DE1818011A1

DE1818011A1 - Zahnrad-pumpe bzw. -motor

Info

Publication number: DE1818011A1
Application number: DE19681818011
Authority: DE
Inventors: Kenneth Raymond Dixon; David Burnet Sugden
Original assignee: IMPROVED MECH PROD Pty Ltd
Current assignee: IMPROVED MECH PROD Pty Ltd
Priority date: 1967-10-23
Filing date: 1968-10-23
Publication date: 1977-07-28
Also published as: SE378131B; DE1804707A1; GB1252447A; SE378132B; AU2880967A; US3637333A; AU444432B2; DE1804707B2; GB1252445A; FR1594683A; GB1252446A; SE351694B; DE1804707C3; JPS517841B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe bzw. einen Zahnradmotor mit einem Gehäuse mit einer größeren Bohrung und mindestens einer diese überschneidenden parallelen kleineren Bohrung, einem in der größeren Bohrung drehbar gelagerten Hauptzahnrad _f einem in der oder jeder kleineren Bohrung drehbar gelagerten, mit dem Hauptzahnrad kämmenden Ritzel und einem Einlaß- und einem Auslaßkanal, die in dem Gehäuse ausgebildet sind und die mit der oder jeder kleineren Bohrung in Verbindung stehen.

Motoren bzw. Pumpen der genannten Art, die von verhältnismäßig einfacher Konstruktion sind, erfüllen ihre Aufgabe bei einem niedrigen Arbeitsdruck gewöhnlich einwandfrei, doch macht es Schwierigkeiten, solche Motoren oder Pumpen zu konstruieren, die in Fällen benutzt werden sollen, in denen mit einem hohen Druck gearbeitet wird. Diese bis jetzt bekannten Hochdruckmotoren oder Hochdruckpunipen sind gewöhnlich von sehr komplizierter Konstruktion, und/oder sie nehmen viel Raum in Anspruch, so . daß ihre Verwendbarkeit erheblichen Einschränkungen unterliegt.

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Eine bekannte Motor- bzw. Pumpenkonstruktion der erwähnten Art umfaßt ein Gehäuse, das sich aus mehreren Teilen zusammensetzt und die Zahnräder mit einer relativ engen Passung umschließt, um das Entweichen von Flüssigkeit zwischen den Zahnrädern und den benachbarten Flächen der Gehäuseteile möglichst weitgehend zu verhindern. Beim Betrieb werden solche Motoren oder Pumpen jedoch Innendrücken ausgesetzt, die innerhalb des Gehäuses ungleichmäßig verteilt sind, so daß die Gefahr besteht, daß die Gehäuseteile, welche mit den Zahnrädern mit enger Passung zusammenarbeiten sollen, von den Zahnrädern weg so verförmt werden, daß ein Teil des Druckmittels entweichen kann und sich daher der Wirkungsgrad verringert.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einen Motor bzw. eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Konstruktion verhältnismäßig einfach ist, und die für den Betrieb sowohl mit hohem als auch mit niedrigem Druck geeignet ist. Ferner sieht die Erfindung eine verhältnismäßig einfache Anordnung vor, die es ermöglicht, die erwähnte Verformung der Gehäuseteile zu vermeiden, ohne daß sich das Gewicht des Motors bzw. der Pumpe wesentlich vergrößert, und ohne daß die Kosten der Herstellung eines solchen Motors bzw. einer Pumpe in einem entscheidenden Ausmaß erhöht werden. Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausftihrungsbeispielen näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt in einer teilweise weggebrochen gezeichneten Stirnansicht eine Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Teilschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2. M

Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig.1.

Fig. 5 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Rege!ventilanordnung.

Fig. 6 ist ein Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

Fig. 7 zeigt in einer teilweise weggebrochenen Stirnansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie IIX-IIX in. Fig. 7.

Fig. 9. ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie IX-IX in Fig.8, bei dem das Hauptzahnrad der Deutlichkeit halber fortgelassen ist.

Fig. 10 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie X-X in Fig.9.

Fig. 11 ist ein Teilschnitt durch eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 8.

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Fig. 12 zeigt in einem Teilschnitt eine weitere Variante der Ausführungsform nach Fig. 8.

Fig. 13 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbexspxel umfaßt das Gehäuse ein mittleres Gehäuseteil 2 und zwei äußere bzw. an den Enden angeordnete Gehäuseteile 3 und 4. Das mittlere Gehäuseteil 2 ist mit einer durchgehenden größeren Bohrung 6 versehen, in die mit enger Passung ein Hauptzahnrad 7 eingeführt ist, und ferner weist dieses Gehäuseteil eine oder mehrere kleinere Bohrungen 8 auf, die gegenüber der größeren Bohrung 6 nach außen versetzt sind, jedoch mit ihr in Verbindung stehen. Vorzugsweise sind vier kleinere Bohrungen 8 vorgesehen, die in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang der größeren Bohrung 6 verteilt sind. In jede der kleineren Bohrungen 8 ist mit enger Passung ein Ritzel 9 eingeführt, und die seitlichen Abstände zwischen der Achse des Hauptzahnrades 7 und den Achsen der verschiedenen Ritzel 9 sind so gewählt, daß das Hauptzahnrad 7 auf bekannte Weise mit allen Ritzeln 9 kämmt.

