DE2650908A1

DE2650908A1 - Innenzahnradmaschine (pumpe oder motor)

Info

Publication number: DE2650908A1
Application number: DE19762650908
Authority: DE
Inventors: Paul Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-11-06
Filing date: 1976-11-06
Publication date: 1978-05-11
Also published as: IT1113779B; GB1554396A; US4161372A

Description

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radial auf dessen Außenfläche wirkt, gegen die radial äußere Laufbahn des Füllkörpers und gegen die Zahnflanken des Stirnrads gedrückt. Der Füllkörper stützt sich radial auf die Zahnköpfe des Ritzels und in Umfangsrichtung auf einen Stützbolzen. Dieser wird durch die seitlichetiDichtscheiben für die Räder oder durch das Gehäuse der Maschine abgestützt. Diese Bauart ist relativ aufwendig und baut sehr voluminös.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Inneηzahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie weniger aufwendig ist, daß ihre Leckverluste kleiner sind, daß die Verzahnungsgenauigkeit nicht so groß sein muß, und daß der Druckanstieg in der Zahnlücke gleichmäßig und schwingungsfrei erfolgt.

Durch die in den ünteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, daß an jeder Seitenflächen des Füllkörpers eine Ausnehmung ausgebildet ist, die im wesentlichen der Kontur des Sichelkörpers folgt und nach außen nur durch einen relativ schmalen, in sich geschlossenen Dichtsteg begrenzt ist. Mit dem Verlauf der Dichtstegbreiten kann der Druckanstieg in den Zahnlücken von Ritzel und Hohlrad so gesteuert werden, daß der Druck überm Drehwinkel ungefähr geradlinig ansteigt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Innenzahnradpumpe; Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1; Figur 3 einen Teilschnitt durch eine Abwandlung.

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Beschreibung der Erfindung

Die Innenzahnradmaschine hat ein Gehäuseteil 10 mit einer mittigen zylindrischen Ausnehmung 11, die durch einen Deckel 12 verschlossen ist. In achsgleichen Bohrungen 13, 14 ist die Welle eines in der Ausnehmung 11 angeordneten Stirnrades 16 gelagert. Das Stirnrad 16 steht im Eingriff mit einem innenverzahnten Hohlrad 17, das in einer in der'Ausnehmung 11 angeordneten Lagerschale 18 gleitend gelagert ist.

Die Breite von Stirnrad und Hohlrad ist geringer als die Breite der Gehäuseausnehmung 11. Dadurch ist Platz geschaffen für zwei Dichtscheiben 20, 21, die seitlich an den Rädern anliegen und sich von deren unterem Teil bis über die Mitte der Welle 15 nach oben erstrecken. Damit liegen die oberen Partien des Hohlrads und des Stirnrads frei in der Ausnehmung 11, welche dort einen Saugraum 22 bildet. Dieser steht über einen Gehäusekanal 23 mit einem nicht dargestellten drucklosen Druckmittelbehälter in Verbindung.

Dort wo die beiden Räder miteinander in Eingriff stehen, mündet ein Gehäusekanal 24, der über eine Ausnehmung 25 in der Dichtplatte 21 Verbindung zu der Stelle des Zahneingriffs hat. Der Gehäusekanal 24 steht mit der Hochdruckleitung in Verbindung.

Oberhalb der Welle 15 ist im Gehäuse 10 eine zylindrische oder kugelige Vertiefung 27 ausgebildet, in welcher mit einem Kugelkopf 28 ein als Hebel ausgebildeter Bolzen 29 gelagert ist, der den freien Raum zwischen dem Hohlrad und dem Stirnrad durchdringt und durch eine Bohrung 30 im Deckel 12 in eine ebenfalls im Deckel 12 ausgebildete Sackbohrung 31 eindringt. Die Lage des Bolzens 29 ist seitlich versetzt zur Räderzentralen A-A der beiden Zahnräder, und zwar nach der Seite hin, auf der die Zahnräder in Eingriff kommen. Die Drehrichtung der Zahnräder ist durch einen Pfeil A in Figur 2 gekennzeichnet. Der Bolzen

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29 hat in seinem im Bereich der Zahnräder liegenden Teil eine Kugelfläche 32, die gegen die Stirnfläche 33 eines sichel^ förmigen Füllkörpers 34 drückt. Dieser ist genau passend in dem sich verengenden Raum zwischen dem Bolzen 29 einerseits und den Zahnköpfen des Stirnrads und des Hohlrads andererseits angeorndet und reicht bis zum Zahneingriff. Die Breite des Füllkörpers entspricht der Breite des Stirn- und des Hohlrads; er liegt über dem größten Teil seiner Erstreckung zwischen den Dichtplatten 20, 21.

