DE2438512C3 - Zahnradmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit in Lagerkörpern, insbesondere Lagerbuchsen, gelagerten Wellenzapfen von im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, welche Lagerkörper in einer Gehäuseausnehmung der Zahnradmaschine angeordnet sind.

Bei bekannten Zahnradmaschinen dieser Art (vgl. DT-PS 17 03 180) sind die Lagerkörper zylindrisch ausgebildet und die sie aufnehmende Gehäuseausnehmung hat parallele Wandungen. Es hat sich gezeigt, daß solche Lagerkörper an den den Zahnradseitenflächen zugewandten Stirnseiten im Niederdruckbereich zum Verschleiß neigen.

Ursache hierfür ist die Verformung der Lagerkörper unter Last. Diese werden im Lastbereich (auf der Niederdruekseite) radial gestaucht and längen sich in axialer Richtung. Auf die zahnradseitige Stirnfläche der Laeerkörper bezogen bedeutet dies eine Aufwölbung im Niederdruckbereich, wodurch diese Stirnfläche vom Zahnrad soweit abgetragen wird, bis sich zwischen Zahnrad und Lagerkörper stirnseitig an letzteren ein gleichmäßiges Tragen am vollen Umfang einstellt. Die Aufwölbung der zahnradseitigen Lagerkörper-Stirnseite wird zudem begünstigt durch leichte Kantenpressung, hervorgerufen durch leichtes Durchbiegen der Zahnradwellenzapfen unter Last. Durch diese Verformung und Abtragung leidet die Lebensdauer der Lagerkörper.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradmais schine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Lagerkörper keinem stirnseitigen Verschleiß unterworfen sind, d. h. eine hohe Lebensdauer besitzen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß

zwischen der Gehäuseausnehmung und den Lagerkörpern mindestens auf der Niederdruekseite ein sich in

Richtung zu den Zahnradseitenflächen hin erweiterter

Spalt gebildet ist. .

Auf diese Weise wird dem oben beschriebenen

Verformungs- und Anpassungsvorgang entgegenge-

wirkt, d. h. die Stirnseiten der Lagerkörper liegen nun

gleichmäßig: an den Zahnradseitenflächen an, ohne

zuvor abgetragen worden zu sein.

Zweckmäßig Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe,

Fig. 2einen Schnitt längs H-II nach Fig. 1,
F i g. 3 und 4 Querschnitte durch zwei verschiedene Lagerkörper,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine Abwandlung des Gehäuses der Zahnradmaschine nach F i g. 1,

Fig.6 Schnitt längs III-III einer Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach F i g. 1,

F i g. 7 eine Funktionsdarstellung,

Fig.8 und 9 Querschnitte durch zwei weitere Lagerkörper.

Die Zahnradpumpe besitzt ein Gehäuse 10, das beidseitig durch Deckel 11 und 12 verschlossen ist. Es hat eine durchgehende Ausnehmung 13, welche durch zwei sich überschneidende, parallel verlaufende durchgehende Bohrungen 14, 15 gebildet ist. Dadurch erhält die Ausnehmung im Querschnitt die Form einer Acht.

In der Bohrung 14 sind achsgleich zueinander zwei buchsenförmige Lagerkörper 16, 17 angeordnet, in welche Laufbuchsen 18, 19 eingepreßt sind. In diesen Laufbuchsen sind die Wellenzapfen 20, 21 eines Zahnrades 22 gelagert. Der Wellenzapfen 21 dringt über das Gehäuse hinaus und dient zum Antrieb der Zahnradpumpe.

In der Bohrung 15 sind achsgleich zueinander zwei buchsenförmige Lagerkörper 22, 23 angeordnet, in welche Laufbuchsen 24, 25 eingepreßt sind. In diesen Laufbuchsen sind die Wellenzapfen 26, 27 eines Zahnrades 28 gelagert, das mit dem Zahnrad 22 im Außeneingriff kämmt. Die Lagerbüchsen haben an den einander zugewandten Seiten Abflachungen, mit denen sie aneinander anliegen. Jn die Ausnehmung 13 dringt in Höhe der Zahnräder von der einen Seite her eine Bohrung 29 ein, von der anderen Seite achsgleich zu dieser eine Bohrung 30.

Die buchsenförmigen Lagerkörper weisen an ihrem

Außenumfang eine geringe Konizität k auf, die in den Figuren der Zeichnung übertrieben dargestellt ist. Diese Konizität beträgt auf einen Zentimeter der Buchsenlänge etwa 1 bis 3 Hundertstel Millimeter. Die Lagerkörper sind so im Gehäuse angeordnet, daß ihn.¹ Stirnseite mit s dem Durchmesser A dem Deckel zugewandt ist, die Stirnseite mit dem kleineren Durchmesser B den Zahnradseitenflächen. Dadurch ergibt sich gegenüber den parallelen Wandungen der Ausnehmung S3 ein konischer Spalt S.

Bedingt durch ihre Konizität nehmen die Lagerkörper eine leicht nach innen gekippte Stellung ein. Dadurch entsteht insbesondere im Niederdruckbereich zwischen Zahnrad und Lagerkörper ein axialer Spalt /(s. Fig.7). Die Lastaufnahme im Lagerkörper liegt zunächst am äußeren Ende der Wellenzapfen und wandert mit zunehmender Belastung nach innen. Die, zunehmende Verformung des Lagerkörpers wird in dem zunächst auf der Niederdruckseite (Bohrung 29) vorhandenen Spalt zwischen Zahnrad und Lagerkörper aufgefangen. Dabei kann die zunächst nach außen verlagerte Lastaufnahme im Endeffekt zu einer gleichmäßigen Verformung über die ganze Breite der Lagerkörper führen und die bei bisherigen Pumpen der Innenseite der Lagerkörper konzentrierte Verformung herabsetzen. Daraus ergibt sich nicht nur eine wesentliche oder vollständige Verschleißminderung an den Stirnseiten der Lagerkörper, sondern auch eine gleichmäßige Belastung der Laufbuchsen durch die Wellenzapfen.

Wie die F i g. 4 und 5 zeigen, ist es auch möglich, die Lagerkörper — ein solcher mit der Bezeichnung 32 ist in Fig.4 dargestellt — zylindrisch auszubilden. In diesem Fall weist die Ausnehmung 13 des Gehäuses die Konizität k auf. Der Bereich b, in welchem die Zahnräder liegen, ist nicht konisch ausgebildet. Durch den Einbau der zylindrischen Lagerkörper in die konische Gehäuseausnehmung 13' ergibt sich wieder der in F i g. 1 dargestellte Spalt s. Die Wirkung ist genau dieselbe wie oben beschrieben.

Es ist auch möglich, die beiden oben beschriebenen Maßnahmen zu kombinieren. In diesem Fall wären sowohl die Lagerkörper wie auch die Gehäuseausnehmung leicht konisch ausgebildet. Wesentlich ist nur, daß sich in eingebautem Zustand ein Spalt zwischen Lagerkörpern und Gehäuseausnehmung ergibt, wobei die Spaltbreite an den Zahnradflächenseiten am größten ist. Der konische Spalt braucht nicht unbedingt einen geraden d. h. konischen Verlauf zu nehmen. Es ist auch möglich, die Linie gekrümmt auszubilden, z. B. ballig, wesentlich ist lediglich, daß sich zu den Zahnradseitenflächen hin ein erweiternder Spalt ergibt.

Dieser sich erweiternde Spalt braucht sich nicht über die gesamte Lä'ige der Lagerkörper zu erstrecken, er kann beispielsweise von der Mitte des Lagerkörpers ausgehen, während die andere Hälfte zylindrisch ist. Dies zeigt die Fig.8 an einem ballig ausgebildeten Lagerkörper 34. Es sei weiterhin vermerkt, daß sich der konische Spalt nicht um den gesamten Umfang eines Lagerkörpers zu erstrecken braucht. Wichtig ist lediglich, daß der Spalt auf der Niederdruckseite der Maschine ausgebildet ist. Die Niederdruckseite liegt dort, wo sich die Bohrung 29 befindet. Sie ist in den F i g. 2, C, 7, u. 9 mit Nbezeichnet. In diesem Falle genügt es also, am Lagerköfper nur den Bereich abzutragen (konisch oder ballig), welcher der Saugseite zugewandt ist. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt die F i g. 9.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 zeigt diesen Lagerkörper — er ist mit 35 bezeichnet — in eingebautem Zustand. Mit N ist die Niederdruckseite der Maschine bezeichnet. Die F i g. 6 zeigt einen Querschnitt längs der Linie I1I-I1I nach Fig. 1. Sind die Lagerkörper nur über einen Teil ihrer Länge konisch ausgebildet, so haben deren zylindrische Teile gegenüber der sie aufnehmenden Gehäuseausnehmungen Spiel. Wie F i g. 6 noch zeigt, ist zwischen Lagerkörper-Stirnseite und Zahnradseitenfläche ein schräger Spalt s' ausgebildet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor), mit in Lagerkörpern, insbesondere Lagerbuchsen, gelagerten Wellenzapfen von im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, welche Lagerkörper in einer Gehäuseausnehmung der Zahnradmaschine angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gehäuseausnehmung (13) und den Lagerkörpern (16, 17; 22, 23; 32) mindestens auf der Niederdruekseite (N) ein sich in Richtung zu den Zahnradseitenflächen hin erweiternder Spalt (s) gebildet ist

2. Maschine nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (s) durch eine geradlinige (konische) Ausnehmung an den Lagerkörpern und/oder der Gehäuseausnehmung gebildet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (s) durch eine gekrümmte (ballige) Ausnehmung an den Lagerkörpern und/ oder der Gehäuseausnehmung (13) gebildet ist.

4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper an ihrem Außenumfang mindestens über einen Teil ihrer Länge konisch ausgebildet sind, während die die Lagerkörper aufnehmende Gehäuseausnehmung (13) zylindrisch ausgebildet ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper zylindrisch ausgebildet sind, während die die Lagerkörper aufnehmende Gehäuseausnehmung in Richtung zu den Zahnradseitenflächen hin erweitert ist, insbesondere konisch.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (s) nur in einem der Niederdruekseite (N) zugewandten Bereich der Lagerkörper und/oder der Ausnehmung ausgebildet ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Buchsenstirnseiten derart schräg ausgebildet sind, daß sich zur Niederdruekseite (N) hin ein zunehmend erweiternder zweiter Spalt (s') ergibt.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität für den Spalt (s) auf 1 cm Länge zwischen 1 und 3 Hundertstel Millimeter beträgt.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper brillenförmig ausgebildet sind.