Die äußeren Gehäuseteile 3 und 4 sind durch Schrauben 11 lösbar mit den ihnen benachbarten Stirnflächen des mittleren Gehäuseteils 2 lösbar verspannt und so ausgebildet, daß sich ihre inneren Stirnflächen mindestens über einen Teil jeder der Bohrungen 6 und 8 erstrecken, so daß sie die axialen Bewegungen des Hauptzahnrades 7 und der Ritzel 9 gegenüber dem Gehäuse begrenzen. Wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen, ist es erforderlich, diese axialen Bewegungen bzw. genauer gesagt den an den Stirnflächen der

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Zahnräder 7 und 9 vorhandenen Spielraum möglichst klein zu halten. Bei einer Ausführungsform haben die Zahnräder 7 und 9 eine Länge, die im wesentlichen gleich der axialen Dicke des mittleren Gehäuseteils 2 ist, diese axiale Dicke jedoch nicht überschreitet, und jedes der beiden äußeren Gehäuseteile 3 und 4 weist eine ebene Fläche auf, die an der benachbarten Stirnfläche des mittleren Gehäuseteils 2 anliegt und somit eine Stirnwand für die Hohlräume bildet, die durch die die Zahnräder enthaltenden Bohrungen 6 und 8 gebildet sind.

Gemäß Fig. 2 können die äußeren Gehäuseteile 3 und 4 mit einem Einlaßverteilerkanal 12 bzw. einem Auslaß- oder Sammelkanal 13 versehen sein. Alternativ können beide Kanäle 12 und 13 in dem gleichen äußeren Gehäuseteil 3 oder ausgebildet sein. Es sei bemerkt, daß die Kanäle 12 und als Einlaß- bzw. als Auslaßkanal wirken, wenn die Vorrichtung als Motor betrieben wird, dessen Welle in einer bestimmten Richtung umläuft, daß diese Kanäle jedoch in der entgegengesetzten Weise zur Wirkung kommen, wenn der Motor so betrieben wird, daß sich seine Welle in der entgegengesetzten Richtung dreht. Dies kann entsprechend für den Fall gelten, daß die Vorrichtung als Pumpe betrieben wird.

Jede der kleineren Bohrungen 8 stent mit dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal über einen Kanal 10 bzw. einen Kanal 15 in Verbindung. Diese Einzelheiten sind aus Fig.1, 3 und 4 ersichtlich. Die Kanäle 10 sind in dem äußeren Gehäuseteil 3 ausgebildet, während die Kanäle 15 in dem Gehäuseteil 4 ausgebildet sind.

Ein mit dem Hauptzahnrad 7 drehfest verbundenes Bauteil, das als antreibendes oder als angetriebenes Bauteil

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lichen zylindrischen Bandes 28. Trotzdem kann dieses Bauteil auf seiner Außenseite eine beliebige andere zwedcentsprechende Form haben; allerdings erweist sich im allgemeinen eine zylindrische Form als die zweckmäßigste Form. Der Innendurchmesser des Bandes 28 ist derart vorbestimmt, daß sich die Innenfläche des Bandes an der Außenfläche des mittleren Gehäuseteils 2 abstützt, und das Band 28 erstreckt sich vorzugsweise über die ganze Breite der Außenfläche des mittleren Gehäuseteils 2.

Ferner erstreckt sich das Band 28 vorzugsweise über die Stirnflächen des mittleren Gehäuseteils 2 hinaus, so daß sich die Endabschnitte seiner Innenfläche an zylindrischen Flächen 29 und 31 abstützen, die an den benachbarten Abschnitten der äußeren Gehäuseteile 3 und 4 ausgebildet sind.

Auch das äußere Ausgleichsteil kann die Form eines zylindrischen Bandes oder Reifens 32 haben, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Es ist nur notwendig, daß das äußere Ausgleichsteil eine durchgehende Bohrung besitzt, die im wesentlichen zur äußeren Querschnittsform des inneren Bandes 28 paßt, so daß sich das äußere Ausgleichsteil an der Außenfläche des inneren Bandes abstützen kann. Die äußere Umfangsflache des äußeren Ausgleichsteils 32 kann jede beliebige Form erhalten.

