DE102015210004A1 - Gear machine with load-reducing pressure field on the bearing bodies - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradpumpe oder Zahnradmotor, mit einem Gehäuse, welches eine Innenumfangsfläche aufweist, wobei die Innenumfangsfläche entlang einer Längsachse (17) eine konstante Querschnittsform aufweist, wobei in dem Gehäuse zwei Zahnräder angeordnet sind, welche im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei in dem Gehäuse wenigstens ein Lagerkörper (50) angeordnet ist, der eine nach radial außen weisende Außenumfangsfläche (60) aufweist, welche wenigstens einen Dichtbereich (63) aufweist, in dem sie der Innenumfangsfläche des Gehäuses unmittelbar gegenüber steht, wobei an dem wenigstens einen Lagerkörper (50) wenigstens ein zugeordnetes Zahnrad drehbar gelagert ist, wobei an der Außenumfangsfläche (60) des Lagerkörpers (50) wenigstens eine Dichtnut (65) vorgesehen ist, welche in einem zugeordneten Dichtbereich (63) angeordnet ist, wobei sie endlos um ein zugeordnetes Druckfeld (66) herum verläuft, wobei in der wenigstens einen Dichtnut (65) jeweils eine angepasste Dichtung aufgenommen ist. Erfindungsgemäß verläuft die Außenumfangsfläche (60a) im Bereich des Druckfelds (66) in Richtung der Längsachse (17) in einer Flucht mit der Außenumfangsfläche (60b) außerhalb des Druckfeldes (66).The invention relates to a gear machine, in particular gear pump or gear motor, with a housing having an inner peripheral surface, wherein the inner peripheral surface along a longitudinal axis (17) has a constant cross-sectional shape, wherein in the housing two gears are arranged, which mesh with each other in external engagement, wherein in the housing at least one bearing body (50) is arranged, which has a radially outwardly facing outer peripheral surface (60) which has at least one sealing region (63) in which it is directly opposite the inner peripheral surface of the housing, wherein at least one bearing body (50) at least one associated gear is rotatably mounted, wherein on the outer peripheral surface (60) of the bearing body (50) at least one sealing groove (65) is provided, which is arranged in an associated sealing region (63), wherein it is endless to an associated pressure field (66) runs around, being in the least s a sealing groove (65) each accommodated a matched seal. According to the invention, the outer peripheral surface (60a) extends in the region of the pressure field (66) in the direction of the longitudinal axis (17) in alignment with the outer peripheral surface (60b) outside the pressure field (66).
Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Wenn die Zahnradmaschine als Zahnradpumpe betrieben wird, wird ein Zahnrad beispielsweise mittels eines Elektromotors in Drehbewegung versetzt, wodurch Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl, von einem Niederdruckanschluss zu einem Hochdruckanschluss fließt. Wenn die Zahnradmaschine als Zahnradmotor betrieben wird, fließt Druckfluid vom Hochdruckanschluss zum Niederdruckanschluss, wodurch die Zahnräder in Drehbewegung versetzt werden. The invention relates to a gear machine according to the preamble of claim 1. When the gear machine is operated as a gear pump, a gear is rotated, for example by means of an electric motor in rotation, whereby pressurized fluid, in particular hydraulic oil, flows from a low pressure port to a high pressure port. When the gear machine is operated as a gear motor, pressurized fluid flows from the high pressure port to the low pressure port, causing the gears to rotate.
Aus der
Bei der
Eine moderne Ausführungsform einer Zahnradmaschine, wie sie beispielsweise in der
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse, welches vorzugsweise aus Aluminium besteht, eine hohe Lebensdauer aufweist. Darüber hinaus verursacht die Zahnradmaschine weniger Geräusche. Weiter ist die Zahnradmaschine besonders kostengünstig. An advantage of the present invention is that the housing, which is preferably made of aluminum, has a long service life. In addition, the gear machine causes less noise. Next, the gear machine is particularly cost.
Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass die Außenumfangsfläche im Bereich des Druckfelds in Richtung der Längsachse in einer Flucht mit der Außenumfangsfläche außerhalb des Druckfeldes verläuft. Das Druckfeld ist vorzugsweise drucklos, so dass im Bereich des Druckfeldes kein Druck auf das Gehäuse einwirkt. Hierdurch werden die Belastungen auf das Gehäuse minimiert, so dass die Lebensdauer des Gehäuses steigt. Darüber hinaus wird die Übertragung der Druckpulsation auf das Gehäuse vermindert, so dass die Zahnradmaschine weniger Geräusche verursacht. Außerhalb des Druckfeldes können Druckbeanspruchungen des Gehäuses aufgrund der dort auftretenden Leckageströme vorhanden sein. According to the independent claim, it is proposed that the outer circumferential surface in the region of the pressure field in the direction of the longitudinal axis run in alignment with the outer circumferential surface outside the pressure field. The pressure field is preferably depressurized, so that no pressure acts on the housing in the region of the pressure field. As a result, the loads on the housing are minimized, so that the life of the housing increases. In addition, the transmission of the pressure pulsation to the housing is reduced, so that the gear machine causes less noise. Outside the pressure field pressure stresses of the housing may be present due to the leakage currents occurring there.
