DE2026889C3 - Kegelradzahnradpumpe oder -motor - Google Patents

Description

(46) gehalten ist. \o

4. Kegelradzahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sichließen der Zwischenräume zwischen den Zähnen ferner ein im wesentlichen keilförmiges Glied (47) vorgesehen ist, das am Ansatz (45) und am Gehäuse (30,31) angreift und zwei Flächen hat, die eng an den Kopfkreisen der Kegelzahnräder (36,37) anliegen.

5. Kegelradzahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ansatz (45) ein Kanal (72) für den Zufluß ausgebildet ist.

6. Kegelradzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal (72) ein weiterer Kami (73) mündet, der mit der Niederdruckseite in Verbindung steht.

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Die Erfindung betrifft eine Kegelradzahnradpumpe der -motor, dessen Gehäuse teilkugelige Ausnehmunen für zwei kämmende Kegelzahnräder mit Weüenchäften aufweist, die um zueinander schräggestellte nd sich schneidende Achsen drehbar sind und deren 'ahne schaftseitig in einer Kalottenform enden, deren Hache der entsprechenden teilkugeligen Ausnehmung ngepaßt ist und dort anliegt, wobei das Gehäuse im • fr horpich der Zähne der beiden Kegelräder eine '"⁸ H Auslaßöffnung aufweist, und daß ferner Mittel ⁱⁿsⁿchlfeßen de Zwfschenräume zwischen den Zäh-Schneller1 u mindestens über einen

ÄSeTerstrecken, in dem die Zähne sich

p ^EKeÄaⁿhnrⁿad_Pum_pe oder -motor mit diesen

^El?^e ^ ntt aus der DT-AS 1 005 375 bekannt. Bei Merkmalen .st au^ der ^ ^ ^

SnZi der auftretenden Querkräfte mit n izweTwälzlagern fliegend gelagert, die jeeiner axial ein- und feststellbaren Buchse unteraebrachründ gegeneinander verspannt s.nd. Auf die Kegelräder wirkt somit ein Axialschub der s.ch aus den Kegeiraac, resultiert und der durch im Be-

HochdrucS[e auftretende Schubkräfte zuvergSßeTwird. Die Wirkungsrichtung des hps ist gegenüber der Achsrichtung der Ke_geTrS ve" zt^gw^gas eine ungfeichmäßige Belastung der Wälzlager zur Folge hat. Größe und Dauer der von den Lagein aufzunehmenden Belastung ist somit beg da anderenfalls wesentliche Teile der Maschme

"i starken Verschleiß unterworfen sind. oTr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, be, einer Kege ^zahnradpumpe oder -motor der genannten Art de >m Bereich der Kegelräder auftretenden Kräfte m ihrer Wirkung weitgehend zu kompensieren^

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale Sost Auf diese Weise wird eine Gesamtkraft mit radialen Komponenten erzeugt, die sowohl d.e an den Kegelrädern entstehenden Radialkräfte als auch die im Bereich der Hochdruckseite auftretenden Drucke aus^glEs^hisTzwar an sich bekannt, Druckausgleichsnuten an Pumpen (vgl. US-PS 2 640 433) vorzusehen, die mit der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung der Pumpe in Verbindung stehen, aber dabei handelt es sich um Druckausgleichsnuten in der Steuerspiegelfläche einer Axialkolbenpumpe.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F 1 g. 1 eine Kegelradzahnradpumpe oder -motor gemäß der Erfindung im Schnitt,

F i g. 2 und 4 Ansichten auf Teile des Gehäuses nach F i g 1 entlang der Schnittlinien 2-2 bzw. 4-4,

F ig. 3 und 5 Schnittdarstellungen entlang der Schnittlinien 3-3 bzw. 5-5 in F i g. 2 bzw.⁴·

F i g 6 eine schematische Darstellung von Teilen mit Blickrichtung aus der Ebene der Schnittlinie 2-2 und

F i g. 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung.

Die in F i g. 1 gezeigte Kegelradzahnradpumpe oder -motor weist ein Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen 31 auf, in denen jeweils eine Lagerpartie 32 bzw. 33 und eine teilkugelige Ausnehmung 34 bzw. 35 für zwei kämmende Kegelzahnräder 36 und 37 mit Wellenschäfter 38 und 39 ausgebildet sind. Die Kegelzahnräder sine um zueinander schräggestellte, sich schneidende Ach sen drehbar und enden schaftseitig in einer Kalotten form, deren Fläche der entsprechenden teilkugeligei Ausnehmung angepaßt ist und dort anliegt. Die WeI lenschäfte 38, 39 der Kegelzahnräder weisen axial· Bohrungen 40, 41 auf. Die Kegelzahnräder sind in ihre Innenseite ebenfalls mit einer teilkugeligen Ausneh mung versehen, in der ein im wesentlichen kugelförmi

ges Glied 45 angeordnet ist, das auf einem am Gehäuseteil 3t befestigten keilförmigen Träger 46 sitzt. Des weiteren ist ein keilförmiges Dichtglied 47 (F i g. b) vorgesehen, das an dem Gehäuseteil 31 befestigt ist