Das äußere Ausgleichsteil 32 kann z.B. ein Gehäuse für das Motor- oder Pumpengehäuse bilden, das als Halterung und Abdichtungsvorrichtung wirkt und außerdem seine Hauptaufgabe als Ausgleichteil erfüllt. Bei einer solchen, hier nicht dargestellten Anordnung kann das Gehäuse mit einer

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Bohrung versehen sein, die das innere Band 28 mit enger Passung aufnimmt, und es kann eine Stirnwand vorgesehen sein, in der das erwähnte Gleitlager für das benachbarte Ende der Welle 14 ausgebildet ist. Eine ringförmige Wand kann abnehmbar am anderen Ende des Gehäuses so befestigt sein, daß sie die Welle 14 mit abdichtender Wirkung umschließt, so daß die Gehäuseteile 2, 3 und 4 vollständig in das Gehäuse eingeschlossen sind. Bei dieser besonderen Konstruktion ist es nicht erforderlich, die erwähnte Abschlußkappe 26 und das ringförmige Lagerteil 27 nach Fig. 2 vorzusehen. Ferner ist es möglich, einen der erwähnten Kanäle oder beide Kanäle in einer Stirnwand dieses Gehäuses auszubilden, statt sie in den äußeren Gehäuseteilen 3 und 4 vorzusehen.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird das äußere Ausgleichsteil im folgenden als das äußere Band 32 bezeichnet.

Das äußere Band 32 erstreckt sich vorzugsweise im wesentlichen über die ganze Breite des inneren Bandes 28 und arbeitet mit der Außenfläche des inneren Bandes mindestens an dessen Endabschnitten zusammen. Vorzugsweise ist eine Druckmittelkammer 33 zwischen den einander benachbarten Flächen der Bänder 28 und 32 vorgesehen, und diese Kammer kann durch eine verhältnismäßig seichte Ringnut gebildet sein, die in einer der benachbarten Flächen oder in beiden Flächen ausgebildet ist. Die Ringnut bzw. die Kammer 33 hat vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Breite wie das mittlere Gehäuseteil 2 und ist zu einem noch zu erläuternden Zweck im wesentlichen in Fluchtung mit dem Gehäuseteil 2 angeordnet. Ferner kann man elastische Dichtungsringe oder dergleichen an beiden Seitenwänden der Nut oder Kammer 33 oder in deren Nähe anordnen, um das Ent-

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weichen von Flüssigkeit aus der Kammer in seitlicher Richtung zwischen den beiden Bändern 28 und 32 zu verhindern, oder möglichst weitgehend unmöglich zu machen.

Ein Fludzuführungskanal 34 kann sich durch das innere Band 28 und das mittlere Gehäuseteil 2 erstrecken, um eine Verbindung zwischen den Kanälen 12, 13 und der Kammer 33 herzustellen. Man kann eine beliebige geeignete Ventilvorrichtung benutzen, um das Strömen des Fludes durch den Zuführungskanal 34 zu begrenzen. Mit anderen Worten, die Venti!vorrichtung kann automatisch arbeiten oder mit der Hand betätigt werden, um die Kammer 33 jeweils mit dem gewählten der beiden Kanäle 12 und 13 zu verbinden. Beispielsweise kann man ein Schieberventilteil 36 vorsehen, mittels dessen die Kammer 33 automatisch mit demjenigen der Kanäle 12 und 13 verbundervfrird, in dem der höchste Druck herrscht, während die Kammer 33 gegenüber dem Kanal abgesperrt wird, in dem der niedrigere Druck herrscht. Das Ventil 36 kann die Kammer 33 auch mit beiden Kanälen 12 und 13 verbinden, wenn in beiden Kanälen der gleiche Druck wirkt. Das Schieberventilteil 36 ist vorzugsweise in der in Fig. 5 und 6 gezeigten Weise ausgebildet. Das Ventilteil ist verschiebbar in einem seitlichen Kanal 37 gelagert, der mit dem. . Kanal 34 in Verbindung steht, und das Ventilteil trägt an jedem Ende einen nach außen spitz zulaufenden Kopfabschnitt 38, der es ermöglicht, eine öffnung 39 in einem zugehörigen plattenförmigen Ventilsitz 41 zu verschließen.

Während des Betriebs wird sowohl der Ausgleichskammer 33 als auch der Hauptkammer, die durch die die Zahnräder enthaltenden Bohrungen gebildet wird, das Flud gewöhnlich von dem Einlaßkanal 12 aus zugeführt, so daß in den beiden

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Kammern im wesentlichen der gleiche Druck herrscht. Der in der Hauptkammer wirkende Druck ist bestrebt, das mittlere Gehäuseteil 2 radial nach außen zu drücken, und daher wird dieser Druck durch dieses Gehäuseteil übertragen, so daß eine radial nach außen gerichtete Druckkraft auf die Innenfläche des inneren Bandes 28 wirkt. Der in der Ausgleichskammer 33 herrschende Druck erzeugt jedoch eine radial nach innen gerichtete Druckkraft, die auf die Außenfläche des inneren Bandes 28 wirkt und im wesentlichen die gleiche Größe annehmen kann wie die soeben erwähnte, nach ™

außen wirkende Druckkraft, da im wesentlichen gleich große Flächen mit dem Druck beaufschlagt werden.