An beiden Seitenflächen des Füllkörpers ist eine flache Ausnehmung 35 bzw. 36 ausgebildet, die im wesentlichen der Kontur des Füllkörpers folgt, so daß nach außen hin nur relativ schmale Dichtstege 37, 38 zu den Dichtscheiben hin stehen bleiben,deren Breite in Drehrichtung gesetzmäßig abnimmt. Am Bo^en 29 ist eine Lasche 40 angeordnet, die in den Füllkörper eingreift und ihn an den Bolzen 29 anlegt.

Wie bereits oben erwähnt, dringt der Bolzen 29 in eine im Deckel 12 ausgebildete Bohrung 31 ein, welche senkrecht zur Welle 15 des Stirnrads verläuft. In der Bohrung 31 ist dicht gleitend ein Kolben 4l angeordnet mit einem reduzierten Kolbenteil 42, welcher an einer die Bohrung 31 verschließenden Schraube 43 anliegt. Vom oberen Teil der Bohrung 31 führt ein geknickter Kanal 44 zu einer Ausnehmung 45, welche in der Dichtscheibe 20 angeordnet ist. Von der Ausnehmung 45 erstreckt sich eine Bohrung 46 mit geringerem Durchmesser bis zum Eingriffsspunkt der Zahnräder. Dem Kolben 4l gegenüber wirkt auf den Bolzen 29 eine Druckfeder 47 ein, und zwar über einen Federteller 48. Die Wirkrichtung des Kolbens 4l auf den Bolzen 29 ist aus der Figur 2 zu erkennen. Diese Wirkrichtung verläuft etwa in der Längserstreckung des Füllkörpers 34.

Arbeitet die Innenzahnradmaschine als Pumpe und wird das Stirnrad 16 im Uhrzeigersinn angetrieben, so wird über den Gehäusekanal 23 Druckmittel in den Saugraum 22 angesaugt_?und die Zahn-

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kammern des Stirnrads und des Hohlrads füllen sich mit Druckmittel. Das entlang dem Füllkörper weiter geförderte Druckmittel wird im Bereich des Zahneingriffs verdichtet und über den Gehäusekanal 24 zu einem Verbraucher gefördert. Der auf der Hochdruckseite herrschende Druck gelangt auch über den Kanal in den oberen Teil der Bohrung J>1 , wo der Kolben 4l beaufschlagt wird. Dieser wiederum wirkt auf den als Hebel ausgebildeten Bolzen 29, der den Füllkörper über die Kugelfläche 32 etwa in Umfangs bzw. Drehrichtung belastet und dadurch gegen die Zahnköpfe vom Stirnrad und Hohlrad drückt. Entgegen der Kraft des Kolbens 4l wirkt die Feder 48. Sie hebt den Füllkörper 34 so weit aus dem Spalt zwischen Stirnrad und Hohlrad heraus, bis der Kolbenteil 42 an der Schraube 43 anliegt. Das maximale radiale Spiel zwischen dem Füllkörper und den Zähnen der Räder bei drucklosem Betrieb wird mit Hilfe von Scheiben 50 eingestellt, die unter dem Kopf 43' der Schraube 43 liegen.

Damit der Füllkörper bei Betrieb ohne Druck oder mit sehr niedrigem Druck nicht durch die Reibkräfte der Zahnräder in den Spalt zwischen diesen hineingezogen wird, ist er über die Lasche 40 mit dem Bolzen 29 kraft- oder formschlüssig gekoppelt.

