DE2533646A1

DE2533646A1 - Hochdruck-zahnradpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2533646A1
Application number: DE19752533646
Authority: DE
Inventors: Otto Eckerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Eckerle Rexroth GmbH and Co KG
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1975-07-28
Publication date: 1977-02-17
Also published as: JPS5653110B2; DE2533646C2; JPS5216008A

Description

Hochdruck-Zahnradpumpe oder -motor.
Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Zahnradpumpe oder -motor mit einem angetriebenen Ritzel, einem mitlauienden, innenverzahnten Hohlrad und einem oder zwei halbsichelförmigen bzw0 einem sichelförmigen Füllstück zwischen Ritzel und Hohlrad0 Bekanntlich unterliegen die Elemente einer Hochdruok-Zahnradpumpe oder eines Hochdruck-Zahnradmotors einem ungleichmäßigen Versohleiß¢ Mitverantwortlich für diese Tatsache sind die auretenden Druckkräfte, die in axialer und radialer Richtung wirken.
Die axialen. Kräfte werden beispielsweise durch eine oder zwei auf der Rückseite in einem bestimmten Druckfeld vom Förderdruck beaufschlagte, axial bewegliche Druckplatten ausgeglichen0 Zum Ausgleich der an den Zahnrädern, besonders am Hohlrad auftretenden radialen Kräfte sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, zOB° aO Das Hohlrad wird mittels eines sogenannten Steuerkolbens gegen das Füllstück und das Ritzel gedrückt.
be Der Befestigungsstift des Füllstücks steht unter der Wirkung von Kompensationskolben, die das Füllstück gegen das Hohlrad und das Ritzel andrücken, Co Die Ritzelwelle wird mit Hilfe je eines auf die lagerzapfen wirkenden Druckkolbens gegen das Füllstück gedrückt.
Alle diese Maßnahmen sind sehr aufwendig, verkomplizieren das Herstellungsverfahren und vergrößern die Abmeesungen der Pumpe bzw. des MotersO Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit dem Problem, den Ausgleich der radial wirkenden Druckkräfte mit wesentlich einfacheren Mitteln als bisher zu bewerkstelligen0 Erfindungagemäß wird bei einer Pumpe bzw0 einem Motor der eingang. erwähnten Gattung das Füllstück mit einem oder mehreren, an das Ritzel und/oder das Hohlrad dichtend anlegbaren Elementen, z.J3. Kolben oder Platten, ausgestattet oder aus zwei gegen die Zahnräder andrückbaren Teilen bzw. Hälften zusammengesetzt, von denen mindestens eines als Dichtelement wirkt.
Das Füllstück übernimmt somit die Aufgaben der bisher erforderlichen Steuerkolben, KompensationskolVen usw. die in Portfall kommen können, wodurch die Pumpe bzw0 der Motor einfacher herzustellen ist kleinere Abmessungen hat und keinerlei besonderer Dichtungen mehr bedarf, Außerdem werden die radialen Veränderungen innerhalb der Pumpe bzw0 des Motors, die durch den Verschleiß, die Wärme und die Viskosität des Fördermediums bedingt sind, ebenso sicher ausgeglichen wie bei den bekannten Pumpen Es ist hierbei völlig belanglos, ob es sich um ein fest oder beweglich eingebautes Füllstück handelt.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird das Dichtelement durch.entsprechende Kompensationskräfte, die innen und außen auf das Dichtelement wirken und gleich oder angenähert gleich sind, dieses schwimmend gelagert und durch eine zusätzliche Kraft, z.30 eine Feder- oder hydraulische Kraft, dichtend gegen das entsprechende Zahnrad angedrückt.
Wäre beispielsweise die von innen auf das Dicht element wirkende Kraft größer als die von außen wirkende Kompensationskraft, so /Zahnrad würde das Dichtelement an das entspredhende stark angepreßt und demgemäß bald verschleißen0 Der Ausgleich der Kompensationskräfte kann durch an sich bekannte Schlitze oder Nuten im Füllstück oder dem Dichtelement erfolgen, Da das Dichtelement schwimmend gelagert ist, ist es nicht erforderlich, daß es in die es aufnehmende Ausnehmung im Füllstück eingepaßt werden muß0 Toleranzfehler bei der Herstellung sind somit bedeutungslOao Auch kinn sich das Dichtelement infolge beim Lauf der Pumpe entstehender Wärme ungehindert ausdehnen, Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit dem Problem der Lagerung des Hohlrades. Bekanntlich versucht das Ritzel beim Anlaufen das schwimmend gelagerte Hohlrad in den Zahneingriff zu ziehen, wodurch das Ritzel einem starken Verschleiß unterworfen wird0 Ausserdem wird der Durchmesser des Hohlrades, gleichgültig ob es hydrostatisch oder hydrodynamisch gelagert ist, kurz nach dem Anlaufen größer, was zu einem Fressen des Hohlrades führen kann.
