DE4217160A1

DE4217160A1 - Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor)

Info

Publication number: DE4217160A1
Application number: DE19924217160
Authority: DE
Inventors: Guido Dipl Ing Bredenfeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-05-23
Filing date: 1992-05-23
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2012-05-24
Also published as: DE4217160C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen bekannten Zahn radmaschinen wird während des Doppeleingriffes der Zahnräder das zwischen den jeweiligen Eingriffspunkten in den Zahnkammern einge schlossene Druckmittelvolumen (Quetschöl) bei laufender Drehung einer Kompression mit anschließender Dekompression unterworfen. Die damit verbundene Druckpulsation führt zu einer relativ hohen Ge räuschentwicklung. Um diese Geräuschentwicklung zu reduzieren, ist es bekannt, den bei dieser Druckpulsation resultierenden Quetschöl druck zu begrenzen. Dazu sind in den Dichtelementen (Dichtplatten, Lagerbuchsen bzw. Lagerbrillen) Vorsteuernuten angeordnet, die so ausgelegt sind, daß der Quetschölraum möglichst lange mit der Ab laufseite der Zahnradmaschine verbunden ist. Kompression und Dekom pression des eingeschlossenen Quetschöls finden so nicht im abge schlossenen Volumen statt. Durch die Verbindung des Quetschölraumes über die Vorsteuernut mit der Ablaufseite bzw. dem Ablaufkanal der Zahnradmaschine sinkt der maximal im Quetschölbereich auftretende Druck. Damit sinkt unter sonst gleichen Bedingungen der auftretende Druckgradient (Druckpulsation) und das daraus resultierende bzw. verursachte Geräusch. Diese Ausbildung der Vorsteuernuten führt zu einem "Kurzschluß", bei dem die Hochdruck- und Niederdruckseite der Zahnradmaschine über den Quetschölraum (Dichtbereich der Pumpe) über einen drehzahl- und abmessungsabhängigen Zeitraum miteinander ver bunden werden. Dadurch verschlechtert sich das volumetrische Ver halten bzw. der volumetrische Wirkungsgrad der Zahnradmaschine.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die durch die Druckpulsation im Quetschölbereich (Dichtbereich) verursachte Geräuschentwicklung mit einfachen Maßnahmen verringert wird, ohne daß der volumetrische Wirkungsgrad der Zahnradmaschine wesentlich beeinflußt wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 einen nur teilweise dargestellten Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte Zahnradmaschine, in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein Detail nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 das nur angedeutete Gehäuse einer Zahnrad maschine beschrieben, in dessen Innenraum 11 einander gegenüber liegend ein Zulaufkanal 12 und ein Ablaufkanal 13 münden.

Im Innenraum 11 kämmen zwei Zahnräder 14 und 15 im Außeneingriff miteinander. Die Zahnradmaschine ist in diesem Ausführungsbeispiel als Zahnradpumpe ausgebildet, wobei das Zahnrad 15 auf hier nicht näher dargestellte Weise im Gegenuhrzeigersinn angetrieben ist.

Die Zahnräder 14 und 15 sind mit ihren nicht dargestellten Wellen zapfen in vier Lagerbuchsen gelagert, von denen in Fig. 1 die Lagerbuchsen 16 und 17 dargestellt sind. Die nicht dargestellten gegenüberliegenden Lagerbuchsen sind entsprechend symmetrisch ausge bildet. Diese Lagerbuchsen liegen auf an sich bekannte Weise an den Zahnradseitenflächen dichtend an.

An den aneinander liegenden Flachseiten 18 bzw. 19 der Lagerbuchsen 16 bzw. 17 sind in den Zahnradseitenflächen zugewandten Stirnseiten jeweils einander gegenüberliegende Vertiefungen 20, 21 bzw. 22, 23 ausgebildet, die paarweise eine Vorsteuernut bilden. Die beiden Ver tiefungen 20 und 22 bilden die ablaufseitige Vorsteuernut 24 und die beiden Vertiefungen 21, 23 die zulaufseitige Vorsteuernut 25. Die beiden Vorsteuernuten 24, 25 ragen bis in den Eingriffsbereich der beiden Zahnräder 14, 15 ohne einander zu berühren.

In dem in Fig. 2 vergrößert dargestellten Eingriffsbereich der beiden Zahnräder 14 und 15 befinden sich zwei Zahnpaare im Eingriff und zwar in einem Eingriffspunkt E1 und einem zweiten Eingriffs punkt E2. Diese Eingriffspunkte E1 und E2 liegen auf einer Ein griffslinie E, die - bei an sich bekannten Evolventenverzahnungen - einen Eingriffswinkel von zum Beispiel 20° hat. Zwischen den beiden Eingriffspunkten E1 und E2 wird von den beiden Zahnrädern 14 und 15 ein Druckraum 26 eingeschlossen, dessen Volumen (Quetschöl) sich über den Drehwinkel ändert. Der Druckraum 26 wird beim Einlaufen eines Zahnpaares geschlossen, mit der Drehung verkleinert, bei fortschreitender Drehung vergrößert und beim Auseinanderlaufen des anderen Zahnpaares geöffnet. Dieser Kompressions-/Dekompressionsvor gang ist an sich bekannt und läuft jeweils zwischen zwei im Eingriff befindlichen Zahnpaaren ab.

