DE68909046T2 - Zahnradmaschine zur Verwendung als Pumpe oder Motor. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradmaschine für die Verwendung als eine Pumpe oder Motor.
• Gegenwärtige Zahnradmaschinen sind dafür bekannt, daß sie ein Maschinengehäuse umfassen, das an seinen axialen Enden durch entsprechende Deckel abgeschlossen ist und im Innern zwei miteinander kämmende Zahnräder aufnimmt. Die Zahnräder sind auf zwei drehbaren Wellen angeordnet, nämlich der treibenden und der getriebenen Welle, die von zwei Buchsen abgestützt werden, die im wesentlichen "8"-förmig sind. Zahnradmaschinen des Kompensationstyps und des Typs mit festgelegtem Spiel sind im Gebrauch. Bei kompensierten Maschinen sind Abdichtungen installiert zwischen den Buchsen und den Deckeln zum Begrenzen eines Raumes, der hydraulisch verbunden ist mit jenem Teil der Maschine, durch welchen Hochdruckfluid strömt. Im Betrieb werden axiale Vorspannungen erzeugt längs der Spielwandungen, begrenzt zwischen den Zahnradseiten und den Buchsen und wirken auf diese letzteren, um kompensiert zu werden durch die Axialvorspannungen, erzeugt zwischen den Deckeln und dem Raum, begrenzt von den Dichtungen. Diese letzteren werden während der Montage der Maschine vorgespannt zum Kompensieren des Spaltes zwischen den Zahnrädern und den Buchsen. Eine Zahnradmaschine des Kompensationstyps ermöglicht demgemäß, daß der Spalt zwischen den Spielwandungen abgebaut wird, erlaubt den axialen Vorspannungen, welche längs diesen letzteren erzeugt werden, ausgeglichen zu werden und führt zu einem höheren volumetrischen Wirkungsgrad für Pumpen und hohem mechanischen Wirkungsgrad für Motoren. Die Maschine hat jedoch bestimmte Nachteile wegen der Dichtungsvorspannung. Diesbezüglich hat das Vorspannen die Tendenz, die Buchsen in Richtung der Zahnräder zu drücken, so daß beim Anlauf der Maschine erhebliche Reibung zwischen den Buchsen und den Zahnrädern vorliegen kann. Für den Betrieb als eine Pumpe muß die Maschine an einen Motor angeschlossen werden (normalerweise Elektromotor), der diese anfängliche Trennreibung überwinden muß und deshalb ein hohes Aniaufdrehmoment aufweisen muß. Infolgedessen muß ein leistungsstarker Motor mit der Pumpe verbunden werden. Es ist offensichtlich, daß mit höherer Motorleistung die Kosten höher sind. Für den Betrieb als ein Motor muß die Maschine mit einer Pumpe verbunden werden, die in der Lage ist, Fluid mit hohem Druck einzuspeisen, um sowohl die erwähnte Reibung zu überwinden als auch die anfängliche Last zu überwinden, die von der benutzerseitigen, mit dem Motor verbundenen Vorrichtung dargestellt wird. In gleicher Weise muß eine leistungsstarke und deshalb teurere Pumpe installiert werden. Bei Maschinen vom Kompensationstyp ist der größte Nachteil deshalb beim Anlauf infolge der Reibung, die zwischen den Spielwandungen existiert.
• Um Axialvorspannungen zu kompensieren, wurden insbesondere zwei unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen. Das französische Patent FR 2.246.188 bezieht sich auf eine Zahnradmaschine in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die mit zwei starren Platten versehen ist, wobei jede axial in Richtung der Buchsen beweglich ist.
• Das französische Patent FR 2.212.861 bezieht sich auf eine Zahnradmaschine, die mit einer flexiblen Platte versehen ist, welche gegen die Buchsen durch komprimierte Federn gedrückt wird.
• Bei Maschinen mit festgelegtem Spiel gibt es keine Kompensation, da keine Dichtungen längs der Räume zwischen den Buchsen und den Deckeln vorgesehen sind, in welche Hochdruckfluid strömt, so daß in diesen Maschinen das Spiel, das längs der Spielwandungen vorliegt, nicht aufgehoben wird. Die Maschinenkomponenten werden bearbeitet, um längs der Spielwandungen nur ein kleines Spiel zu erzeugen. Trotzdem sickert wegen der Axialvorspannungen, die auf die Buchsen im Betrieb wirken, das Fluid längs dieser Spielwandungen. Zwar ist dies einerseits ein Vorteil beim Anlauf, weil es zu niedriger Reibung führt, andererseits ist dies jedoch auch ein ernsthafter Nachteil, indem der Maschinenwirkungsgrad erheblich reduziert wird. Wegen dieser maschinellen Bearbeitung ist die Maschine selbst mit höheren Kosten belastet, und die Vorrichtung (Pumpe oder Motor) stromauf der Maschine muß überdimensioniert werden.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnradmaschine für die Anwendung als eine Pumpe oder Motor zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet, indem sie als eine Maschine mit festgelegtem Spiel beim Anlauf arbeitet, jedoch als Kompensationsmaschine, wenn sie unter normalen Laufbedingungen für einen vorbestimmten Fluiddruck arbeitet.
• Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht durch eine Zahnradmaschine zur Verwendung als eine Pumpe oder Motor, umfassend ein Maschinengehäuse, das an jedem seiner axialen Enden durch einen entsprechenden Deckel abgeschlossen ist und im Innern zwei miteinander kämmende Zahnräder enthält, montiert auf zwei entsprechenden rotierenden Wellen, die von zwei Buchsen abgestützt sind und von denen eine sich zur Außenseite des Maschinengehäuses erstreckt, welche Zahnradmaschine ferner mindestens eine Druckplatte umfaßt, die installiert ist zwischen einem ersten Deckel, der Deckel und dem Maschinengehäuse, welche Platte mit einer ersten hydraulischen Verbindung versehen ist zwischen einer Hochdruckzone des Maschinengehäuses, durchsetzt von Hochdruckfluid, und einem ersten Raum, eingeschlossen zwischen dem ersten Deckel und der Platte durch eine erste vorgespannte Dichtungsbaugruppe und mit einer Fläche im wesentlichen gleich der, die definiert ist auf den Buchsen, auf welche Axialbelastungen während des Betriebes ausgeübt werden, und einem zweiten Raum, eingeschlossen zwischen dem ersten Dekkel der Platte durch eine zweite Dichtungsbaugruppe, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte die Form einer flexiblen Membran hat, wobei die Vorspannung der ersten Dichtungsbaugruppe nicht hinreichend ist, eine Flexion der Platte bei Betriebsbeginn zu bewirken und demgemäß nicht in der Lage ist, das vorbestimmte Spiel zu beeinflussen, das zwischen den Buchsen und den Zahnrädern existiert, so daß ein schneller Anlauf selbst unter Last sichergestellt ist, während mit zunehmendem Fluiddruck das in dem ersten Raum enthaltene Fluid entsprechende Flexion der Platte in Richtung der Buchsen bewirkt, um so allmählich das Spiel zu kompensieren.
• Die vorliegende Erfindung wird verdeutlicht durch die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben, die nachstehend als nicht beschränkend zu verstehendes Beispiel wiedergegeben wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
• Fig. 1 ein Axialschnitt durch eine Zahnradmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
• Fig. 2, 3, und 4 bzw. 5 Schnitte gemäß den Linien II-II, III- III, IV-IV und V-V der Fig. 1 sind.
• In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die gesamte Zahnradmaschine zur Verwendung als eine Pumpe oder Motor. Die Maschine 1 umfaßt ein Maschinengehäuse 2, das an seinen axialen Enden durch entsprechende Deckel 3 bzw. 4 abgeschlossen ist. Eine Membran 5 aus relativ elastischem Material, wie Aluminium, ist zwischen dem Deckel 3 und dem entsprechenden axialen Ende des Maschinengehäuses 2 montiert. Wie später noch deutlich wird, wird für bestimmte Drücke des die Maschine 1 durchströmenden Fluids die Membran 5 in Richtung des Maschinengehäuses 2 ausgelenkt. Innerhalb dieses letzteren wirken zwei miteinander im Eingriff stehende Zahnräder 6 zusammen, die auf den zentralen Abschnitt von zwei drehbaren Wellen 7 angeordnet sind, von denen sich eine durch den Deckel 4 nach außerhalb bezüglich des Maschinengehäuses 2 erstreckt. Die Wellen 7 werden abgestützt von zwei "8"-förmigen Buchsen 8, die sich ebenfalls in dem Maschinengehäuse 2 befinden.
• Wie in Fig. 1 und 5 gezeigt, hat das Maschinengehäuse 2 eine Innenform, welches die perimetrale Form der Baugruppe, gebildet aus den beiden Zahnrädern 6, reproduziert. In dem Maschinengehäuse 2, entsprechend der Eingriffszone zwischen den Zahnrädern 6, umfaßt das Gehäuse 2 auf gegenüberliegenden Seiten zwei Öffnungen 11, nämlich eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung. In Übereinstimmung mit den Öffnungen 11 umfaßt jede Buchse 8 Hohlräume 12, die mit der Innenwandung des Maschinengehäuses 2 entsprechende Fluidkanäle begrenzen. Zur Abstützung der Wellen 7 umfaßt jede Buchse 8 zwei parallele durchgehende Löcher 13, in welchen jeweils eine entsprechende Auskleidung 14 eingefügt ist. Längs der gesamten Länge der Löcher 13 ist eine Ausnehmung 15 vorgesehen, deren Zweck später deutlich wird. Eine der Wellen hat im wesentlichen dieselbe axiale Länge wie das Maschinengehäuse 2, während die andere sich durch ein Loch 16 im Deckel 4 nach außen bezüglich der Maschine 1 erstreckt für den Anschluß an einen elektrischen Motor oder an eine mechanische oder elektromechanische benutzerseitige Vorrichtung, je nachdem, ob die Maschine 1 als Pumpe oder als Motor einzusetzen ist. An jedem der axialen Enden des Maschinengehäuses 