Bei der
Anzumerken ist, dass die angesprochene Druckentlastung allein durch die Dichtung bewirkt wird, sofern diese vollkommen dicht ist. It should be noted that the mentioned pressure relief is effected solely by the seal, provided that it is completely sealed.
Der wenigstens eine Dichtbereich steht der Innenumfangsfläche vorzugsweise mit einem Abstand gegenüber, der so klein ausgebildet ist, dass beim Betrieb der Zahnradmaschine allenfalls kleine Mengen an Druckfluid durch den entsprechenden Spalt hindurchtreten, wobei gleichzeitig der betreffende Lagerkörper gegenüber dem Gehäuse verschiebbar ist. Für jedes Zahnrad können jeweils zwei gesonderte Lagerkörper vorhanden sein, wobei jeweils zwei Lagerkörper unmittelbar aneinander anliegen. Es können aber auch nur zwei Lagerkörper vorhanden sein, in denen jeweils beide Zahnräder drehbar gelagert sind. Die Dichtung ist vorzugsweise als endloser Ring ausgebildet. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Aluminium. The at least one sealing region is preferably opposite the inner circumferential surface with a distance that is so small that at most small amounts of pressurized fluid pass through the corresponding gap during operation of the gear machine, wherein at the same time the respective bearing body is displaceable relative to the housing. For each gear each two separate bearing body may be present, with two bearing bodies abut each other directly. But it can also be present only two bearing body, in which both gears are rotatably mounted. The seal is preferably designed as an endless ring. The housing is preferably made of aluminum.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben. In the dependent claims advantageous refinements and improvements of the invention are given.
Es kann vorgesehen sein, dass die Außenumfangsfläche einen ersten und einen zweiten Anschlussbereich aufweist, in welchen sie einen größeren Abstand zur Innenumfangsfläche aufweist als im wenigstens einen Dichtbereich, wobei der erste und der zweite Anschlussbereich quer zur Längsachse gegenüberliegend am zugeordneten Lagerkörper angeordnet sind, wobei die wenigstens eine Dichtnut vollständig außerhalb des ersten und des zweiten Anschlussbereichs angeordnet ist. Innerhalb des Dichtbereichs beträgt der Abstand zur Innenumfangsfläche beispielsweise etwa 10 µm, wobei er im Anschlussbereich mehrere Millimeter betragen kann. Der erste und der zweite Anschlussbereich begrenzen jeweils einen Fluidkanal, wobei im ersten Anschlussbereich der Druck am Hochdruckanschluss der Zahnradmaschine herrscht, wobei im zweiten Anschlussbereich der Druck am Niederdruckanschluss der Zahnradmaschine herrscht. Die genannten Anschlüsse können wegen der Anschlussbereiche flexibel am Gehäuse angeordnet werden. Darüber hinaus können die genannten Drücke gezielt der Rückseite der Lagerkörper zugeführt werden, um diese mit einer definierten Druckkraft gegen die Zahnräder zu drücken. Bei der
Es kann vorgesehen sein, dass dem Druckfeld ein Verbindungskanal im betreffenden Lagerkörper zugeordnet ist, der sowohl in das Druckfeld als auch in den ersten Anschlussbereich einmündet. Wie bereits angesprochen, herrscht im ersten Anschlussbereich der niedrige Druck am Niederdruckanschluss. Sollte die Dichtung, welche das Druckfeld umgrenzt, nicht vollkommen dicht sein, so können Leckagen über den Verbindungskanal zum ersten Anschlussbereich und weiter zum Niederdruckanschluss abfließen. Damit ist sichergestellt, dass im Druckfeld ein niedriger Druck herrscht. It can be provided that the pressure field is associated with a connecting channel in the respective bearing body, which opens into the pressure field as well as into the first connection region. As already mentioned, the low pressure prevails at the low pressure connection in the first connection area. Should the seal surrounding the pressure field not be completely leak-tight, leaks can flow away via the connection channel to the first connection area and further to the low-pressure connection. This ensures that there is low pressure in the pressure field.