Die Ausnehmungen 35 und 36 am Sichelkörper haben folgenden Zweck: Mit ihnen wird erreicht, daß dasjenige Druckmittel, welches das Druckmittelvolumen in den Zahnlücken vorkomprimieren muß, den Zahnlücken im wesentlichen nicht über die Zahnköpfe sondern über die schmalen Stege 37, 38 am Füllkörper zuströmt. Durch die Wahl der Stegbreite und der Kontur der Ausnehmung 35 ₃ 36 in Umfangsrichtung läßt sich ein stetiger, gleichmäßiger und schwingungsfreier Druckanstieg in der dem Druckraum zulaufenden Zahnlücke erreichen. Damit wird außerdem noch folgendes erreicht. Ein Nachteil bekannter Innenzahnradpumpen mit festem oder beweglichem Füllkörper und axial nachstellbaren Dichtscheiben 20, 21 besteht darin, daß die Seitenflächen der Zahnräder und die Kontaktflächen der Dichtscheiben während des Betriebs verschleissen,

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die Seitenflächen des Füllkörpers dagegen nicht. Die Folge davon ist, daß die Pumpe mehr und mehr undicht wird, weil der seitlich nicht verschlissene Füllkörper ein dichtes Nachstellen der Dichtscheiben gegen die abgenützten Seitenflächen der Räder verhindert. Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Maschine viel vorkomprimierendes Druckmittel über die schmalen Stege 37, 38 seitlich in die Zahnlücken strömt, können Verunreigungen, die im Druckmittel enthalten sind, nun auch die schmalen Dichtleisten in etwa demselben Maße verschleißen, wie das an den oben genannten Seitenflächen der Dichtscheiben der Zahnräder der Fall ist. Dadurch können sich die Dichtscheiben automatisch nachstellen.

Die Breite "der Dichtstege 37% 38 über dem Drehwinkel ist so gewählt^ daß die errechnete Spaltströmung über dem Dichtsteg einem über dem Drehwinkel ungefähr gradlinigen Druckanstieg in den Lücken der zwei Räder ergibt. Wie die Fig. 3 zeigt, '· kann der auf den Bolzen 29 wirkende Kolben ein Kugelkolben 50 sein, der in der Bohrung 31 eines verschiebbaren Zylinderkörpers 52 angeordnet ist. Der Zylinder 52 selbst ist gleitend in der Bohrung 31 geführt.

Aus den oben beschriebenen ist zu erkennen, daß der Füllkörper der Maschine nur durch die Zahnräder und die Dichtscheiben 20, 21 geführt ist.

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Claims

Ansprüche

1.) Innenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit einem im Gehäuse angeordneten innenverzahnten Hohlrad und einem mit diesem kämmenden Stirnrad sowie einem den Raum zwischen Hohlrad und Stirnrad nur teilweise ausfüllenden Füllkörper, der Hoch- und Niederdruckseite voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (34) seitlich zwischen am Hohlrad (17) und Stirnrad (16) anliegenden Dichtplatten (2o, 21) geführt ist und mit seinem dem Druckraum abgewandten (33) Ende an einem den Zwischenraum (22) der Räder durchdringenden, im Gehäuse gelagerten Hebel (29) anliegt, auf dessen eines Ende entgegen der Kraft einer Feder (4?) der Hochdruck der Maschine, insbesondere über einen Kolben, (4l) einwirkt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das maximale radiale Spiel des Füllkörpers zwischen den Zahnköpfen durch eine Hubbegrenzung (50) des Kolbens (¹Il) vorgegeben ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens durch einen Gehäuseanschlag, insbesondere durch eine einstellbare Schraube (43)^begrenzt ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (34) mit Hilfe einer Lasche (40) am Hebel (29) angelenkt ist.

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5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder den Seitenplatten zugewandten Seitenfläche des Füllkörpers eine unter Förderdruck stehende Ausnehmung (35s 36) ausgebildet ist, die etwa der Kontur des Füllkörpers folgt und nach außen nur durch einen schmalen Dichtsteg (37, 38) begrenzt ist.

6. Maschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtsteg in Richtung zum Zahneingriff hin schmäler wird.

7· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,. dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnrad (l6) in Lagerbohrungen (13, 1*1) des Gehäuses gelagert ist und das Hohlrad (17) in einer im Gehäuse angeordneten Lagerschale (l8).oder Lagerbohrung.

8. Maschine nach Anspruch 1 bis "J, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Bolzen (29) wirkende Kolben als Kugelkolben (50) ausgebildet ist, und der zugehörige, leicht austauschbare und an die Zahnradbreite anzupassende Zylinder (51) den oberen Anschlag für den Bolzen (29) .bildet.

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