Der Träger 46 und das keilförmigt.- Dichtglied 47 erstrecken sich zwischen den Zähnen der Kegelräder in einem Bereich, in dem diese sich außer Eingriff befinden. Die Ebenen der flachen Stirnflächen des Licntglieds 47 liegen in einer Linie, die durch die Mitte des

henden Teilkreise liegend angesehen wird. Diese Kraft steht senkrecht zur Stirnseite des Zahns an der Teillinie und kann ebenfalls in versetzte Radial- und Axialkräfte aufgelöst werden. Die Summe der Axialkomponenten dieser Kräfte ist ein versetzter Axialdruck, der das jeweilige Kegelrad 36,37 in einer Richtung beaufschlagt, die sich vom kugelförmigen Glied 43 wegbewegt. Den Druckausgleichsnuten 68 und 71 wird über die Kanäle 64 und 65 und die Lagerpartien 32 und 33 unter hohem

kugelförmigen Glieds 45 geht, befinden sich ferner io Druck stehendes Arbeitsmedium zugeführt, so daß Benahe dem Kopfkreis der Kegelräder 36, 37. Das Dicht- reiche hohen Drucks entstehen, die die Kegelräder 36, glied 47 liegt dichtend am kugelförmigen Glied 45 an. 37 mit Kräften beaufschlagen, deren Axialkomponen-Die flachen Stirnseiten des Trägers 46 liegen im we- ten Drücke sind, die gegen die Achse des zugehörigen sentlichen in den gleichen Ebenen wie jene des Dicht- Kegelrades versetzt sind und auf diese in Richtung des glieds 47, weisen jedoch einen größeren Spielraum ge- 15 kugelförmigen Glieds 45 einwirken. Die Radialkompogenüber den Zähnen der Kegelräder 36,37 auf. Im Ge- nenten dieser Kräfte stehen den Radialkomponenten häuseteil 39 sind nierenförmige öffnungen 48 und 49 der Kräfte als Folge des Drucks an den öffnungen 48 für Hochdruck bzw. Niederdruck vorgesehen, die mit und 50 sowie der Radialkomponenten der Zahnbelaentsprechenden öffnungen 50 und 51 im Gehäuseteil stung entgegen. Die Abmessungen der Druckaus-31 fluchten. Die öffnungen 48 und 49 stehen mit einer 20 gleichsnuten 68 und 71 sind so bemessen, daß die von

dem beti jffenden Druck abgeleiteten Axialkräfte kleiner sind als die entgegenwirkenden Axialdrücke. Auf diese Weise werden die Kegelräder 36 und 37 in Richtung auf die Ausnehmungen 34 und 35 gedrückt.

An den Trennstegen in den Ausnehmungen 34, 35 vorbeifließendes Hochdruckmedium gelangt über die Druckausgleichkanäle 66, 67, 69 und 70 zu den Niederdrucköffnungen 49 und 51. Entsprechend entweicht in

Auslaßöffnung 62 bzw. mit einer Einlaßöffnung 63 in Verbindung. Die Hochdrucköffnungen 48, 50 sind über Kanäle 64, 65 mit den jeweiligen Lagerpartien 32, 33 verbunden. Die Ausnehmung 34 im Gehäuseteil 30 ist mit zwei Druckausgleichsnuten 66, 67 versehen, die an die Niederdrucköffnung 49 angeschlossen sind. Sie weist ferner eine weitere Druckausgleichsnut 68 auf, die mit der Lagerpartie 32 in Verbindung steht Ent

sprechend sind in der Ausnehmung 35 des Gehäuseteil die Bohrungen der Kegelräder 36,37 eintretendes Me-

31 zwei mit der Niederdrucköffnung 51 verbundene 30 dium durch die Kanäle 72 und 73 im kugelförmigen Druckausgleichsnuten 69, 70 sowie eine weitere, mit Glied 45.

der Lagerpartie 33 in Verbindung stehende Druckaus- Die Kombination der Radialkräfte und der versetz-

gleichsnut 71 ausgebildet. Die Bereiche der Ausneh- ten Axialkräfte auf das Kegelrad 36 führen zu einem mungen 34, 35 zwischen den Druckausgleichsnuten 66, Kräftepaar, das bestrebt ist, das Kegelrad um die Mitte 67 bzw. 69, 70 71 sind erhöht ausgebildet und bilden 35 des kugelförmigen Glieds 45 herum nach links gemäß Trennstege für benachbarte Nuten. Durch das kugel der Darstellung in Fig. 1 zu drehen. Über den Kanal förmige Glied 45 erstreckt sich ein Kanal 72, der mit 64 wird unter Druck stehendes Medium dem Bereich den axialen Bohrungen 40,41 der Wellenschäfte in Ver- der Lagerpartie 32 zugeführt, in dem die Buchse 46 bindung steht. In dem kugelförmigen Glied 45 ist ferner geordnet ist. Die über den Mediumdruck auf den einen ein Kanal 73 ausgebildet, der in den Kanal 72 mündet 40 Teil des Weüenschafts 38 ausgeübten Kraft ist damit und an die Niederdrucköffnungen 49 und 51 ange- erheblich größer als die Kraft, die an einem diametral schlossen ist. liegenden Punkt des Wellenschafts ausgeübt wird. Der