2 ist ein umlaufender Sitz 17 für eine im wesentlichen elliptische Haltedichtung 18 vorgesehen. Eine Dichtung 18 steht in Kontakt mit der Innenseite der Membran 5, während die andere in Kontakt steht mit der Innenseite des Deckels 4. Die Maschine 1 wird zusammengefügt durch Anziehen von vier Schrauben 21, von denen nur eine in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Schrauben 21 erstrecken sich nacheinander durch ein Loch 22, ausgebildet im Deckel 3, ein Loch 23, ausgebildet in der Membran 5 und ein Loch 24, ausgebildet im Maschinengehäuse 2 und werden dann in eine Gewindebohrung 25 eingeschraubt, die in dem Dekkel 4 ausgebildet ist. Nach der Montage liegt der Kopf der Schraube 21 an einer Schulter an, die in dem Loch 22 ausgebildet ist.
• Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, umfaßt die Membran 5 zwei durchgehende Löcher 31, die koaxial sind mit den Bohrungen 8 der naheliegenden Buchse 8 und diesen gegenüberliegen. Wie später deutlich wird, wird eine hydraulische Dichtung mechanisch bestimmt zwischen der Buchse 8 und der Membran 5 durch die Wirkung des Fluiddrucks. In der Membran 5 sind auch vier kleine Löcher vorgesehen, von denen zwei mit 36'a und 36"a bezeichnet in einer Linie liegen mit den Kanälen, begrenzt von den Ausnehmungen 12, während die anderen beiden, die mit 36b bezeichnet sind, in einer Linie liegen mit dem Spalt zwischen der Buchse 8 und der Innenwandung des Maschinengehäuses 2. Die ersten beiden Löcher 36'a und 36"a sind symmetrisch bezüglich einer geraden Linie senkrecht zu jener, welche die Löcher 36b verbindet und umgekehrt, wie in Fig. 3 gezeigt.
• Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt der Deckel 3 auf der Membran 5 zugekehrten Seite zwei zylindrische Ausnehmungen 41 koaxial mit den Löchern 31 und in Kommunikation über zwei Löcher 42, die sich von den Ausnehmungen 41 erstrecken und im zentralen Teil des Deckels ineinander übergehen. Eine Gewindebohrung 43 erstreckt sich von der Ausnehmung 41 koaxial mit der kürzeren Welle 7, und in diese wird bei Betrieb als Motor ein Ende eines Austragrohres geschraubt zwecks Drainage, was später deutlich wird. Bei Betrieb als eine Pumpe sitzt in der Bohrung 43 ein Abdichtstopfen. Der Raum, in welchem die Ausnehmungen 41 vorgesehen sind, wird begrenzt von einem umlaufenden Sitz 44, der eine Haltedichtung 45 aufnimmt. Der Sitz 44 und demgemäß die Dichtung 45 haben "8"- Form, welche im wesentlichen die perimere Form der Buchse 8 kopiert. In Übereinstimmung mit den Ausnehmungen 12, die in der Buchse 8 vorgesehen sind und durch die Dichtung 45 reproduziert werden, sind in jener Seite des Deckels 3, die der Membran 5 zugekehrt ist, zwei einander gegenüberliegende umlaufende Sitze 46 für entsprechende Haltedichtungen 47 ausgebildet. Die Gesamtheit, gebildet von den Dichtungen 45 und 47, ist in einem elliptischen Sitz 48 aufgenommen, in welchem eine entsprechende Haltedichtung 51 angeordnet ist, die im wesentlichen die Form der Dichtung 18 reproduziert. Es ist festzuhalten, daß die Sitze 46 einen Teil der Verlängerung des Sitzes 44 verwenden sowie einen Teil der Verlängerung des Sitzes 48. Entsprechende Antiextrosionsdichtungen 52, hergestellt vorzugsweise aus einem starren Material, wie Teflon, sind an die Innenseite der entsprechenden Haltedichtungen 45 und 47 längs der Sitze 44 und 46 gelegt. Fünf Räume 53, 54, 55, 56 und 57 werden demgemäß auf jener Seite des Deckels 3, die der Membran zugekehrt ist, definiert. Der Raum 53 wird begrenzt von der Dichtung 45, die Räume 54 und 55 liegen einander gegenüber im zentralen Teil des Deckels 3 und werden begrenzt durch die Dichtungen 47, und die Räume 56 und 57 liegen einander gegenüber bezüglich des mittleren Teils des Deckels 3 und werden begrenzt von einem Abschnitt der Dichtung 44 und einem Abschnitt der Dichtung 51. Wie später deutlich wird, ist der Raum 53 für hydraulische Kommunikation mit den Löchern 31 in einer Zone, durch welche Niederdruckfluid strömt, wie sich aus der Tatsache ergibt, daß für den Motorbetrieb der Raum 53 mit dem Auslaß über die Bohrung 43 verbunden ist. Über die Löcher 36'a und 36"a stehen die Räume 54 und 55 in hydraulischer Kommunikation mit der Ausnehmung 12 in der Niederdruckzone und mit der Ausnehmung 12 in der Hochdruckzone, entsprechend der Drehrichtung der Wellen 7. Um im Pumpenbetrieb die Drainage des Fluids zu erleichtern, das längs der Löcher 13 in den Buchsen 8 sickert und es zur Saugseite zurückzuführen, ist innerhalb des Raumes 55 oder 54 eine schräge Bohrung 62 (in Fig. 1 und 2 mit gestrichelten Linien gezeigt) vorgesehen, die das Loch 36"a mit der Schnittstelle der Löcher 42 verbindet. Schließlich ist festzuhalten, daß für die Hauptdrainage eine axiale Durchgangsbohrung 64, gestrichelt gezeigt in Fig. 1, in der kürzeren Welle 7 vorgesehen ist. Wenn die Maschine als Motor arbeitet und in Serie geschaltet ist, so daß das Fluid nicht zum Austrag geführt wird, sondern zu einer weiteren benutzerseitigen Vorrichtung, befinden sich die Räume 54 und 55 gleichzeitig in einer Hochdruckzone. Die Räume 56 und 57 sind durch die Löcher 36b verbunden mit einer Hochdruckzone, begrenzt innerhalb des Maschinengehäuses 2.
• Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, befindet sich auf der Seite des Deckels 4, der dem Maschinengehäuse 2 zugekehrt ist, eine Ausnehmung 65 koaxial mit der kürzeren Welle 7. Die Ausnehmung 65 steht in hydraulischer Kommunikation mit einer Dichtungsbaugruppe 67 über eine schräge Bohrung 66. Im Betrieb bestimmt die Wirkung des Fluiddrucks zwischen dem Deckel 4 und der entsprechenden Buchse 8 mechanisch eine hydraulische Abdichtung. Für den Betrieb als Motor gelangt unter Druck stehendes Fluid in das Maschinengehäuse 2 durch einen Einlaß 11 zum Drehen der Zahnräder 6 und Umsetzen hydraulischer Energie in mechanische Energie. Das Fluid wird dann bei niedrigerem Druck durch die andere Öffnung 11 ausgetragen. Irgendwelches Fluid, das längs der Löcher 13 in den Buchsen 8 sickert und speziell zwischen den Auskleidungen 14 und der Wandung der Löcher 13, wird nach außen über Bohrung 43 abgeführt. Diesbezüglich fließt das Fluid, das längs jener Buchse 8, die dem Deckel 3 näherliegt, sickert, nach außen in Richtung der Ausnehmungen 41, welche miteinander kommunizieren (Loch 42) und von denen eine längs der Bohrung 43 vorgesehen ist. Das Fluid, das längs der anderen Buchse 8 sickert, fließt nach außen in Richtung der Ausnehmung 65 und ebenfalls längs Bohrung 16 und aus dieser letzteren durch die Bohrung 66 in die Ausnehmung 65. Aus dieser letzteren fließt das Fluid in Richtung der Bohrung 43 und durch die Bohrung 64, das Loch 31 und die Ausnehmung 41 nacheinander. Sowohl für den Motor als auch für den Pumpenbetrieb kommunizieren die Löcher 36b mit der Maximaldruckzone, welche jene ist, relativ zu der die Zähne des Zahnrades 6 entfernt von den kämmenden Zähnen sind. Bei Betriebsbeginn befindet sich ein Spalt zwischen den Spielwandungen, definiert durch die Seiten der Zähne des Zahnrades 6 und die entsprechenden Seiten der Buchsen 8, weil zeitweilig unabgeglichene axiale Vorspannungen auf diese Seiten der Buchsen 8 einwirken. Die Buchsen 8 bewegen sich demgemäß in Richtung der entsprechenden Deckel 3 und 4 mit dem Ergebnis des Fehlens von Reibung zwischen den Zahnrädern 6 und den Buchsen 8. Infolgedessen beginnen die Zahnräder 6 sofort zu rotieren, selbst dann, wenn der Druck des in das Gehäuse 2 eingespeisten Fluids niedrig ist. An dieser Stufe ist der volumetrische Wirkungsgrad niedrig, weil eine bestimmte Quantität an Fluid längs der Spielwandungen entlangsickert, ohne irgendwelche Arbeit auf die Zahnräder 6 zu übertragen. Die zwischen dem Deckel 3 und der Membran 5 enthaltene Dichtungsbaugruppe umfaßt Dichtungen, die, weil sie von größerer Dicke sind als der Sitz, in dem sie aufgenommen sind, bei der Montage vorgespannt werden. Die Vorspannung, ausgeübt durch diese Dichtungen, wird absorbiert durch die Membran und reicht nicht hin, um die Membran 5 auszulenken. Demgemäß beeinflußt beim Anlauf die Dichtungsvorspannung nicht das Spiel zwischen der Buchse 8 und den Zahnrädern 6 und beeinflußt demgemäß nicht den mechanischen Wirkungsgrad, welcher hoch bleibt. In der Zwischenzeit nimmt eine Quantität des in das Gehäuse 2 eingespeisten Fluids die Räume 56 und 57 ein sowie einen der Räume 54 oder 55, begrenzt zwischen Deckel 3 und Membran 5. Der gesamte Kontaktbereich zwischen Deckel 3 und Membran 5, in welchem Hochdruckfluid vorhanden ist, ist groß und im wesentlichen gleich jener Fläche der Buchse 8, über welcher sich die Axialvorspannungen entwickelten. Der Motorbetrieb ist vom Typ festgelegten Spiels beim Start, jedoch wird mit zunehmendem Druck die Membran 5 in einem Maß ausgelenkt, das abhängt vom Druck und von der Größe der Kompensationsfläche zwischen dem Deckel 3 und der Membran 5. Bei der Auslenkung der Membran 5 nimmt sie den Spalt längs der Spielwandungen auf. Dieser Spalt wird nicht vollständig absorbiert, weil ein Teil des Kompensationsdruckes verwendet wird, um die Reaktion zu überwinden, erzeugt durch das Auslenken der Membran 5. Zusammengefaßt wird eine Maschine geschaffen, bei welcher das Kompensationssystem, erforderlich für das Erhalten eines hohen volumetrischen Wirkungsgrades, nicht den mechanischen Wirkungsgrad beeinträchtigt und so höchsten Gesamtwirkungsgrad sicherstellt. Insbesondere bei sehr niedriger Drehzahl ist der hohe mechanische Wirkungsgrad, erzielt dank der niedrigen Reibungskraft längs der Spielwandungen, sehr wichtig, um den Start der Maschine zu ermöglichen, wenn ein hohes Bremsmoment an der Welle 7 vorliegt.
• Es ist offensichtlich, daß durch Verwendung der Maschine 1 es nicht erforderlich ist, die Pumpe stromauf des Motors zu überdimensionieren, da dieser bei Endlaufbedingungen im wesentlichen den gleichen mechanischen Wirkungsgrad hat wie ein Kompensationsmotor. Offensichtlich kann eine Membran ähnlich der Membran 5 auch zwischen dem Deckel 4 und dem Maschinengehäuse 2 installiert werden. Auch in diesem Falle tritt ein teilweises Kompensieren des Spaltes an der Buchse 8 auf, wenn das Fluid die Membran 5 auslenkt.
• Für den Pumpenbetrieb ist eine Öffnung 11 mit einem Fluidtank verbunden, und die andere Öffnung 11 ist verbunden mit einer Vorrichtung des Benutzers. Beim Anschließen der Welle 7, die sich aus der Maschine 1 herauserstreckt, an die Welle eines beispielsweise elektrischen Motors, wird die mechanische Energie der Motorwelle umgesetzt in hydraulische Energie, indem die Zahnräder 6 Flüssigkeit aus dem Tank saugen und sie der benutzerseitigen Vorrichtung zuführen. Es ist festzuhalten, daß bei Austrag der Flüssigkeit zu der benutzerseitigen Vorrichtung der Druck an der Auslaßöffnung ansteigt und in allen jenen Räumen, die mit ihm kommunizieren, entweder dank des Sickerns längs der Buchsen 8 und des Gehäuses 2, wie zuvor beschrieben, oder durch den Kanal, der in der Auslaßöffnung 11 vorgesehen ist. Es ist auch festzuhalten, daß im Gegensatz zum Motorbetrieb, bei dem eine Drainage nach außen erfolgt, um keine Kompromisse bezüglich der Dichtungsbaugruppe 67 eingehen zu müssen, beim Pumpenbetrieb das Ablauffluid in zweckmäßiger Weise zurückgeführt werden kann durch Zuführen dieses Ablauffluids zu dem Kanal, definiert an der Einlaßöffnung 11. Für den Pumpenbetrieb wird deshalb die Bohrung 43 abgesperrt, und zum Verbessern des Ablaufs ist die Bohrung 62 vorgesehen.
• Im Pumpenbetrieb gibt es wieder einen Spalt längs der Spielwandungen beim Start, und dies reduziert erheblich die Reibung, die der Elektromotor für den Anlauf überwinden muß. Da der Druck allmählich ansteigt, wird die Membran 5 ausgelenkt, um teilweise den Spalt zu kompensieren und teilweise axiale Vorspannungen zu kompensieren, um einen volumetrischen Wirkungsgrad zu erzielen, der wesentlich höher ist als der anfängliche Wert. Demgemäß verhält sich die Pumpe beim Anlauf wie eine Pumpe mit festgelegtem Spiel mit allen zugehörigen Vorteilen, während beim Druckanstieg sie sich wie eine kompensierte Pumpe verhält mit allen davon herrührenden Vorteilen. Es muß unterstrichen werden, daß die Anwendung der Maschine 1 die Notwendigkeit für einen leistungsstarken Motor überwindet, um anfängliche Abreißreibung zu überwinden, wie das bei abgeglichenen Pumpen nach dem Stand der Technik erforderlich ist. Bei hohem Druck ist der volumetrische Pumpwirkungsgrad größer als der von Pumpen mit festgelegtem Spiel nach dem Stand der Technik. Für den Pumpenbetrieb kann auch eine zweite Membran 5 installiert werden, wie bei Bezugnahme auf den Motorbetrieb beschrieben. Es ist festzuhalten, daß zwar die Maschine 1 eine zusätzliche Komponente umfaßt, sie dennoch verringerte Herstellungskosten aufweist, weil keine Präzisionsendbearbeitung erforderlich ist zum Definieren des Spiels längs der Spielwandungen und der Vorspannung zum Anlegen der Dichtungen beim Zusammenspannen während der Montage. Zusätzlich führt die Anwendung der Maschine 1, wie beschrieben, zu einer Einsparung an Bauteilen, die stromauf oder stromab derselben zu installieren sind.
• Schließlich ist offensichtlich, daß Abwandlungen an der beschriebenen und dargestellten Maschine 1 vorgenommen werden können, jedoch ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie sie beansprucht ist, zu verlassen. Insbesondere kann eine entsprechende Membran 5 aus zweckmäßigem Material und zweckmäßiger Dicke in bezug auf den Auslenkdruck bei jedem Deckel 3 und 4 vorgesehen sein. Zusätzlich ist offensichtlich, daß die Maschine 1 reversibel ist, d.h., sie kann arbeiten mit Drehantrieb der Zahnräder 6 in der einen oder anderen Drehrichtung je nach Wahl.