Im Eingriffsbereich der beiden Zahnräder 14, 15 ist in jeder der Lagerbuchsen (16, 17) eine Vertiefung 27 bzw. 28 ausgebildet. Diese Vertiefungen 27, 28 befinden sich zwischen den beiden Vorsteuernuten 24 und 25, ohne diese zu berühren und sind mit Abstand zur Ein griffslinie E angeordnet. Die Vertiefungen 27, 28 sind in diesem Ausführungsbeispiel als dreieckförmige Vertiefungen ausgebildet, deren Grundlinien etwa parallel zur Eingriffslinie E verlaufen.

Bei der Drehung der Zahnräder 14 und 15 wird das zunächst unkom primierte Ölvolumen (V₀) im Quetschölbereich (Druckraum 26) bis auf ein Minimalvolumen (V_min) komprimiert und anschließend wieder dekomprimiert. Der sich ergebende Volumenquotient (V₀-V_min)/V₀ ist ohne den Einfluß der Vorsteuernuten der daraus resultierenden Druckdifferenz proportional. Der sich aus dem entsprechenden Druckquotienten über die Zeit (Druckpulsation) er gebende Druckgradient ist proportional zum dabei entstehenden Ge räusch. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vertiefungen 27 und 28 im Eingriffsbereich bzw. im Quetschölbereich wird sowohl das zunächst unkompromierte Ölvolumen (V₀) als auch das vollständig komprimierte Volumen (V_min) um das Volumen der Vertiefungen 27 und 28 vergrößert. Damit verkleinert sich aber der Druckquotient (V₀-V_min)/V₀, so daß das verursachte Geräusch aufgrund des gleichfalls verringerten Druckgradienten verringert wird. Aufgrund dieser Geräuschreduzierung können die Vorsteuernuten 24 und 25 so ausgebildet werden, daß kein Kurzschluß - wie zuvor beschrieben - zwischen Hochdruckseite und Niederdruckseite erfolgt. Das volume trische Verhalten bzw. der volumetrische Wirkungsgrad der er findungsgemäßen Zahnradmaschine entspricht dann dem einer nicht geräuschreduzierten Zahnradmaschine.

Die Anordnung und Form der Vertiefungen 27 und 28 ist nicht auf die hier beschriebene Form beschränkt. Es ist auch möglich, die Ver tiefungen in Form von Sacklochbohrungen oder anders geformten Ver tiefungen auszubilden. Um jedoch einen Kurzschluß von der Hochdruck seite zur Niederdruckseite zu vermeiden, ist es notwendig, die Ver tiefung bzw. die Vertiefungen so anzuordnen, daß sie nicht von der Eingriffslinie E geschnitten werden. Die beschriebene Anordnung der Vertiefungen eignet sich sowohl für Zahnradmaschinen mit Lager buchsen, Lagerbrillen als auch für solche mit Dichtplatten.

Claims

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit im Außeneingriff mit einander kämmenden Zahnrädern (14, 15) mit mindestens einem Dicht körper (16, 17), der an den Zahnradseitenflächen anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dichtkörper mindestens eine Vertiefung (27, 28) angeordnet ist, die sich so im Eingriffsbereich der Zahn räder befindet, daß der zwischen den kämmenden Zahnrädern umschlos sene Raum (26) die Vertiefung überstreicht.

2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (27, 28) sacklochartig ausgebildet und zu den Zahnrädern (14, 15) geöffnet ist.

3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (27, 28) mit Abstand zur Eingriffslinie E der Zahnräder (14, 15) angeordnet ist.

4. Zahnradmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Eingriffslinie E je eine Vertiefung (27, 28) an geordnet ist.

5. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dichtkörper eine Lagerbrille der Zahnradmaschine ist.

6. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dichtkörper durch die Lagerbuchsen (16, 17) einer Zahnradmaschine gebildet wird.

7. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß jede der Zahnradseitenflächen eines Zahnrades (14, 15) mit einem Dichtungskörper zusammenwirkt.

8. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vertiefungen (27, 28) dreieckförmig sind.

9. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß im Dichtkörper mindestens eine Vorsteuernut (24, 25) mit Abstand zur Vertiefung (27, 28) angeordnet ist.