das Pressen der genannten zusammenwirkenden Oberflächen sowie die Zunahme innerer Leckstellen, wodurch ein hoher allgemeiner Wirkungsgrad gewährleistet wird. The suctioned via the inlet port 6 working fluid fills jdie the tooth gaps of the gears 2,3 and is in a known manner via the teeth of these gears 2,3 in the direction. Outlet opening 7 and at the same time over the arcuate recesses 10 in the space between the covers 8, 9 and displaced the end faces of the bearing body 4.5. In these rooms it works on the combo boxes P 1, F 2 »Ba'da's com. Pensationsfeld P 1 on the side of the lid 8- is slightly larger than the compensation field P 2 on the side of the lid 9, occurs a difference of the bearing bodies 4.5 to the front sides of the gears 2,3 pressing forces «causes this difference in forces in that the bearing body 5 is receptive to a certain degree to the greater contact pressure exerted with the bearing body 4. · This differentiated. Pressing causes the correct positioning and installation of the cooperating surfaces of the gears 2,3, and the bearing body 4,5 and achieving a uniform gap with the size of the intended operating clearance. Achieving and maintaining a constant axial clearance prevents the pressing of said cooperating surfaces as well as the increase of internal leaks, thereby ensuring high overall efficiency.

Die in den<Zahnlücken der Zahnräder 2,3 eingeschlossene Arbeitsflüssigkeit wird durch die Vertiefung 11 zur Auslaßöffnung 7 abgeführt. Die Vertiefungen, 13 dienen zur besseren Püllung der Zahnlücken und der Zuführung der Arbeitsflüssigkeit zum Schmieren der Wellenzapfen der Zahnräder 2,3· Leckflüssigkeit, die sich durch die Radialspiele der Wellenzapfen sammelt, wird über die bogenförmigen Aussparungen 17 und 12" zur Mederdruckseite, d.h. zur Einlaßöffnung 6 abgeführt.-'The enclosed in the <tooth spaces of the gears 2,3 working fluid is discharged through the recess 11 to the outlet 7. The wells, 13 are used to better fill the gaps and the supply of working fluid for lubricating the shaft journals of the gears 2.3 · Leak, which collects through the radial play of the shaft journals, the arcuate recesses 17 and 12 "to Mederdruckseite, ie to Inlet opening 6 removed.

Das neben dem Dichtelement 15 liegende Stützelement 16 mit dreieckigem Querschnitt dient dazu, einen Voranpreßdruck hervorzurufen und das Dichtelement 15 vor der zerstörendenThe lying adjacent to the sealing element 15 supporting element 16 with triangular cross section serves to cause a Voranpreßdruck and the sealing element 15 before the destructive

Q£\L· Π Q £ \ L · Π

Wirkung des Hochdruckes in der Zone des Kompensationsfeldes P 1, F 2 zu sichern.To ensure the effect of high pressure in the zone of the compensation field P 1, F 2.

Bei Einsatz der Zahnradmaschine, als Motor wird die Arbeitsflüssigkeit unter Hochdruck der bisherigen Auslaßöffnung 7 zugeführt und über die bisherige Einlaßöffnung, β abgeführt. Die Drehrichtung der Zahnräder.2,3 ist dann jedoch entgegengesetzt der in Pig« 2 mit Pfeil angegebenen Richtung!When using the gear machine, as a motor, the working fluid is supplied under high pressure of the previous outlet opening 7 and discharged via the previous inlet opening, β. The direction of rotation of the gearwheels, however, is then opposite to the direction indicated in arrow "2 with arrow!

n. ;«. ^ η j λ Λ rc Λ Λn.; «. ^ η j λ Λ rc Λ Λ

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim ί * ,ί *, Hydraulik-Zahnradmotor oder -Zahnradpumpe mit selbsttätiger Kompensation des· AxialSpieles"zwischen den Stirnflächen der Zahnräder und den die Wellenzapfen der Zahnräder aufnehmenden Lagerkörpern mittels Druckflüssigkeit, die aus dem Arbeitsraum der Zahnräder in den Raum zwischen den Deckeln und¹ den den Zahnrädern gegenüberliegenden Stirnflächen der Lagerkörper zugeführt wird, sowie auf Flächen bestimmter Größe V und Form.wirkt und Kompensationsfelder bildet, die in den La-gerkörpern. oder Deckeln durch Nuten entsprechend begrenzt, und in den Nuten elastische Dichtelemente und Stützelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsfelder (3? 1; F 2), auf die der" Druck der Arbeitsflüssigkeit wirkt, die gleichen Formen jedoch unterschiedliche Größen besitzen, wobei die-Differenzierung der Größen dieser Kompensationsfelder (F 1; F 2) durch Änderung des Abstandes (R 1; R 2) der Innenkontur des jeweiligen Kompensationsfeld.es (F 1; F 2) im Bereich der Wellenzapfen der Zahnräder (2;3) von der Achse der Zahnräder (2,3) erreicht wird. . ' . ·Hydraulic gear motor or -Zahnradpumpe with automatic compensation of the "AxialSpieles" between the faces of the gears and the shaft journals of the gears receiving bearing bodies by means of hydraulic fluid from the working space of the gears in the space between the covers and ¹ the gear wheels opposite faces of the bearing body is supplied, as well as on surfaces of a certain size V and Form.wirkt and forms compensation fields, which are limited in the La-gerkörper., or lids by grooves accordingly, and in the grooves elastic sealing elements and support elements are arranged, characterized in that the compensation fields (3 F 1), to which the "pressure of the working fluid acts, but the same shapes have different sizes, wherein the differentiation of the sizes of these compensation fields (F 1, F 2) by changing the distance (R 1; R 2) the inner contour of the respective Kompensationsfeld.es (F 1, F 2) in Be reach the shaft journal of the gears (2, 3) from the axis of the gears (2,3). , '. · -Hierzu 3 Blatt Zeichnung-- 3 sheets of drawings - -8--8th- η ~ ti \\ ' η ~ ti \\ '