Um dies zu vermeiden wird das Hohlrad erfindungsgemäß nachgiebig gelagert. Um dies zu ermöglichen, stützt sich das Hohlrad, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung einerseits auf eine im Gehäuse vorgesehene Lagerschale und andererseits auf eine oder mehrere,dieser gegenüberliegende Federn oder federnde Lagerelemente ab. Dies hat den Vorteil, daß der Zahneingriff mit Plankenspiel erfolgt, Die Zahnräder müssen daher nicht mit größter Genauigkeit hergestellt werden0 Weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindunggemäßen Pumpe bzw. des Motors dargestellt sind. Es zeigens Pig, 1 eine Innenläuferzahnradpumpe im Querschnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie II - II in Sigo 1, Fig. 3 das Füllstück in der Draufsicht, Fig. 4 das Füllstück in der Seitenansicht, Fig. 5 eine andere Ausführung des Füllstücks in der Seitenansicht, Fig. 6 das gleiche Füllstück in der Draufsicht, Fig. 7 ein weiterse Füllstück, Pig. 8 ein sichelförmiges Füllstück, Fig. 9 eine mit zwei Füllstücken ausgestattete reversierbare Pumpe und Fig.10 ein zweiteiliges Füllstück.
Gemäß den Figo 1 bis 4 besteht die Pumpe aus einem angetriebenen Ritzel 1, einem mit diesem kämmenden, innenverzahnten Hohlrad 2 und einem halbsichelförmigen Füllstück 3, das sich gegen einen in Bohrungen 4, 5 der Gehäuseteile 6, 7 gelagerten bolzen 8 abstützt Um den Anpreßdruck des Füllstückes gegen den bolzen zu kompensieren, ist das Püllstück 5 an der Anlagefläche mit einem I>ruckfeld 9 in Porm einer Ausnehmung versehen, das über eine Längsbohrung 10 und eine Querbohrung 11 mit der Druckzone der Pumpe in Verbindung steht0 Die Querbohrung dient gleichzeitig als Entlastungs- und Vorfüllbohrung für die Zahnkammern des Hohlrades 2 und des Ritzels lo An der Außenseite des Füllstückes 3 befindet sich eine Ausnehmung 12, in die als Dichtelement eine Platte 13 mit Spiel eingesetzt ist, so daß sie sich bei Wärmeeinfluß in der Längsrichtung ausdehnen kann, Diese Platte steht unter der Wirkung von zwei Blattfedern 14, 15 (Fig. 6), die in Vertiefungen 16, 17 in der Ausnehmung 12 gelagert sind. Um zu gewährleisten, daß die Druckflüssigkeit unter die Platte 13 gelangen kann, befinden sich am Rand der Platte oder der anliegenden Wand der Ausnehmung 12 Nuten 18, 19o Während des Betriebes der Pumpe wird die Platte 13 gegen die Wand 20 der Ausnehmung 12 gedrückt, Um diesen Druck zu kompensieren ist es zweckmäßig, wie dies in Figo 4 gezeigt ist, die innere Kante 21 der Platte abzuschrägen, so daß zwischen Platte 13 und Ausnehmung 12 ein Kanal gebildet wird, in dem sich ein Gegendruck aufbauen Einem. Wie die Fig0 4 zeigt, ist in dem Füllstück eine Bohrung 22 zur Aufnahme des Füllstüokstiftes angeordnetO Die Lagerung des Hohlrades 2 erfolgt einerseits mittels einer in den Gehäusering 23 eingepaßten lagerschale 24 und andererseits durch zwei federnde Elemente 25, 26, die in Ausnehmungen 27, 28 des Gehäuseringes 23 eingesetzt sind und das Hohlrad, insbesondere beim Anlaufen gegen die Lagerschale drücken. Es versteht sich von selbst, daß alle Federelemente 14, 15, 25, 26 auch durch den gleichen Effekt bewirkende, unter Förderdruck stehende Kolben od. dgl. ersetzt werden können.
Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Füllstück 29 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch, daß in einer weiteren Ausnehmung 30 eine Dichtleiste 31 eingesetzt ist, die unter der Wirkung einer Blattfeder 32 beim Anlaufen der Pumpe gegen die Platte 13 gedrückt wird. Ist die Pumpe im betrieb übernimmt diese Aufgabe die Druckflüssigkeit, die über Nuten 33 34 unter die Dichtleiste fließt, Die Dichtleiste 31 hat die Aufgabe, den Raum unter der Platte 13 metallisch abzudichten0 Ein genaues Einpassen der Platte 13 in die sie aufnehmende Ausnehmung ist somit nicht erforderlich0 Bei der Variante nach Fig. 7 weist das Füllstück 35 neben der Platte 13, drrirlan an dem Hohlrad anliegt, eine weitere Platte 36 auf, die ebenfalls unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder dichtend gegen das Ritzel angedrückt wird und schwimmend gelagert ist.
Das in der Figo 8 dargestellte sichelförmige Füllstück 37 ist für eine reversierbare Pumpe bestimmt. Es wird mittels zu beiden Seiten vorgesehenen Zapfen 38 im Pumpengehäuse beweglich oder aber starr befestigt und ist mit zwei äußeren Platten 13, 13t und wahlweise mit zwei inneren Platten 36, 36' ausgestattet. Im Gegensatz hieru weist die reversierbare Pumpe nach Pigo 9 zwei halbsiohelförmige Füllstücke 3, 32 auf, die sich gegen Bolzen 8, 82 abstützen und im übrigen dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Füllstück entsprechen.
Das in der Figo 10 gezeigte Füllstück 39 besteht aus zwei Hälften 40, 41, die sich auf dem Bolzen 8 abstützen, Die beiden Hälften werden durch eine Blattfeder 42 auseinander gedrückt. Um die Druckzone zwischen den beiden Hälften in Richtung Bolzen 8 zu begrenzen, ist eine Bohrung 43 vorgesehen, in die eine durchgehende Dichtungsschnur 44 aus Gummi oder Kunststoff eingesetzt ist

Claims

Patentansprüche: U Hochdruckzahnradpumpe oder -motor mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel, einem mitlauf enden, innenverzahnten Hohlrad und einem oder zwei halbsiohelförmigen bzw0 einem sichelförmigen Püllstück zwischen Ritzel und Hohlrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (3, 29, 35, 37) mit einem oder mehreren, an das Ritzel (1) und/oder das Hohlrad (2) dichtend anlegbaren Elementen, z.B0 Kolben oder Platten (13, 135, 36, 36') ausgestattet ist oder aus zwei gegen die Zahnräder (1, 2) andrückbaren Teilen bzw. Hälften (40, 41) besteht9 von denen mindestens eines als Dichtelement wirkt, 2. Rochdruckzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Kompensationskräfte, die innen und außen auf das Dichtelement (13, 13', 36, 36') wirken und gleich oder angenähert gleich groß sind, dieses schwimmend gelagert ist und durch eine zusätzliche Kraft9 z.B. eine Feder- oder hydraulische Kraft dichtend gegen das entsprechende Zahnrad andrückbar ist.

3o Nochdruckzahnradpumpe oder -mptor nach den Ansprüchen 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abwälzflächen des Füllstückes (3, 29, 35, 37) eine Ausnehmung (12) vorgesehen ist, in der mit Spiel eine den gleichen Außenradius aufweisende Platte (13, 13', 36, 36') oder Kolben eingesetzt ist, die sich auf Federn (14, 15) abstützt und zum eintritt der Druckflüssigkeit in die Ausnehmung mit Nuten (18, 19) ausgestattet ist0 4o Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahneingriff gegenüberliegende Stirnkante im unteren Bereich (21) abgeschrägt ist.

5. Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Püllstück (29) unter der Platte (13) eine weitere Ausnehmung (30) vorgesehen ist, in der eine unter der Wirkung einer Feder (32) stehende, mit Nuten (33, 34) zum Eindringen der Druckflüssigkeit versehene Dichtleiste (31) angeordnet isto 6. Hochdruckzahnradpumpe oder -motor, nach den Ansprüchen 1 u0 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (39) in der Umfangsrichtung geteilt ist.

7. Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hälften (40, 41) des Büllstückes (39) eine Blattfeder (42) und eine mit einem Dichtungsmaterial (44) ausgefüllte Bohrung (43) vorgesehen ist.

8o Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Füllstück (13) auf einem ortsfest angebrachten Bolzen (8) abstützt und die Abstützung durch eine Ausnehmung (9) und in diese mündenden Bohrungen (10, 11) hydraulisch entlastet ist.

9o Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß bei reversierbarer Gestaltung der Pumpe in dem fest oder schwimmend angeordneten sichelförmigen Füllstück (37) vier Kolben bzw.Platten (13, 13', 36, 36') vorgesehen sind, von denen zwei an dem Hohlrad und zwei an dem Ritzel anliegen.

100 Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei reversierbarer Gestaltung der Pumpe zwei halbsichelförmige Füllstücke (3, )') vorgesehen sind, die sich auf einem oder zwei Bolzen (8, 8') abstützen0 11. Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (2) nachgiebig gelagert ist0 12. Hochdruckzahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Hohlrad (2) einerseits auf eine im Gehäuse (23) eingesetzte Lagerschale (24) und andererseits auf einer oder mehreren dieser gegenüberliegenden Federn (25, 26) oder federnden Lagerelemente abstützt.