Stand der TechnikState of the art
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.The invention is based on a gear machine (pump or motor)
according to the genus of the main claim. In such known tooth
wheel machines becomes that during the double meshing of the gears
between the respective points of engagement in the tooth chambers
closed pressure medium volume (squeeze oil) while rotation
subjected to compression with subsequent decompression. The
associated pressure pulsation leads to a relatively high Ge
noise. To reduce this noise, is
it is known the squeeze oil resulting from this pressure pulsation
limit pressure. For this purpose, the sealing elements (sealing plates,
Bearing bushes or bearing glasses) pilot grooves arranged so
are designed so that the pinch oil chamber as long as possible with the Ab
running side of the gear machine is connected. Compression and decom
pression of the trapped pinch oil do not take place in the
closed volume instead. By connecting the pinch oil chamber
via the pilot control groove with the discharge side or the discharge channel of the
Gear machine drops the maximum that occurs in the pinch oil area
Print. This reduces the occurrence under otherwise identical conditions
Pressure gradient (pressure pulsation) and the resulting or
caused noise. This training of the input tax grooves leads to
a "short circuit" in which the high pressure and low pressure side of the
Gear machine over the pinch oil chamber (sealing area of the pump)
ver a speed and dimension-dependent period together
be bound. This worsens the volumetric Ver
hold or the volumetric efficiency of the gear machine.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
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.The gear machine according to the invention with the characteristic note
Painting the main claim has the advantage that the by
caused the pressure pulsation in the pinch oil area (sealing area)
Noise is reduced with simple measures without
that the volumetric efficiency of the gear machine is essential
being affected.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er
geben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous developments of the invention he
result from the subclaims and the description.
Zeichnungdrawing
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.An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description and drawing. The latter shows in Fig. 1 a section only partially shown through a gear machine shown in simplified form, in Fig. 2 an enlarged view of a detail according to Fig. 1st
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
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.
In Fig. 1, 10, the only indicated housing of a gear machine is described, in the interior 11 opposite one another an inlet channel 12 and an outlet channel 13 open.
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.In the interior 11 , two gears 14 and 15 mesh with each other in external engagement. In this exemplary embodiment, the gear machine is designed as a gear pump, the gear 15 being driven in a counterclockwise direction in a manner not shown here.
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.The gears 14 and 15 are journalled with their shafts, not shown, in four bearing bushes, of which the bearing bushes 16 and 17 are shown in FIG. 1. The opposite bearing bushes, not shown, are formed accordingly symmetrically. These bearing bushes lie in a manner known per se on the gear wheel side surfaces.
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.On the flat sides 18 and 19 of the bearing bushes 16 and 17 lying one against the other, recesses 20 , 21 and 22 , 23 , which are opposite one another, are formed in the end faces facing the gearwheel side surfaces, which form a pilot groove in pairs. The two Ver recesses 20 and 22 form the outlet-side pilot groove 24 and the two recesses 21 , 23 the inlet-side pilot groove 25 . The two pilot grooves 24 , 25 protrude into the engagement area of the two gears 14 , 15 without touching each other.
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.In the area of engagement of the two gears 14 and 15 shown enlarged in FIG. 2, two pairs of teeth are in engagement, namely in an engagement point E1 and a second engagement point E2. These engagement points E1 and E2 lie on a handle line E, which - in known involute gears - has a pressure angle of, for example, 20 °. Between the two engagement points E1 and E2, a pressure chamber 26 is enclosed by the two gear wheels 14 and 15 , the volume (pinch oil) of which changes over the angle of rotation. The pressure chamber 26 is closed when one pair of teeth comes in, reduced with the rotation, enlarged with the progress of the rotation and opened when the other pair of teeth diverge. This compression / decompression process is known per se and runs between two engaged pairs of teeth.
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.In the engagement area of the two gear wheels 14 , 15 , a recess 27 or 28 is formed in each of the bearing bushes ( 16 , 17 ). These recesses 27 , 28 are located between the two pilot grooves 24 and 25 without touching them and are arranged at a distance from the handle line E. In this exemplary embodiment, the depressions 27 , 28 are designed as triangular depressions, the base lines of which run approximately parallel to the line of engagement E.
Bei der Drehung der Zahnräder 14 und 15 wird das zunächst unkom
primierte Ölvolumen (V0) im Quetschölbereich (Druckraum 26) bis
auf ein Minimalvolumen (Vmin) komprimiert und anschließend wieder
dekomprimiert. Der sich ergebende Volumenquotient
(V0-Vmin)/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 (Vmin) um das Volumen der Vertiefungen 27 und
28 vergrößert. Damit verkleinert sich aber der Druckquotient
(V0-Vmin)/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.
When the gears 14 and 15 rotate, the initially uncompressed oil volume (V 0 ) in the pinch oil area (pressure chamber 26 ) is compressed to a minimum volume (V min ) and then decompressed again. The resulting volume quotient (V 0 -V min ) / V 0 is proportional to the resulting pressure difference without the influence of the pilot grooves. The pressure gradient resulting from the corresponding pressure quotient over time (pressure pulsation) is proportional to the resulting noise. The inventive design of the depressions 27 and 28 in the engagement area or in the pinch oil area increases both the initially uncompromised oil volume (V 0 ) and the completely compressed volume (V min ) by the volume of the depressions 27 and 28 . This, however, reduces the pressure quotient (V 0 -V min ) / V 0 , so that the noise caused is reduced due to the pressure gradient, which is also reduced. Due to this noise reduction, the pilot grooves 24 and 25 can be designed so that there is no short circuit - as described above - between the high pressure side and the low pressure side. The volume tric behavior or the volumetric efficiency of the gear machine according to the invention then corresponds to that of a non-noise-reduced gear machine.
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.The arrangement and shape of the recesses 27 and 28 is not limited to the shape described here. It is also possible to form the depressions in the form of blind holes or other shaped depressions. However, in order to avoid a short circuit from the high pressure side to the low pressure side, it is necessary to arrange the recess or the recesses in such a way that they are not cut by the line of engagement E. The arrangement of the wells described is suitable for gear machines with bearing bushings, bearing glasses as well as for those with sealing plates.