EP0291722B1

EP0291722B1 - Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor)

Info

Publication number: EP0291722B1
Application number: EP19880106482
Authority: EP
Inventors: Claus Ing. grad. Jöns; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Müller; Rudolf Müller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1991-04-24
Anticipated expiration: 2008-04-22
Also published as: DE3862517D1; DE3716605A1; EP0291722A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Nach der DE-A-24 43 600 ist eine Zahnradmaschine bekannt, bei der die Wellen zweier miteinander kämmender Zahnräder in zylindrischen Lagerkörpern, insbesondere Lagerbuchsen, gelagert sind. Zwischen den Umfangsflächen der Lagerkörper und der jeweils angrenzenden Gehäusewand sind im Hochdruckbereich durch Dichtmittel abgegrenzte Zonen angeordnet, in denen niedriger Druck herrscht, z.B. Saugdruck oder atmosphärischer Druck. Diese Zonen geringen Drucks werden durch je einen Kanal zur Niederdruckseite entlastet. Bei einer Maschine dieser Art werden zwar die Lagerkörper zum Teil entlastet, doch reichen diese Entlastungen nicht aus, insbesondere die Druckwirkungen auf das Gehäuse bzw. die Gehäusewände ausreichend zu verringern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine weitreichende Druckentlastung von Gehäuse und Lagerkörpern erreicht wird, wodurch der Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Maschine weiterhin verbessert werden.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe, in Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, in Figur 3 einen Schnitt längs III-III nach Figur 1, in den Figuren 4 und 5 Einzelteile und in Figur 6 eine geringfügige Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 10, das beidseitig durch Deckel 11, 12 dicht verschlossen ist. Der Innenraum 13 des Gehäuse ist gebildet durch zwei sich überschneidende Bohrungen 14, 15, wodurch sich die Querschnittsform etwa einer Acht ergibt.
Im Gehäuse 10 kämmen zwei Zahnräder 16, 17 im Außeneingriff miteinander. Ihre Wellenzapfen 16A, 16B bzw. 17A, 17B sind in buchsenförmigen Lagerkörpern 19, 20 bzw. 21, 22 gelagert. Anstelle der buchsenförmigen Lagerkörper können auch an sich bekannte brillenförmige Lagerkörper verwendet werden, die sich lediglich dadurch unterscheiden, daß die Teile 19, 21 bzw. 20, 22 einteilig ausgebildet sind. Der Wellenzapfen 17B hat einen Fortsatz 23, der durch eine Bohrung 24 im Deckel nach außen dringt und zum Antrieb der Pumpe dient. In der Bohrung 24 ist ein Wellendichtring 25 angeordnet.
Die Lagerkörper 19 bis 22 werden durch an ihren den Zahnradseitenflächen abgewandte Druckfelder 27, 28 mit ihren zahnradseitigen Stirnseiten in dichtende Berührung mit den Zahnrädern gebracht. Die Druckfelder 27, 28 haben etwa die Form einer Drei und sind gebildet durch jeweils einen Dichtkörper 29 bzw. 30. Ein solcher Dichtkörper ist in Figur 4 vereinfacht dargestellt und ist im übrigen in seiner Form und in seiner Anwendung bekannt und häufig verwendet. Der Schwerpunkt der Flächen der Druckfelder befindet sich auf der Hochdruckseite der Maschine; die Auslaßbohrung der Hochdruckseite ist mit 32 bezeichnet, die Einlaßbohrung mit 33. Diese beiden Bohrungen verlaufen achsgleich zueinander und quer zur Eingriffsachse der Zahnräder und dringen in Höhe derselben in den Gehäuseinnenraum ein.
Der Dichtkörper 29 hat _ wie Figur 5 zeigt _ U-förmigen Querschnitt und ist derart in entsprechende Nuten 34, 35 an den den Zahnrädern abgewandten Stirnseiten der Lagerkörper eingelegt, daß die Bodenfläche 29A am Grund der Nuten anliegt. Damit ergibt sich ein nach außen hin offenes Druckfeld 27, das von der Hochdruckseite her beaufschlagt ist und dadurch die Lagerkörper gegen die Zahnradseitenflächen drückt, und zwar mit Kraftschwerpunkt auf der Hochdruckseite. Die Beaufschlagung der Druckfelder erfolgt über Bohrungen 36, 37, die in den Lagerkörpern parallel zu den Wellenachsen verlaufen, mit der Hochdruckseite in Verbindung stehen und in die Druckfelder münden.
Am Außenumfang aller Lagerkörper verläuft in geringem Abstand zu den Zahnrädern 16, 17 und parallel zu diesen eine Umfangsnut 39 bzw. 40, die von der Hochdruckseite ausgeht, jedoch nicht ganz bis zur Niederdruckseite verläuft _ siehe hierzu insbesondere Figur 2. Dort ist zu erkennen, daß die Umfangsnut noch ein ganzes Stück vor der Mündung der Bohrung 33 in den Innenraum des Gehäuses endet. In jeder dieser Umfangsnut ist eine Dichtung 41 bzw. 42 angeordnet. Durch den Flüssigkeitsdruck auf der Hochdruckseite werden sämtliche Lagerkörper zur Niederdruckseite hin verschoben und kommen dort in metallische Berührung mit der Wandung des Innenraums. Dadurch ergibt sich auf der gegenüberliegenden Seite der Lagerkörper ein Spalt, da diese mit geringem axialem und radialem Spiel im Gehäuseinnenraum angeordnet sind. Wären keine besonderen Maßnahmen getroffen, so würde Druckmittel von der Auslaßbohrung 32 in diesen Spalt eindringen und die Lagerkörper über ihre gesamte Höhe, d.h. bis zu den Zahnrädern hin, beaufschlagen und auf die Gehäusewand eine sehr hohe Reaktionskraft ausüben. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtung 41 und 42 wird dies vermieden, da das unter Hochdruck stehende Druckmittel nun nur noch bis zu diesen Dichtungen entlang der Außenseiten der Lagerkörper hochsteigen kann. Die übrigen Bereiche 47, 48 zwischen den Deckeln und den Dichtungen 41, 42 sind damit druckentlastet und damit auch der Innenraum 13 des Gehäuses. Zweckmäßigerweise können zwischen den Dichtungen 41, 42 und den außenliegenden Teilen der Lagerkörper noch am Außenumfang derselben und ebenfalls parallel zu den Umfangsnuten 39, 40 verlaufende Entlastungsnuten 43, 44 bzw. 45, 46 vorgesehen sein, die zur Niederdruckseite hin verbunden sind. Auf diese Weise kann sich dort infolge durchleckenden Druckmittels kein Druck aufbauen. Hierzu wird insbesondere auf Figur 3 verwiesen, wo zu erkennen ist, daß die Dichtungen 41, 42 zweckmäßigerweise über Kanäle 49, 50, die mit der Hochdruckseite in Verbindung stehen (Auslaßkanal 32), beaufschlagt werden, wodurch ihre Andrückkraft und damit Dichtkraft verbessert wird.
Wie die Figur 6 zeigt, können die Dichtungen 41, 42 auch unmittelbar am zahnradseitigen Ende der Lagerkörper angeordnet sein.
Zur Entlastung des Gehäuseinnenraums ist es auch möglich, den Außenumfang der Lagerkörper zu reduzieren _ siehe hierzu Figur 3, die Eindrehung 53, welche mit der Niederdruckseite verbunden ist. Es ist außerdem möglich, nur an einer deckelseitigen Stirnseite der Lagerkörper ein axial wirkendes Druckfeld anzubringen _ derartige Konstruktionen sind jedoch an sich bekannt.

Claims

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern (16, 17), deren Wellenzapfen in axial und radial geringfügig beweglichen Lagerkörpern (19 bis 22) (Buchsen oder Brillen) gelagert sind, von denen mindestens der oder die Lagerkörper auf einer Seite der Zahnräder durch ein Axialdruckfeld (27, 28) in dichtende Berührung mit den Zahnradseitenflächen gedrückt wird, das durch einen Formdichtkörper (29, 30) bestimmt ist und über einen Kanal (36, 37) von der Hochdruckseite her beaufschlagt ist und der Flächenschwerpunkt des Druckfelds sich auf der Hochdruckseite der Maschine befindet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) am Außenumfang der Lagerkörper (19, 20) nahe den Zahnradseitenflächen ist eine parallel zu den Zahnrädern verlaufende Dichtung (41, 42) angeordnet;

b) die Dichtungen (41, 42) am Außenumfang der Lagerkörper gehen vom Hochdruckbereich (Gehäusebohrung 32) aus, enden aber vor dem Niederdruckbereich (Gehäusebohrung 33);

c) die (seitlichen) Dichtungen (41, 42) an den Lagerkörpern sind über Kanäle (49, 50) mit Hochdruck beaufschlagt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper in ihren den Deckel zugewandten Bereichen (53, 54) im Durchmesser etwas reduziert sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Lagerkörpern außenverlaufende Dichtung (41, 42) direkt an den Zahnradseitenflächen liegt.