Claims (14)

1. Eine Zahnradmaschine zur Verwendung als eine Pumpe oder Motor, umfassend ein Maschinengehäuse (2), das an jedem seiner axialen Enden durch einen entsprechenden Deckel (3, 4) abgeschlossen ist und im Innern zwei miteinander kämmende Zahnräder (6) enthält, montiert auf zwei entsprechenden rotierenden Wellen (7), die von zwei Buchsen (8) abgestützt sind und von denen eine sich zur Außenseite des Maschinengehäuses erstreckt, welche Zahnradmaschine ferner mindestens eine Druckplatte (5) umfaßt, die installiert ist zwischen einem ersten Deckel (3), der Deckel (3, 4) und dem Maschinengehäuse (2), welche Platte (5) mit einer ersten hydraulischen Verbindung (36'a, 36b) versehen ist zwischen einer Hochdruckzone des Maschinengehäuses (2), durchsetzt von Hochdruckfluid, und einem ersten Raum (56, 57, 54), eingeschlossen zwischen dem ersten Deckel (3) und der Platte (5) durch eine erste vorgespannte Dichtungsbaugruppe (45, 47, 51) und mit einer Fläche im wesentlichen gleich der, die definiert ist auf den Buchsen (8), auf welche Axialbelastungen während des Betriebes ausgeübt werden, und eine zweite hydraulische Verbindung (31, 36"a) zwischen einer Niederdruckzone des Maschinengehäuses (2), durchsetzt von Niederdruckfluid, und einem zweiten Raum (53, 55), eingeschlossen zwischen dem ersten Deckel (3) und der Platte (5) durch eine zweite Dichtungsbaugruppe (45, 47), dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (5) die Form einer flexiblen Membran hat, wobei die Vorspannung der ersten Dichtungsbaugruppe (45, 47, 51) nicht hinreichend ist, eine Flexion der Platte (5) bei Betriebsbeginn zu bewirken und demgemäß nicht in der Lage ist, das vorbestimmte Spiel zu beeinflussen, das zwischen den Buchsen (8) und den Zahnrädern (6) existiert, so daß ein schneller Anlauf selbst unter Last sichergestellt ist, während mit zunehmendem Fluiddruck das in dem ersten Raum (56, 57, 54) enthaltene Fluid eine entsprechende Flexion der Platte (5) in Richtung der Buchsen (8) bewirkt, um so allmählich das Spiel zu kompensieren.

2. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verbindung zwischen der Hochdruckzone und einem ersten Teil (56, 57) des ersten Raums (56, 57, 54) bewirkt wird durch ein erstes Paar von Durchgangslöchern (36b), das in der Membran (5) in Linie mit dem Spalt vorgesehen ist, der zwischen der Buchse (8) und der Innenwandung des Maschinengehäuses (2) existiert.

3. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) mit einem zweiten Paar von Durchgangslöchern (36'a, 36"a) versehen ist, wobei ein erstes Loch (36'a) dieses zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a) angeordnet ist für die hydraulische Verbindung eines zweiten Teils (54) des ersten Raums (56, 57, 54) mit der Hochdruckzone und ein zweites Loch (36"a) des zweiten Paares die hydraulische Verbindung eines ersten Teils (55) des zweiten Raums (53, 55) mit der Niederdruckzone herstellt.

4. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (36b) des ersten Paares in symmetrischer Position bezüglich einer geraden Linie sind, die senkrecht verläuft zu jener, die die Löcher (36'a, 36"a) des zweiten Paares verbindet und umgekehrt.

5. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Teil der Platte (5) zwei dritte Löcher (31) vorgesehen sind, die koaxial sind mit vierten Löchern (13), vorgesehen in der Buchse (8) zur Abstützung der Welle (7), welche dritte Löcher (31) die Niederdruckzone hydraulisch mit einem zweiten Teil (53) des zweiten Raums (53, 55) über die genannten vierten Löcher (13) verbinden.

6. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine entsprechende Ausnehmung (15) längs der vierten Löcher (13) vorgesehen ist zum Ermöglichen des Durchtritts jenes Fluids, das während des Betriebes zwischen den Zahnrädern (6) und den Buchsen (8) in Richtung des zweiten Teils (53) des zweiten Raumes (53, 55) durchsikkert.

7. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Buchse (8) auf entgegengesetzten Seiten ihrer Außenoberfläche zwei Hohlräume (12) umfaßt, die mit der Innenwandung des Maschinengehäuses (2) entsprechende Kanäle begrenzen, wobei einer angeordnet ist für die hydraulische Verbindung der Hochdruckzone mit dem zweiten Teil (54) des ersten Raums (56, 57, 54) über das erste Loch (36'a) des zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a) und der andere angeordnet ist für die hydraulische Verbindung der Niederdruckzone mit dem ersten Teil (55) des zweiten Raums (53, 55) über das zweite Loch (36"a) des zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a).

8. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (53) des zweiten Raums (53, 55) begrenzt wird von einer ersten Dichtung (45) mit einer perimetrischen Form ähnlich der der Buchse (8), wobei innerhalb des zweiten Teils (53) des zweiten Raums (53, 55) zwei erste zylindrische Ausnehmungen (41) vorgesehen sind, koaxial mit den dritten (31) und vierten (13) Löchern und miteinander verbunden über zwei fünfte Löcher (42), die sich von diesen Ausnehmungen (41) wegerstrecken und innerhalb des ersten Deckels (3) schneiden.

9. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite erste Teil (55) des zweiten Raums (53, 55) begrenzt ist durch eine Dichtung (47) mit einer perimetrischen Form im wesentlichen ähnlich, jedoch weiter ausgedehnt als der Hohlraum (12), mit dem er in hydraulischer Kommunikation über das zweite Loch (36"a) des zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a) steht.

10. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (54) des ersten Raums (56, 57, 54) begrenzt wird von einer dritten Dichtung (47) mit einer perimetrischen Form im wesentlichen ähnlich, jedoch ausgedehnter als der Hohlraum (12), mit dem sie in hydraulischer Kommunikation über das erste Loch (36'a) des zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a) steht.

11. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (56, 57) des ersten Raums (56, 57, 54) außen begrenzt wird durch eine vierte Dichtung (51) und innen durch die erste (45), die zweite (47) und die dritte (47) Dichtung.

12. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den Motorbetrieb eine Auslaßöffnung (43) in Übereinstimmung mit einer der Ausnehmungen (41) zur Abfuhr nach außen vorgesehen ist.

13. Eine Zahnradmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für den Pumpenbetrieb das zweite Loch (36"a) des zweiten Paares von Löchern (36'a, 36"a) in Kommunikation steht mit einem siebenten Durchgangsloch (62), vorgesehen in dem ersten Deckel (3) und sich in den Schnittpunkt der fünften Löcher (42) öffnend.

14. Eine Zahnradmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (5) aus Aluminium aufgebaut ist.