Der Wellenschaft 38 ist von einem Dichtring 74 um- Dichtring 74 ist so ausgerüstet, daß die Kraftresultiegeben, der durch Buchsen 76 und 77 in der Lagerpartie rende auf dem Wellenschaft 38 dem Kräftepaar entge-

32 in der vorgesehenen Lage gehalten wird. Die Pol- 45 genwirkt, das von den Radialkräften und versetzten achse des Dichtrings 74 ist relativ zur Achse des WeI- Axialkräften herrührt, welche auf das Kegelrad 36 einwirken. Dem Kräftepaar am Kegelrad 37 wird in entsprechender Weise entgegenwirkt, wobei zu diesem Zweck Mediumdruck der Lagerpartie 33 über den Ka-

nal 65 zugeleitet wird.

Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform sind ebenfalls zwei schrägliegende Kegelzahnräder 81 und 82 vorgesehen, die in einem Gehäuse 83 angeordnet sind. Zwischen den Kegelrädern befindet sich ein ku-

und 50 werden die Kegelräder 36, 37 einer Hochdruck- 55 gelförmiges Glied 84 sowie ein Dichtglied 85, das dem belastung ausgesetzt, deren Kraftkomponente in eine zuvor beschriebenen Dichtglied 47 entspricht. Das

Dichtglied 85 weist einen Kanal 86 auf, der an einer Einlaßöffnung 87 angeschlossen ist und außerdem über

lenschafts 38 schräg gestellt, so daß die Form des Dichtrings in ihrer eigenen Ebene elliptisch ist. Der Wellenschaft 39 des Kegelrads 37 ist mit einem entsprechenden Dichtring versehen.

Beim Einsatz als Pumpe erfolgt der Antrieb über die Welle 43, wodurch das Arbeitsmedium in bekannter Weise von der Einlaßöffnung 63 zur Auslaßöffnung 62 gefördert wird. Im Bereich der Hochdrucköffnungen 48

Axialkraft aufgeteilt werden kann, die gegen die Achse des zugehörigen Kegelrades 36 bzw. 37 versetzt ist, sowie in eine Radialkraft, deren Vektor aus der Mitte des

kugelförmigen Glieds 45 versetzt ist. Zusätzlich erzeugt 60 t>rfnung 88 für die Pumpe in Verbindung steht. Bei der die Zahnlast, die durch das Kämmen der Kegelräder 36 in F i g. 8 gezeigten Ausführungsform wird dem Inne- und 37 entsteht, eine Kraftresultierende, die zweckmäßigerweise als in der Mitte der beiden in Eingriff ste-

einen Kanal 84a im Glied 84 mit einer geteilten Zuflußren des kugelförmigen Glieds 89 über einen Kanal ir einem der Kegelräder 90 Flüssigkeit zugeführt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kegelradzahnradpumpe oder -motor, dessen Gehäuse teilkugelige Ausnehmungen für zwei kammende Kegelzahnräder mit Wellenschäften aufweist, die um zueinander schräggestellte und sich schneidende Achsen drehbar sind und deren Zähne schaftseitig in einer Kalottenform enden, deren Fläche der entsprechenden teilkugeligen Ausnehmung ■ngepaßt ist und dort anliegt, wobei das Gehäuse

im Eingriffsbereich der Zähne der beiden Kegelräder eine Ein- und Auslaßöffnung aufweist, und daß ferner Mittel zum Schließen der Zwischenräume zwischen den Zähnen vorgesehen sind, die sich mindestens über einen Teil des Bereiches erstrecken, in dem die Zähne sich außer Eingriff befinden, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der teilkugeligen Ausnehmungen (34; 35) Druckausgleichsnuten (66, 67, 68; 69, 70, 71) angeordnet sind, die mit der Einlaßöffnung oder Auslaßöffnung der Pumpe oder des Motors in Verbindung stehen, wobei die mit der Einlaßöffnung verbundenen Druckausgleichsnuten (66, 67; 69, 70) auslaßöffnungsseitig und die mit der Auslaßöffnung verbundenen Druckausgleichsnuten (68; 71) einlaßöffnungsseitig liegen.

2. Kegelradzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen teilkugelförmigen Ansatz (45; 84; 89) aufweisen, der in der Mitte der teilkugeligen Ausnehmungen (34,35) im Gehäuse (30,31; 83) angeordnet und mit zwei Rotationsflächen versehen ist, deren Achsen mit den jeweiligen Achsen der Kegelzahnräder (36, 37; 81, 82) zusammenfallen und die eng an die entsprechend geformten Innenflächen der Kegelzahnräder anliegen.

3. Kegelradzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz

(45) von einem am Gehäuse (31) befestigten Träger