Da sich in der Hauptkammer gewöhnlich ein Druckgradient ausbildet, entstehen Zonen, innerhalb deren die auf das innere Band 28 aufgebrachte, nach innen wirkende Druckkraft die nach außen gerichtete Druckkraft überschreitet. Gewöhnlich wird jedoch verhindert, daß die nach innen gerichtete größere Druckkraft eine bemerkbare Verformung oder Durchbiegung des inneren Bandes 28 bewirkt, da sich dieses Band an den äußeren Gehäuseteilen 3 und 4 abstützt, die wegen ihrer verhältnismäßig großen radialen Dicke relativ große radiale M Kräfte aufnehmen können.

Entsprechend kann die nach außen gerichtete Druckkraft

die

in manchen Zonen/nach innen gerichtete Druckkraft überschreiten, doch genügt die resultierende, nach außen gerichtete Kraft gewöhnlich nicht, um eine solche Verformung des inneren Bandes 28 zu bewirken, daß der Wirkungsgrad des Motors bzw. der Pumpe beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß das äußere Band 32 im Vergleich zu dem inneren Band 28 eine verhältnismäßig große Querschnittsfläche aufweisen kann, so daß das äußere Band eine feste Unterstützung für das innere Band 28 bildet.

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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die beschriebene Kompensationsvorrxchtung eine Durchbiegung oder Verformung des Gehäuses verhindert oder verringert, so daß Flüssigkeitsverluste infolge von Undichtigkeiten zwischen dem Gehäuse und den Zahnrädern innerhalb eines großen Druckbereichs auf einem minimalen Wert gehalten werden. Der Raumbedarf und das Gewicht einer mit der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung versehenen Pumpe bzw. eines Motors können . erheblich geringer sein als bei einem Motor, oder einer Pumpe entsprechender Leistung, und die im übrigen genügend starr ist, einer Ausbiegung oder Verformung mit Hilfe einer der bis jetzt bekannten Anordnungen standzuhalten.

Ein Motor oder eine Pumpe, der bzw. die mit der beschriebenen Ausgleichvorrichtung versehen ist, kann an der äußeren Umfangsflache und den Stirnflächen des Gehäuses und an der Innenfläche des HauptZahnrades einem Druck ausgesetzt werden, der niedriger sein kann als der Druck des Druckmittels, mit dem der Motor bzw. die Pumpe arbeitet, und der auf einen Wert eingeregelt ist, der einem bestimmten optimalen Teil des Betriebsdrucks entspricht. Wenn bei einem Motor bzw. einer Pumpe nach der Erfindung auf der angetriebenen oder antreibenden WelJ.e eine Dichtung angeordnet ist, so daß Druckflüssigkeit in kleinen Mengen aus einem hohen Druck ausgesetzten Bereichen und der Ausgleichskammer 33 zu Bereichen gelangen kann, in denen ein niedriger Druck herrscht, stellt sich in der Ausgleichskammer 33 automatisch ein Druck ein, der zum Betriebsdruck der Anlage direkt proportional ist, und der veranlaßt werden kann, auf alle oder gewählte Flächen des Gehäuses zu wirken-, so daß eine Verformung wirksam verringert oder vollständig verhindert wird.

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Ein weiterer Nachteil der bis jetzt bekannten Pumpen oder Motoren besteht darin, daß ihre Herstellung wegen ihrer komplizierten Konstruktion sowie deshalb verhältnismäßig kostspielig ist, weil enge Toleranzen eingehalten werden müssen, damit solche Pumpen bzw. Motoren einwandfrei bzw. wirtschaftlich arbeiten. Dieser Nachteil ergibt sich insbesondere aus der Lagerung der Zahnräder; bis jetzt ist es üblich, für jedes Zahnrad eine Achse oder einen Achsstummel vorzusehen, wobei diese Teile in geeigneten Lagern gelagert sein müssen, damit sie sich ungehindert drehen können. Bei solchen Lagerungen ist es erforderlich, dafür zu sorgen, daß die Drehachsen der Zahnräder genau festgelegt sind, damit der Arbeitsspielraum zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse genügend klein und gleichmäßig gehalten verden kann, um das Hindurchtreten von Flüssigkeit zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse möglichst zu verhindern.

Außerdem ist es im Hinblick auf die bis jetzt gebräuchlichen Anordnungen zur Erzielung eines teilweisen Ausgleichs des Fluddrucks und der auf die Zahnräder wirkenden mechanischen Kräfte erforderlich, solche Achsen oder Achsstummel mit den zugehörigen Lagern vorzusehen. Ein erheblicher Teil der Kosten der Herstellung solcher Motoren oder Pumpen ist auf die genaue maschinelle Bearbeitung zurückzuführen, die erforderlich ist, um die Lage der Achsen oder Achsstummel und der Lager im Gehäuse gegenüber den ortsfesten Teilen des Motors bzw. der Pumpe genau zu bestimmen. Eine solche genaue Lagebestimmung ist natürlich erforderlich, damit die verschiedenen Zahnräder mit ausreichender Genauigkeit so gelagert werden können, daß die verhältnxsmäßxg kleinen Spielräume erzielt werden, die für einen Betrieb mit einem hohen Wirkungsgrad erforderlich sind.

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Die vorstehend behandelte Schwierigkeit betrifft insbesondere die Lagerung des Hauptzahnrades 7. Bei der hier beschriebenen Konstruktion wird diese Schwierigkeit dadurch weitgehend beseitigt, daß dem Hauptzahnrad 7 eine Kupplungsvorrichtung zugeordnet ist, die Fluchtungsfehler zwischen der Drehachse des Hauptzahnrades 7 und der Drehachse der Welle 14 zuläßt. Hierbei ist die Anordnung derart, daß das Hauptzahnrad 7 in der größeren Bohrung 6 "schwimmend" gelagert ist, so daß seitliche Bewegungen dieses Zahnrades nur durch die zylindrische Wandfläche der Bohrung 6 begrenzt werden. Während des Betriebs entsteht jedoch zwischen der zylindrischen Fläche der Bohrung 6 und den Köpfen der Zähne des Hauptzahnrades 7 ein Flüssigkeitsfilm, der eine metallische Berührung zwischen dem Zahnrad und der Bohrungswand verhindert.

Die Hohlwelle 17 bildet die erwähnte Kupplungsvorrichtung, und sie ist so angeordnet, daß sie Kippbewegungen gegenüber der Drehachse der Welle 14 oder des Hauptzahnrades 7 ausführen kann, so daß das schon erwähnte Auftreten von Fluchtungsfehlern zugelassen werden kann. Man kann die Keilverzahnungen 18 und 19 der Hohlwelle 17 so bearbeiten, daß sie einen gewissen Spielraum bieten, damit die Achse der Hohlwelle eine etwa erforderliche Kippbewegung leichter ausführen kann. Es sei bemerkt, daß man anstelle der soeben beschriebenen Kupplungsvorrichtung auch ebenso gut eine andere Kupplungsvorrichtung, z.B. ein Universal- oder Kreuzgelenk, vorsehen kann.

In Fig. 7 bis 10 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die von besondefe einfacher Konstruktion ist und sich daher mit verhältnismäßig geringen Kosten herstellen und zusammenbauen läßt. Ein grundsätzlicher Un-

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terschied zwischen dieser Ausführungsform und der an Hand von Fig. 1 bis 6 beschriebenen besteht darin, daß das Gehäuse nur zwei Hauptteile 103 und 104 umfaßt, die sich in einer Ebene berühren, welche im rechten Winkel zur Drehachse des Hauptzahnrades 107 verläuft, wobei die Gehäuseteile durch Kopfschrauben 111 miteinander verbunden sind.

Wie zuvor sind eine größere Bohrung 106 und mehrere kleinere Bohrungen 108 vorgesehen, die miteinander in Verbindung stehen; bei der bevorzugten Ausführungsform sind fünf kleinere Bohrungen 108 vorgesehen. In jeder der kleineren Bohrungen 108 ist ein Ritzel 109 angeordnet, das mit dem Hauptzahnrad 107 kämmt. Jede der kleineren Bohrungen 108 steht mit einem Einlaßkanal 112 und einem Auslaßkanal 113 über Kanäle 110 bzw.115 in Verbindung. Die beiden Kanäle 112 und 113 sind gemäß Fig. 8 und 9 in dem Gehäuseteil 104 ausgebildet, das auch mit den Kanälen 110 und 115 versehen ist.

Die Kanäle 110 und 115 stehen mit den kleineren Bohrungen 108 vorzugsweise über Nuten 151 von geringer Tiefe in Verbindung. Ein enger Kanal 152 kann gemäß Fig.10 an dem von dem betreffenden Kanal abgewandten Ende jeder Nut 151 vorgesehen sein. Es hat sich gezeigt, daß diese Kanäle 152 vorteilhaft sind, da sie das Auftreten von Kavitation verhindern oder auf ein Mindestmaß beschränken.

Ein weiterer wichtiger Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 6 besteht in der Lagerung der Ritzel 109. Gemäß Fig. 8 erstreckt sich jede der kleineren Bohrungen 108 vollständig durch die Gehäuseteile 103 und 104, doch könnten sich diese Bohrungen gegebenenfalls auch nur durch eine Stirnfläche des Gehäuses" erstrecken. Die Enden

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jedes Ritzels 109 sind drehfest mit zylindrischen Lagerteilen 153 verbunden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Lagerteile 153 mit den Ritzeln 109 durch Gewindeverbindungen verbunden, doch könnte man auch eine beliebige andere geeignete Verbindung vorsehen. Die Lagerteile 153 sind gleichachsig mit dem Ritzel 109 angeordnet und haben den gleichen Außendurchmesser wie das Ritzel; die ganze Ritzelbaugruppe ist in der zugehörigen Bohrung 108 drehbar und verschiebbar gelagert.

Es sei bemerkt, daß die Bohrungen 108 auf einfache Weise hergestellt werden können, und daß es keine Schwierigkeiten bereitet, die Ritzel 109 in das Gehäuse einzubauen. Jedes Ritzel 109 wird in der richtigen axialen Stellung durch Zähne des Hauptzahnrades 107 festgehalten, die in den Raum zwischen den Lagerteilen 153 ragen und mit den benachbarten Stirnflächen der Lagerteile zusammenarbeiten. Dichtungskappen 154 können in jedes Ende jeder Bohrung 108 lösbar eingebaut sein und durch Sprengringe 156 oder dergleichen in ihrer Lage gehalten werden.

Auch bei dieser Ausführungsform kann man eine Druckausgleichsvorrichtung vorsehen. Bei einer Ausführungsform umfaßt eine solche Vorrichtung mindestens einen Hohlraum 157, jedoch vorzugsweise zwei Hohlräume» 157, die in den Gehäuseteilen 103 und 104 radial außerhalb jeder der kleineren Bohrungen 108 ausgebildet sind. Vorzugsweise hat jeder Hohlraum 157 in Richtung der Achse des betreffenden Ritzels 109 eine langgestreckte Form, und er erstreckt sich im wesentlichen über die gleiche Strecke wie das Ritzel 109 und ist im wesentlichen in radialer Fluchtung mit dem Ritzel angeordnet. Zwar könnten die Hohlräume 157 im Querschnitt eine beliebige .geeignete Form haben, doch sind

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sie vorzugsweise kreisbogenförmig gekrümmt und allgemein der Form der benachbarten Bohrung 108 angepaßt, wie es aus Fig. 7 und 9 ersichtlich ist. Gemäß Fig.8 verbindet ein Kanal 134 jeden Hohlraum 157 mit der benachbarten Bohrung 108.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 bis 10 umfaßt ferner vorzugsweise eine Kupplungsvorrichtung, wie sie weiter oben in Verbindung mit fern ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Mit anderen Worten, es ist eine Hohlwelle 117 vorgesehen, die an einem Ende eine Außenkeilverzahnung aufweist, welche in Antriebsverbindung mit -einer Innenkeilverzahnung 122 des Hauptzahnrades 107 steht. Eine am anderen Ende der Hohlwelle 117 ausgebildete Innenkeilverzahnung 118 arbeitet mit einer Außenkeilverzahnung 121 der Welle zusammen. Die Hohlwelle 117 und das Hauptzahnrad 107 arbeiten so zusammen, wie es bezüglich der entsprechenden Teile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bis 6 beschrieben wurde. Auch im vorliegenden Fall ist das Hauptzahnrad 107 "schwimmend" gelagert.

Bei einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig.7 bis 10, die in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Welle 1-14 fortgelassen, doch ist die Hohlwelle 117 so ausgebildet, daß ihr äußeres Ende eine Außenkeilverzahnung einer Welle oder eines anderen antreibenden oder angetriebenen Bauteils aufnehmen kann. Ferner sind Dichtungen 158 und 159 vorgesehen, um das Entweichen von Flüssigkeit zu verhindern oder auf ein Mindestmaß zu beschränken. In allen übrigen Punkten entspricht die Anordnung nach Fig. 11 der anhand von Fig. 8 bis 10 beschriebenen. Eine solche Konstruktion ist insbesondere geeignet, z.B. direkt auf einem Rad oder einer Winde angeordnet zu werden.

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Eine weitere Abwandlung der Konstruktion nach Fig.7 bis 10 ist in Fig. 12 dargestellt. In diesem Fall umfaßt die Ausgleichsvorrichtung anstelle der Hohlräume 157 ein zylindrisches Band 128. Das Band 128 ist in einer Aussparung 161 angeordnet, und ein Raum 133 zum Aufnehmen des Druckmittels wird durch die Innenfläche des Bandes 128 und die Bodenfläche der Aussparung 161 abgegrenzt. Die Innenfläche des Bandes 128 paßt vorzugsweise im wesentlichen zur Bodenfläche der Aussparung, so daß der Raum oder Spalt 133 nur einen Flüssigkeitsfilm aufnehmen kann. Auf beiden Seiten des Spaltes sind in den Ecken der Aussparung 161 Dichtungen 160 angeordnet, die das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Spalt 133 verhindern oder auf ein Mindestmaß begrenzen.

Der Spalt 133 kann mit den Kanälen 112 und 113 durch Kanäle bzw. Leitungen 162, 163, und 164 verbunden werden. Vorzugsweise ist ein Regelventil 136 vorgesehen, das dazu dient, den Spalt 133 automatisch mit demjenigen der Kanäle 112 und 113 zu verbinden, in dem der höhere Druck herrscht, und den Spalt 133 automatisch gegenüber dem Kanal abzusperren, in dem der niedrigere Druck herrscht. Da3 Ventil 136 kann grundsätzlich ebenso ausgebildet sein, wie das Ventil 36 des ersten Ausführungsbeispiels, d.h. das bewegliche Ventilteil trägt nach außen spitz zulaufende Kopfabschnitte 138, die mit Ventileinsätzen oder Düsen 139 zusammenarbeiten können. Jede Düse 139 ist mit einem der Kanäle 163 und 164 verbunden.

Die Konstruktion des Gehäuses und der Ritzelanordnungen, die bezüglich der Ausführungsbeispiele nach Fig. 7 bis 12 beschrieben wurden, bieten mehrere wichtige Vorteile.

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Beispielsweise läßt sich die Gehäusekonstruktion auf verhältnismäßig einfache Weise herstellen, und sie besitzt im Vergleich zu der dreiteiligen Gehäusekonstruktion nach Fig. 1 bis 6 eine große Widerstandsfähigkeit gegen Verformungen. Außerdem verringert sich die Zahl der möglichen Herstellungsfehler notwendigerweise dadurch, daß das Gehäuse eine kleinere Zahl von Bauteilen umfaßt. Ferner ist es z.B. möglich,die Bohrungen 108 erst nach der Vereinigung der Gehäuseteile 103 und 104 herzustellen, so daß sich ein hoher Genauigkeitsgrad ergibt.

Die beschriebene Ritzelanordnung ermöglicht die Verwendung eines zweiteiligen Gehäuses, da die Lagerteile 153 den gleichen Außendurchmesser haben wie das Ritzel 109. Die Lagerteile 153 nehmen radiale Kräfte auf, die auf das Ritzel 109 durch den hydraulischen Druck und die an den zähnen angreifenden Kräfte hervorgerufen werden, und sie setzen gleichzeitig axialen hydraulischen Kräften einen Widerstand entgegen, die zwischen den Ritzelzähnea zur Wirkung kommen, so daß das Gehäuse von diesen Kräften entlastet wird. Weiterhin bewirken die Lagerteile 153 eine einwandfreie Abdichtung der Enden des das Ritzel 109 aufnehmenden Hohlraum gegen das Entweichen von Flüssigkeit, und gleichzeitig halten sie das Ritzel dadurch genau in der richtigen axialen Stellung, daß sie mit» enger Passung mit den benachbarten Stirnflächen des HauptZahnrades zusammenarbeiten. Weitere Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ritzelanordnung liegen für jeden Fachmann auf der Hand.

■ Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.13 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen in erster Linie durch die Konstruktion ihres Gehäuses. Alle übrigen Teile entsprechen

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im wesentlichen der bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels gegebenen Beschreibung und werden daher nur beiläufig erwähnt.

Das Gehäuse umfaßt ein mittleres Gehäuseteil 202 und äußere Gehäuseteile 203 und 204, die im wesentlichen den gleichartigen Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Jedoch sind die drei Gehäuseteile in einer Bohrung 266 eines äußeren Gehäuses angeordnet, das einen Mantelabschnitt 232 und eine ein Ende der Bohrung 206 abschließende Stirnwand 267 umfaßt. Die axialen Bewegungen der Gehäuseteile 202, 203 und 204 in der Bohrung 266 werden durch eine Halteplatte 268 begrenzt, die lösbar in das offene Ende der Bohrung 266 eingebaut ist und durch eine Ringmutter 269 in ihrer Lage gehalten wird.

Mehrere Ritzel 209, z.B. fünf Ritzel, sind in dem Gehäuse drehbar gelagert und kämmen mit einem Hauptzahnrad 207. Beide Enden jedes Ritzels 209 können in den betreffenden äußeren Gehäuseteilen 203 und 204 mit Hilfe von Nadellagern oder anderer Lager gelagert sein. Ferner ist eine Hohlwelle 217 vorgesehen, die in der schon beschriebenen Weise eine Antriebsverbindung zwischen dem Hauptzahnrad 207 und einer Welle 214 herstellt, so daß das Hauptzahnrad 207 wiederum "schwimmend" gelagert ist. In der Stirnwand 267 des äußeren Gehäuses können Verteiler- bzw. Sammelkanäle 212 und 213 ausgebildet sein.

Ferner umfaßt die Konstruktion nach Fig. 13 eine Ausgleichvorrichtung , die vorzugsweise ein zylindrisches Band 228 umfaßt, das die Gehäuseteile 202, 203 und 204 umschließt und sich an den zylindrischen Außenflächen dieser Gehäuseteile abstützt. Das Band 228 ist zwischen den drei

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Gehäuseteilen einerseits und dem Mantelabschnitt 232 des äußeren Gehäuses andererseits so angeordnet, daß der Mantelabschnitt die Aufgabe des äußeren Bandes 32 des ersten Ausführungsbeispiels übernimmt, und daß zwischen dem Band 228 und dem Mantelabschnitt 232 ein Raum oder Spalt 233 vorhanden ist, der Flüssigkeit aufnehmen kann. Die Außenfläche des Bandes 228 paßt vorzugsweise im wesentlichen zur Wand der Bohrung 266, so daß der Spalt nur einen Flüssigkeitsfilm aufnehmen kann.

Aus der größeren Bohrung und den kleineren Bohrungen (nicht dargestellt) wird Flüssigkeit dem Spalt 233 dadurch zugeführt, daß die Flüssigkeit zwischen den einander benachbarten Flächen der Platte 268 und des äußeren Gehäuseteils 203 sowie zwischen den einander benachbarten Flächen der Stirnwand 267 und des äußeren Gehäuseteils 204 nach außen gelangen kann. Der zwischen diesen Flächen und in dem Spalt 233 herrschende Flüssigkeitsdruck entspricht gewöhnlich im wesentlichen dem Mittelwert der in den Kanälen 212 und 213 herrschenden Drücke. Während des Betriebs sind daher die Gehäuseteile 202, 203 und 204 vollständig von unter Druck stehender Flüssigkeit umgeben, wodurch gewährleistet wird, daß diese Bauteile nur in einem minimalen Ausmaß verformt oder durchgebogen werden können.

Eine Nut 271 von geringer Tiefe kann an der zylindrischen Außenfläche des mittleren Gehäuseteils 202 vorgesehen sein, damit sich das Band 228 in einem begrenzten Ausmaß radial nach innen durchbiegen kann. Die Nut 271 steht bei der bevorzugten Anordnung über Kanäle 272, 273 und 274 in Verbindung mit der Atmosphäre.

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Es"sei bemerkt, daß man ein Gehäuse, wie es bei dem letzten Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 vorgesehen ist, auch bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwenden kann. Ferner ist zu bemerken, daß die Ausgleichvorrichtungen der verschiedenen Ausführungsformen den wichtigen Vorteil bieten, daß sie die Herstellung einer wenig Raum beanspruchenden Baueinheit ermöglichen, bei der zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse sehr enge Spalte vorgesehen sein können. Insbesondere bewirken die Ausgleichvorrichtungen, daß eine Verformung des Gehäuses vermieden wird, so daß die Ritzel nicht gegen die sie umgebenden Wände der zugehörigen Hohlräume stoßen können.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche :

1. Zahnradmotor bzw. -pumpe mit einem Gehäuse mit einer Hauptbohrung und mindestens einer diese überschneidenden, parallelen Nebenbohrung, einem in der Hauptbohrung drehbar gelagerten Hauptzahnrad, einem in der oder jeder Nebenbohrung drehbar gelagerten, mit dem Hauptzahnrad kämmenden Ritzel und einem Einlaß- und einem Auslaßkanal, die in dem Gehäuse ausgebildet sind und die mit der oder jeder kleineren Bohrung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet , daß radiale Bewegungen des Hauptzahnrades (7; 107) gegenüber dem Gehäuse (2,3,4) allein durch Zusammenwirken der zylindrischen Wand der größeren Bohrung (6; 106), mit dem durch die Zahnkopfumfangsflachen gebildeten Außenumfang des Hauptzahnrades begrenzt werden, und daß eine Kupplungsvorrichtung (17, 18,19,· 117,118,119; 217) in Antriebsverbindung mit dem Hauptzahnrad (7; 107; 207) steht und in Antriebsverbindung mit einem drehbaren Antriebs- bzw. Abtriebsglied (14) bringbar ist, und daß die Kupplungsvorrichtung Fluchtungsfehler zwischen der Drehachse des Hauptzahnrades und der Drehachse des Antriebsbzw. Abtriebsgliedes zuläßt.

2. Motor bzw. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (17,18,19; 117, 118,119; 217) eine Hohlwelle (17; 117; 217), die in dem Gehäuse (2,3,4; 103,104; 202,203,204,232,268) drehbar gelagert ist, mit einem axialen Endabschnitt (19; 119) umfaßt, der in Antriebsverbindung mit dem Hauptzahnrad (7; 107; 207) steht, und daß der andere axiale Endabschnitt (18; 118) der Hohlwelfe drehfest mit dem Antriebs- bzw. Abtriebsglied (14; 114; 214) verbindbar ist.

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3. Motor bzw. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle eine Außenverzahnung (19; 119) und eine Innenverzahnung (18; 118) aufweist, daß diese beiden Verzahnungen in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind, daß das Hauptzahnrad (7; 107; 207) mit einer Innenverzahnung (22; 122) versehen ist, die mit der Außenverzahnung (19; 119) der Hohlwelle zusammenwirkt; und daß die Innenverzahnung (18; 118) der Hohlwelle in Eingriff mit einer dazu passenden Verzahnung des Antriebs- bzw. Abtriebsgliedes (14; 114; 214) bringbar ist.

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