DE4303337A1 - Zahnradmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Zahnradmaschine aus der DE-OS 27 05 249 bekannt, bei der die beiden auf einer Antriebswelle angeordneten Zahnräder mittels einer über die gesamte Breite dieser Zahnräder reichenden Verzahnung auf der Antriebswelle befestigt sind. Nachteilig bei dieser bekannten Zahnradmaschine ist, daß in die Antriebswelle eingeleitete Axialkräfte, wie sie z. B. beim Antrieb einer Zahnradmaschine über eine schrägverzahnte Antriebswelle entstehen, über die relativ kleine Stirnfläche der Verzahnung auf ein stirnseitiges Lager übertragen werden. Die dadurch resultierende hohe Flächenpressung verursacht einen hohen Verschleiß in diesem Lager. Außerdem benötigt die bekannte Zahnradmaschine zur Lagerung der Zahnräder auf der Antriebswelle vorteilhafterweise eine mit wenig Radialspiel behaftete und damit in der Herstellung teuere Verzahnung. Wird eine Verzahnung mit Radialspiel verwendet, ergibt dies einen erhöhten Spananfall während der Einlaufzeit der Zahnradmaschine. Das Radialspiel in der Verzahnung verursacht außerdem einen schlechten Wirkungsgrad der bekannten Zahnradmaschine durch erhöhten Verschleiß und Reibarbeit zwischen der Innenverzahnung der Zahnräder und der Außenverzahnung der Antriebswelle.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in die Antriebswelle eingeleitete Axialkräfte über die gesamte Stirnfläche eines angetriebenen Zahnrads auf das stirnseitige Lager der Antriebswelle übertragen wird. Dadurch wird der Verschleiß an diesem Lager vermindert. Besonders vorteilhaft ist außerdem, daß die angetriebenen Zahnräder durch einen Teil ihrer Zahnradbreite auf der Antriebswelle in radialer Richtung geführt werden, wodurch sich bei entsprechender Maßtolerierung zwischen Zahnrad und Antriebswelle eine radialspielfreie Verbindung in einfacher Weise herstellen läßt. Dadurch wird der Verschleiß in der Verzahnung verringert. Da die Verzahnung lediglich zur Übertragung des Antriebsmoments auf die Zahnräder dient, können kostengünstig herstellbare Verzahnungsformen Verwendung finden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Zahnradmaschine möglich. Bei Ausbildung der Zahnradmaschine nach Anspruch 2 werden die beim Betrieb entstehenden hydraulischen Kräfte derart von den Zahnrädern auf die Antriebswelle übertragen, daß dabei keine Kippmomente entstehen, wodurch die Funktion der Zahnradmaschine verbessert wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Duozahnradpumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt in Richtung II-II nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch eine Antriebswelle und Zahnräder in Richtung III-III nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine Duozahnradpumpe 10 hat ein Gehäuse 11, das an den jeweiligen Stirnseiten von einer Grundplatte 12 und einer Stirnplatte 13 abgeschlossen ist. In dem Gehäuse 11 ist eine durchgehende Ausnehmung 14 ausgebildet, in der die Zahnräder 16, 17, 18 und 19 angeordnet sind. Dabei bilden die jeweils miteinander im Außeneingriff befindlichen Zahnräder 16 und 17 sowie 18 und 19 die Zahnradpaare 21 und 22. Die Zahnradpaare 21 und 22 werden durch eine Zwischenplatte 23 getrennt. Es ergeben sich somit zwei getrennte Fördereinheiten mit einem gemeinsamen Saugraum 24 und Druckraum 25. Die Zahnräder 17 und 19 sind auf einer Welle 26 angeordnet, die in Lagerkörpern 27 und 28 gelagert ist. Die angetriebenen Zahnräder 16 und 18 sind mittels einer Verzahnung 30 im Bereich der Zwischenplatte 23 auf einer Antriebswelle 31 drehfest befestigt. Die Antriebswelle 31 wird von einem nicht dargestellten Motor über eine Schrägverzahnung 32 angetrieben und ist in einem grundplattenseitigen Lagerkörper 33 und einem stirnplattenseitigen Lagerkörper 34 gelagert. Eine Dichtung 36 stellt die Abdichtung der Antriebswelle 31 zur Stirnplatte 13 sicher. Die beim Betrieb der Pumpe entstehenden Druckpulsationen können vermindert werden, wenn die Zähnezahl der Verzahnung 30 ein gerades Vielfaches der Zähnezahl der angetriebenen Zahnräder 16 und 18 beträgt, wobei die Zahnradpaare 21 und 22 um eine halbe Zahnteilung gegeneinander versetzt sind. Vorteilhafterweise ist die Verzahnungsbreite b der angetriebenen Zahnräder 16 und 18 auf der Antriebswelle 31 kleiner als deren halbe Zahnradbreite B. Die Maßtolerierung zwischen den angetriebenen Zahnrädern 16 und 18 und der Antriebswelle 31 ist so gewählt, daß sich die angetriebenen Zahnräder 16 und 18 ohne Radialspiel auf der Antriebswelle 31 montieren lassen.

Werden nun die Zahnräder 16 und 18 mit Hilfe der Antriebswelle 31 zum Beispiel im Uhrzeigersinn gedreht, so bewegen sich die komplementären Zahnräder 17 und 19 im Gegenuhrzeigersinn, und ein über den Saugraum 24 angesaugtes Druckmittel wird in den Zahnlücken bei gleichzeitigem Druckaufbau in den Druckraum 25 gefördert. Dabei entstehen über die gesamte Zahnradbreite B gleichmäßig große hydraulische Kräfte f. Diese Kräfte f können durch eine in den Wirkungslinien c der jeweiligen Zahnräder 16 und 18 angreifenden Kräfte F ersetzt werden. Die Wirkungslinien c verlaufen senkrecht zur Zahnradachse in der halben Zahnradbreite B und drücken die angetriebenen Zahnräder 16 und 18 in Richtung des Saugraums 24 auf die Antriebswelle 31. Da die Verzahnungsbreite b kleiner ist als die halbe Zahnradbreite B, wirken die Kräfte F nicht innerhalb der Verzahnungsbreite b, und es entsteht somit keine Verkippung des jeweiligen Zahnrads 16 und 18 gegenüber der Antriebswelle 31. Durch die radialspielfreie Befestigung der angetriebenen Zahnräder 16 und 18 auf der Antriebswelle 31 wird erreicht, daß es zu keiner Relativbewegung zwischen den angetriebenen Zahnrädern 16 und 18 und der Antriebswelle 31 in der Verzahnung 30 kommt, wodurch der Verschleiß vermindert wird. Eine über die schrägverzahnte Antriebswelle 31 eingeleitete axiale Kraft A wird über das angetriebene Zahnrad 16 und dessen gesamte Stirnfläche a auf den grundplattenseitigen Lagerkörper 33 übertragen. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Lagerkörpers 33.

Claims (3)

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei im Außeneingriff miteinander kämmenden, durch eine Zwischenplatte (23) voneinander getrennten Zahnradpaaren (21, 22), deren angetriebene Zahnräder (16, 18) mittels einer Verzahnung (30) auf einer Antriebswelle (31) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsbreite (b) der angetriebenen Zahnräder (16, 18) kleiner ist als deren Zahnradbreite (B).

2. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsbreite (b) der angetriebenen Zahnräder (16, 18) kleiner ist als die halbe Zahnradbreite (B).

3. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl der Verzahnung (30) um ein gerades Vielfaches so groß ist wie die Zähnezahl der angetriebenen Zahnräder (16, 18).