Es kann vorgesehen sein, dass die Innenumfangsfläche im Bereich der Zahnräder eine Einlaufspur aufweist, welche näher am ersten Anschlussbereich als am zweiten Anschlussbereich angeordnet ist. Es ist bekannt, dass Zahnradmaschinen einem Einlaufprozess unterzogen werden, in dem die Zahnköpfe der Zahnräder eine Einlaufspur an der Innenumfangsfläche des Gehäuses ausbilden. Diese Einlaufspur ist immer an der Niederdruckseite angeordnet, da die Zahnräder vom Druck an der Hochdruckseite gegen die Niederdruckseite gedrückt werden. Damit kann anhand der deutlich sichtbaren Einlaufspur problemlos festgestellt werden, dass im ersten Anschlussbereich der Druck am Niederdruckanschluss herrscht. In diesem Zusammenhang wird außerdem auf die Leckagenut verweisen, welche stirnseitig am Lagerkörper angeordnet ist, wobei sie von einer Lagerbohrung für ein zugeordnetes Zahnrad zum ersten Anschlussbereich führt. Auch anhand der Leckagenut kann festgestellt werden, in welchem Anschlussbereich der niedrige Druck herrscht. It can be provided that the inner peripheral surface in the region of the toothed wheels has an inlet track, which is arranged closer to the first connection region than to the second connection region. It is known that gear machines are subjected to a running-in process in which the tooth tips of the gears form an inlet track on the inner peripheral surface of the housing. This inlet track is always located on the low pressure side, since the gears are pressed by the pressure on the high pressure side against the low pressure side. This makes it easy to determine on the basis of the clearly visible inrun track that the pressure prevails in the first connection area at the low pressure connection. In this context, reference will also be made to the leakage groove, which is arranged on the front side of the bearing body, wherein it leads from a bearing bore for an associated gear to the first connection region. It can also be determined with reference to the leakage groove in which connection region the low pressure prevails.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Dichtbereich jeweils unmittelbar an den ersten und den zweiten Anschlussbereich angrenzt. Hierdurch kann der Dichtbereich besonders groß ausgebildet werden. It can be provided that the at least one sealing region in each case directly adjoins the first and the second connection region. As a result, the sealing area can be made particularly large.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zahnränder in Richtung der Längsachse betrachtet zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich miteinander kämmen. Damit dichtet der Berührkontakt zwischen den Zahnflanken der Zahnräder die Hochdruckseite gegen die Niederdruckseite ab. It can be provided that the tooth edges, viewed in the direction of the longitudinal axis, mesh with one another between the first and the second connection region. Thus, the contact between the tooth flanks of the gears seals the high pressure side against the low pressure side.
Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem Druckfeld und dem ersten Anschlussbereich größer als der Abstand zwischen dem Druckfeld und dem zweiten Anschlussbereich ist. Hierdurch soll erreicht werden, dass sich das Druckfeld gerade nicht in den Bereich erstreckt, in dem auch die oben angesprochene Einlaufspur angeordnet ist. Hierdurch wird einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Zahnradmaschine vorgebeugt. Darüber hinaus herrscht im Bereich der Einlaufspur teilweise ein niedriger Druck, so dass eine zusätzliche Druckentlastung wenig Nutzen bringt. It can be provided that the distance between the pressure field and the first connection region is greater than the distance between the pressure field and the second connection region. This is to ensure that the pressure field just does not extend into the area in which the above-mentioned inlet track is arranged. As a result, a deterioration of the efficiency of the gear machine is prevented. In addition, in the area of the inlet track partially low pressure prevails, so that an additional pressure relief brings little benefit.
Es kann vorgesehen sein, dass sowohl die wenigstens eine Dichtnut als auch die zugeordnete Dichtung eine rechteckige Querschnittsform aufweisen. Hierdurch wird eine besonders große Berührfläche zwischen der Dichtung und dem angrenzenden Bauteil erreicht, so dass sich eine besonders gute Abdichtung ergibt. Gleichzeitig kann die Dichtung besonders flach und mithin Platz sparend ausgebildet werden. It can be provided that both the at least one sealing groove and the associated seal have a rectangular cross-sectional shape. As a result, a particularly large contact surface between the seal and the adjacent component is achieved, resulting in a particularly good seal. At the same time, the seal can be made very flat and thus save space.
Es kann vorgesehen sein, dass die Dichtung eine konstante Dicke aufweist. Die Dichtung wird vorzugsweise aus einer ebenen Platte mit einer konstanten Dicke ausgeschnitten, beispielsweise mittels Wasserstrahlschneiden oder Stanzen, wobei sie während der Montage in die erforderliche Form gebogen wird. Die Dichtung besteht vorzugsweise aus einem Elastomer. Die entsprechende Dichtung ist besonders kostengünstig. Darüber hinaus kann sie besonders einfach montiert werden. Vorzugsweise hat die Dichtung vor der Montage die Form eines Rechtecks mit verrundeten Ecken, so dass die Fläche des Druckfelds besonders groß ist. It can be provided that the seal has a constant thickness. The gasket is preferably cut out of a flat plate of constant thickness, for example by means of water jet cutting or punching, being bent into the required shape during assembly. The seal is preferably made of an elastomer. The corresponding seal is particularly inexpensive. In addition, it can be mounted very easily. Preferably, the seal has the shape of a rectangle with rounded corners before assembly, so that the surface of the pressure field is particularly large.
Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Zahnräder jeweils zwischen zwei zugeordneten Lagerkörpern zugeordnet sind, wobei beiden Zahnrändern an beiden zugeordneten Lagerkörpern jeweils ein einziges Druckfeld zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich die größtmögliche Entlastung des Gehäuses und die größtmögliche Geräuschreduzierung. It can be provided that the two gears are each assigned between two associated bearing bodies, wherein both toothed edges on both associated bearing bodies in each case a single pressure field is assigned. This results in the greatest possible relief of the housing and the greatest possible noise reduction.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the combination indicated, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
In dem Hauptkörper
Das erste Zahnrad
Hinzuweisen ist außerdem auf die Axialdichtung
Der Nieder- und der Hochdruckanschluss
Jeder Lagerkörper hat eine Lagerbohrung
Die Außenumfangsfläche
Die Dichtnut
Der erste und der zweite Anschlussabschnitt
In
Der Abstand
Der Umriss der Dichtungen
Die mit der Bezugsziffer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Zahnradmaschine gear machine
- 11 11
- Innenraum inner space
- 12 12
- erstes Zahnrad first gear
- 13 13
- zweites Zahnrad second gear
- 14 14
- Welle wave
- 15 15
- Antriebszapfen drive journal
- 16 16
- Achse axis
- 17 17
- Längsachse longitudinal axis
- 30 30
- Gehäuse casing
- 31 31
- Hauptkörper main body
- 32 32
- Niederdruckanschluss Low pressure port
- 33 33
- Hochdruckanschluss High pressure port
- 34 34
- Stirnende front end
- 35 35
- Verschlussstopfen sealing plug
- 36 36
- Innenumfangsfläche Inner circumferential surface
- 40 40
- erster Deckel first lid
- 41 41
- zweiter Deckel second lid
- 42 42
- Deckeldichtung cover gasket
- 43 43
- Radialwellendichtring Radial shaft seal
- 44 44
- Schraubbolzen bolts
- 50 50
- Lagerkörper bearing body
- 51 51
- Lagerbohrung bearing bore
- 53 53
- Axialdichtung axial seal
- 54 54
- Stützring support ring
- 55 55
- Lagerhülse bearing sleeve
- 56 56
- Berührebene contact plane
- 57 57
- Stirnfläche face
- 60 60
- Außenumfangsfläche Outer circumferential surface
- 60a 60a
- Außenumfangsfläche im Bereich des Druckfelds Outer peripheral surface in the area of the pressure field
- 60b 60b
- Außenumfangsfläche außerhalb des Druckfelds Outer peripheral surface outside the pressure field
- 61 61
- erster Anschlussbereich first connection area
- 62 62
- zweiter Anschlussbereich second connection area
- 63 63
- Dichtbereich sealing area
- 64 64
- Leckagenut leakage groove
- 65 65
- Dichtnut sealing groove
- 66 66
- Druckfeld pressure field
- 67 67
- Verbindungskanal connecting channel
- 68 68
- erste Mündungsöffnung first mouth opening
- 69 69
- zweite Verbindungsöffnung second connection opening
- 70 70
- Dichtung poetry
- 71 71
- Dicke der Dichtung Thickness of the gasket
- 72 72
- Abstand des Druckfelds zum ersten Anschlussbereich Distance of the pressure field to the first connection area
- 73 73
- Abstand des Druckfelds zum zweiten Anschlussbereich Distance of the pressure field to the second connection area
- 74 74
- geradliniger Abschnitt straight line section
- 75 75
- Eckenradius corner radius
- 76 76
- Breite der Dichtung Width of the seal
- 77 77
- Grenzlinie boundary line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1006722 B [0002, 0003, 0007, 0011] DE 1006722 B [0002, 0003, 0007, 0011]
- DE 102012209775 A1 [0004] DE 102012209775 A1 [0004]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015210004.9A DE102015210004A1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Gear machine with load-reducing pressure field on the bearing bodies |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015210004.9A DE102015210004A1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Gear machine with load-reducing pressure field on the bearing bodies |
Publications (1)
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DE102015210004A1 true DE102015210004A1 (en) | 2016-12-01 |
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ID=57281575
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---|---|---|---|
DE102015210004.9A Withdrawn DE102015210004A1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Gear machine with load-reducing pressure field on the bearing bodies |
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---|---|
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- 2015-06-01 DE DE102015210004.9A patent/DE102015210004A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |