DE1553259C - Hydrostatische Zahnradpumpe oder motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Zahnradpumpe oder -motor für wechselnde Drehrichtungen mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern und an deren Stirnseiten anliegenden, axial beweglichen, mit Druckfeldern versehenen Lagerbuchsen, die über Bohrungen mit der Einlaßkammer oder Auslaßkammer der Pumpe bzw. des Motors verbunden sind, wobei die Druckfeld- und die Leckölkanäle durch Rückschlagventile gesteuert werden.

Bekannt sind bereits Zahnradpumpen (Patentschrift Nr. 261 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin) mit Konstantspiel d. h. ohne axialen Spielausgleich, zum Einsatz für wechselnde Drehrichtung. Die Auslaßseite, nämlich der Druckstrom, wird gesteuert durch einen als Gleitstück ausgebildeten Schieber. Dieses Gleitstück wird aufge- ; nommen in einer Nut, welche den Eingriffsbereich beider Zahnräder überdeckt. Je nach Druckseite der Zahnradpumpe wird das Gleitstück durch entsprechende Druckbeaufschlagung verschoben und damit eine der beiden Austrittsbohrungen verschlossen bzw. freigegeben. Die Austrittsbohrungen führen zum Druckkanal der Pumpe. Das Gleitstück ist in der Deckplatte der Zahnradpumpe angeordnet und liegt

ίο mit einer Seite an der Stirnseite der Zahnräder an. Die das Gleitstück aufnehmende Nut dient außerdem zur Abführung der Quetschflüssigkeit.

Die genannte Ausführung ist jedoch für Zahnradpumpen zur Erzeugung eines Hochdruckes 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 Förderrichtung beibehalten.

Für Zahnradpumpen mit axialem Spielausgleich ist die Verwendung dieser Ausführung nicht möglich, da die Lagerbüchsen hierbei an beiden Stirnseiten der ⁽ Zahnräder angeordnet sind, wodurch eine Anordnung des Schiebers nach der aufgezeigten Konstruktion nicht erfolgen kann.

Weiterhin ist eine Zahnradpumpe (deutsche Patentschrift 910 384) für wechselnde Drehrichtung mit axialem Spielausgleich bekannt, welche eine Ventilsteuerung für die Druckbeaufschlagung der Lagerbuchsen sowie eine Ventilsteuerung für das Lecköl zeigt. Mittels zweier separater, unabhängig voneinander wirkender Ventile wird je nach Saug- und Druckseite der Zahnradpumpe, das mit dem Druckkanal verbundene Rückschlagventil geöffnet und das Druckfeld der Lagerbuchse mit Druckmedium beaufschlagt. Dieser Druck schließt gleichzeitig das mit dem Saugkanal verbundene zweite Rückschlagventil, wodurch eine Verbindung zwischen Saug- und Druckseite verhindert wird. Für den Abfluß des Lecköles sind zwei weitere Rückschlagventile angeordnet, wobei der Rückfluß des Lecköles bei Überschreitung des durch eine Feder bestimmten Öffnungsdruckes stattfindet. Der Rückfluß erfolgt dabei über das geöffnete Rückschlagventil zum jeweils mit der Saugseite verbundenen Kanal der Zahnradpumpe.

Das zweite Rückschlagventil, welches im Bereich der Druckseite angeordnet ist, wird durch das Druckmedium stets geschlossen gehalten, wodurch das Lecköl nur nach der Saugseite abfließen kann.

Diese Ausführung erfordert separate Ventile für die Verbindung des jeweils mit der Druckseite verbundenen Kanales der Zahnradpumpe zu den Stirnseiten der Lagerbuchsen, welche die Druckfelder aufweisen. Die Anordnung von zwei Rückschlagventilen erfordert eine entsprechende Anzahl von Verbindungsbohrungen, weiche das Bauvolumen erheblich vergrößern. Die gezeigte Anordnung dieser Ventile verlangt außerdem eine Ausführung, bei weleher der Schließkörper mit einer Druckfeder belastet werden muß. Das gleiche trifft zu für die beiden an-, deren Lecköiventile.

Diese Ausführung der Ventile und die dafür erforderlichen Verbindungsleitungen erhöhen außerdem den Aufwand bei der Fertigung dieser Zahnradpumpen und vergrößern das Bauvolumen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hydrostatische Zahnradpumpe bzw. einen Zahnradmotor für wech-

selnde Drehrichtung mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern und Druckfeldern für den axialen Spielausgleich zu schaffen, bei welchem unabhängig von der Drehrichtung der Pumpe bzw. des Motors die Druckfelder mit Druckmedium beaufschlagt werden, der Leckölabfluß gewährleistet ist und eine Verbindung zwischen Saug- und Druckseite sicher unterbunden wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß von der Einlaßkammer und Auslaßkammer der hydrostatischen Zahnradmaschine je ein Kanal zu einem Doppelrückschlagventil führt, dessen Auslaß mit den Druckfeldern verbunden ist, und daß von jedem der vorgenannten Kanäle ein Leckölkanal abzweigt, der zu den Leckstellen der Pumpe hin über ein zur Einlaßkammer oder Auslaßkammer hin öffnendes Rückschlagventil verbunden ist. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird durch die .Anordnung nur eines Ventils 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 als Kugel ausgebildete Schließkörper erfordert keine Federelemente zur Anlage an die Dichtkante. Der Aufbau des Ventiles ist äußerst einfach und garantiert eine hohe Funktionssicherheit. Die Leckventile sind ebenfalls ohne Federelement ausgeführt und gewährleisten durch ihre Anordnung einen kurzen Verbindungsweg zu der das Ventil aufnehmenden Leitung. Durch den einfachen Aufbau ist eine günstige Fertigung und eine kurzzeitige Montage möglich. Unabhängig von der Drehnchtung werden die Druckfeder stets mit Druckmedium beaufschlagt, während andererseits ein einwandfreier Leckölabfluß ermöglicht wird, da das mit Druckmedium beaufschlagte Leckölventil stets fest verschlossen ist. Eine Verbindung zwischen Saug- und Druckseite ist damit unterbunden.

Da die Ventilsteuerung im Deckel angeordnet ist, 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 Drehnchtung umzurüsten. Bei einer Fertigung wirkt sich dies äußerst günstig aus, die 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.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Pumpe oder des Motors,
. ■ 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 mittels Wellen 4; 5 in axial beweglichen Lagerbuchsen 6; 7; 8; 9 gelagert sind. Das Gehäuse 1 ist beiderseits durch Deckel 10; 11 abgeschlossen. Im Eingriffsbereich der Zahnräder 2; 3 sind Ein- und Auslaßkammem 12; 13 vorhanden, welche als Saug- bzw. Ablauf- oder Druckraum dienen.

Von den Ein- und Auslaßkammern 12; 13 im Gehäuse 1 führen Kanäle 14; 15 zu einer im Deckel 10 vorhandenen Verbindungsbohrung 16, welche beide Kanäle 14; 15 miteinander verbindet. Die Verbindungsbohrung 16 ist beiderseits mit Stopfen 17; 18 druckdicht verschlossen. Von der Verbindungsbohrung 16 führt annähernd mittig ein Auslaß 19 zu Druckfeldern 20; 21 im Deckel 10. Von der Verbindungsbohrung 16 führt weiterhin je ein Leckölkanal 22; 23 zu einem Rückschlagventil 24; 25, welche im Deckel 10 gleichachsig zu den Wellen 4;. 5 angeordnet sind. Die Rückschlagventile 24; 25, welche zum

ίο Leckölkanal 22; 23 hin öffnen, sind federlos, mit einem als Kugel ausgebildeten Schließkörper 26 versehen und werden an der Innenseite des Deckels 10 ausgangs der Leckölkanäle 22; 23 angebracht. Von diesem Leckölkanal 22; 23 besteht über die Rückschlagventile 24; 25 Flüssigkeitsverbindung zu Längsbohrungen 27; 28 der Wellen 4; 5 für die Leckölabführung.

In der Verbindungsbohrung 16 selbst sind ein Doppelrückschlagventil bildende Buchsen 29; 30 mit je · einer Längsbohrung 31; 32 vorhanden, welche als Ventilsitz für einen als Kugel ausgebildeten Schließkörper 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 dem Auslaß 19 ein Gewindering 36 angeordnet, welcher an einer Abflachung der Buchsen 29; 30 anliegt. Die Ringfläche des Gewinderinges 36 liegt dabei zu annähernd gleichen Teilen auf der Abflachung beider Buchsen 29; 30. Der Schließkörper 33 ist in einer Ausnehmung 37 angeordnet welche im Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Längsbohrungen 31; 32 in den Buchsen 29; 30.

Die Ausnehmung 37 besteht aus zylindrischen Räumen an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Buchsen 29; 30 und wird gebildet durch die Zusammenführung 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 versehen.

Die Druckfelder 20; 21 werden durch Dichtungen 40; 41 zwischen den Lagerbuchsen 6; 7 und dem Deckel 10 abgegrenzt.

Zwischen den Buchsen 29; 30 und den Gewinderingen 34; 35 sind Federringe 42; 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 Erfindungsgedanken keine wesentliche Bedeutung aufweisen.

Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende:

Die hydrostatische Zahnradpumpe bzw. der Zahnradmotor weist axialen Stirnspielausgleich auf und soll für beide Drehrichtungen einsetzbar sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einlaß-Auslaß-. kammer 12 die Druckseite des Gerätes. Das Druckmedium gelangt dabei über den Kanal 14, die Verbindungsbohrung 16, die Längsbohrung 31, die Ausnehmung 37 und den Auslaß 19 in die Druckfelder 20; 21. Diese durch die Dichtungen 40; 41 abgegrenzten Druckfelder 20; 21 auf der Stirnseite der Lagerbuchse 6; 7-dienen in bekannter Weise zur Er-

reichung eines axialen Spielausgleiches (Stirnspiel zwischen Lagerbuchse und Zahnrad) bei hydraulischen Zahnradpumpen oder -motoren.

Bei dieser angesprochenen Flüssigkeitsverbindung wird der Schließkörper 33 gegen die Dichtkante der Buchse 30 gedruckt, wodurch die Verbindung zwischen den Längsbohrungen 31; 32 unterbrochen ist.

Der von der Verbindungsbohrung 16 abzweigende. Leckölkanal 22 steht ebenfalls unter Druck des Mediums, wodurch das Rückschlagventil 25 geschlossen wird, d. h. der Schließkörper 26 wird gegen die Dichtkante des Rückschlagventils 25 gedrückt. Das Druckmedium gelangt dadurch nur zu den Druckfeldern 20; 21 und dient zur Beaufschlagung der auf die Lagerbuchsen 6; 7 wirkenden Druckfelder 20; 21, wodurch bekannterweise der Axialspielausgleich erfolgt. Das gegenüberliegende Rückschlagventil 24 hingegen ist bei dieser Drehrichtung der Zahnrad-• maschine geöffnet, wodurch das Lecköl u. a. über die Längsbohrung 27 der Welle 4, das genannte Rückschlagventil 24 und den Leckölkanal 23 in den durch das Doppelrückschlagventil gegen die Längsbohrung 32 abgeschlossenen Teil der Verbindungsbohrung 16 gelangt. Von hier besteht über den Kanal 15 Flüssigkeitsverbindung zur Einlaß-Auslaßkammer 13, welche als Saug- bzw. Ablaufseite der Zahnradmaschine fungiert.

Bei dieser Drehrichtung, unabhängig von der Verwendung als Pumpe oder Motor, erfolgt die Druckbeaufschlagung der Lagerbuchsen 6; 7 in der beschriebenen Weise von der Einlaß-Auslaßkammer 12 über den Kanal 14, und die Abführung des Lecköles über den Kanal 15 zur Einlaß-Auslaßkammer 13.
Bei Drehrichtungswechsel ändern sich Saug- bzw.

ίο Ablauf- und Druckseite, d.h. die Einlaß-Auslaßkammer 12 ist die Saug- bzw. Ablauf- und die Einlaß-Auslaßkammer 13 die Druckseite der Zahnradmaschine, wodurch sich der vorher beschriebene Ablauf umkehrt. Das Ventil gibt, da der Schließkörper 33 gegen die Buchse 29 gedruckt wird, über die Längsbohrung 32 das Druckmedium zu dem Druckfeld 20; 21 frei und verschließt die Längsbohrurig 31, wobei die Beaufschlagung der Lagerbuchsen 6; 7 vom Kanal 15 aus über den Auslaß 19 wie in der anderen Drehrichtu'ng erfolgt. Das Rückschlagventil 24 wird nun durch das Druckmedium verschlossen, während das Rückschlagventil 25 geöffnet ist und als Ablaufventil für das Lecköl eine Verbindung über den Kanal 14 zur Einlaß-Auslaßkammer 12 herstellt, welche

hierbei die Saug- bzw. Ablaufseite ist. ^l

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Zahnradpumpe oder -motor für wechselnde Drehrichtungen mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern und an deren Stirnseiten anliegenden, axial beweglichen, mit Druckfeldern versehenen Lagerbuchsen, die über Bohrungen mit der Einlaßkammer oder Auslaßkammer der Pumpe bzw. des Motors verbunden sind, wobei die Druckfeld- und die Leckölkanäle durch Rückschlagventile gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß von derEinlaßkammer und Auslaßkammer (12; 13) je ein Kanal (14; 15) zu einem Doppelrückschlagventil (29; 30; 33) führt, dessen Auslaß (19) mit den Druckfedern (20; 21) verbunden ist, und daß von jedem der Kanäle (14; 15) ein Leckölkanal (22; 23) abzweigt, der zu den Leckstellen der Pumpe hin über ein zur Einlaßkammer oder Auslaßkammer hin öffnendes Rückschlagventil (24; 25) verbunden ist.

2. Hydrostatische Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (24; 25) und das Doppelrückschlagventil (29; 30; 33) im Deckel (10) angeordnet sind und daß die Rückschlagventile (24; 25) für das Lecköl gleichachsig zu den Zahnradwellen liegen.

3. Hydrostatische Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrückschlagventil aus zwei stirnseitig aneinanderliegenden Buchsen (29; 30) mit an den Stirnseiten zylindrischen Ausnehmungen (37) zum Aufnehmen eines kugelförmigen Schließkörpers (33) besteht und daß der Außenumfang der Buchsen (29; 30) durch je einen Dichtring (38; 39) abgedichtet ist.

4. Hydrostatische Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (29; 30) im Bereich ihrer Stoßfläche am Außenumfang eine Abflachung aufweisen, an der ein vom Auslaß (19) des Doppelrückschaltventils (29; 30; 33) durchdrungener Gewindering (36) anliegt, während die den Kanälen zugewandten Stirnflächen der Buchsen (29; 30) an Gewinderingen (34; 35) anliegen, die durch Federringe (42; 43) gehalten sind.