Zahnradpumpe oder -motor Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe
oder einen Zahnradmotor mit zwei in einem Gehäusehohlraum umlaufenden gleichen Zahnrädern,
von denen das erste mit einer nach außen geführten, ein Drehmoment übertragenden
Welle verbunden, das zweite durch Eingreifen in das erste drehbar ist und bei der
die Wellen beider Zahnräder beiderseits derselben in Lagerkörpern gelagert sind,
welche unter dem Einfluß auf der Außenseite der Lagerkörper angebrachter Druckfelder
in Richtung auf den mit der Hochdruckleitung der Maschine verbundenen Arbeitsraum
gedrückt werden, so daß die Zahnräder angrenzend an diesen Raum dichtend an die
Wände des Gehäusehohlraums herangerückt sind. Diese Druckfelder, die mit der Druckseite
der Maschine in Verbindung stehen, suchen also die Wellen beider Zahnräder in Richtung
auf die Druckseite der Maschine hin zu verschieben. Solche zum Ausgleich des Flüssigkeitsdruckes
dienende Gegendruckfelder sind bisher ausschließlich nach den Kräften bemessen worden,
die vom Flüssigkeitsdruck vom Druckraum her auf die Zahnradwellen ausgeübt werden.Gear Pump or Motor The invention relates to a gear pump
or a gear motor with two identical gear wheels rotating in a housing cavity,
of which the first with an outwardly guided, a torque transmitting
Shaft connected, the second is rotatable by engaging the first and at the
the shafts of both gears are mounted on both sides of the same in bearing bodies,
which under the influence of pressure fields attached to the outside of the bearing body
in the direction of the working space connected to the high pressure line of the machine
be pressed so that the gears adjacent to this space sealingly to the
Walls of the housing cavity are moved up. These print fields that correspond to the print side
are connected to the machine, so look for the shafts of both gears in the direction
to move to the printing side of the machine. Such to compensate for the fluid pressure
serving counter-pressure fields have so far only been dimensioned according to the forces
which are exerted on the gear shafts by the fluid pressure from the pressure chamber.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das von der herausgeführten
Welle des einen Zahnrades übertragene Drehmoment sich in unterschiedlicher Weise
an den beiden Zahnradwellen auswirkt. Durch das Drehmoment erhält die herausgeführte
Zahnradwelle eine nach dem Druckraum zu gerichtete Kraftkomponente, die im gleichen
Sinne wirkt wie das dem Antriebszahnrad zugeordnete Druckfeld. Dagegen wird die
Welle des zweiten sich an ersterem abstützenden Zahnrades vom Druckraum weggedrückt,
so daß eine dem zugeordneten Druckfeld entgegenwirkende Kraftkomponente entsteht.
Zur Entlastung der Zahnradwellen ist es daher erforderlich, diese Kraftkomponenten
mit den vom Flüssigkeitsdruck ausgeübten Kräften vektoriell zu addieren und die
Gegendruckfelder dementsprechend zu bemessen.The invention is based on the knowledge that the led out
Shaft of a gear transmitted torque in different ways
affects the two gear shafts. Due to the torque, the outgoing
Gear shaft a force component directed towards the pressure chamber, which in the same
Senses acts like the pressure field assigned to the drive gear. Against this, the
The shaft of the second gear, which is supported on the first, is pushed away from the pressure chamber,
so that a force component counteracting the associated pressure field arises.
To relieve the gear shafts, it is therefore necessary to use these force components
to add vectorially with the forces exerted by the fluid pressure and the
Correspondingly dimensioned counterpressure fields.
Die Erfindung besteht in Auswertung dieser Erkenntnis darin, daß jeder
der Lagerstellen der Zahnradwellen jeweils ein Druckfeld zugeordnet ist und daß
die einem der Zahnräder zugeordneten Druckfelder, bezogen auf die senkrecht zu der
die Zahnraddrehachsen verbindenden Ebene stehende Symmetrieebene der Maschine, eine
andere Lage und/oder Größe haben als die dem anderen Zahnrad zugeordneten Druckfelder,
so daß die Kraft jedes Druckfeldes mindestens nahezu der nach Größe und Richtung
gebildeten Summe aus der auf jedes Zahnrad einwirkenden Druckkraft des Arbeitsraums
und der Drehantriebskraft zwischen beiden Zahnrädern entspricht.The invention consists in evaluating this knowledge that everyone
the bearing points of the gear shafts are each assigned a pressure field and that
the pressure fields assigned to one of the gears, based on the perpendicular to the
the plane connecting the gearwheel axes of rotation is a plane of symmetry of the machine, a
have a different position and / or size than the pressure fields assigned to the other gear,
so that the force of each pressure field is at least almost that according to size and direction
sum formed from the pressure force of the working space acting on each gear
and corresponds to the rotational driving force between both gears.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 1 bis 3 schematisch
dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g.1 einen Querschnitt durch
eine Zahnradpumpe auf der Höhe der Zahnräder, F i g. 2 einen Querschnitt durch einen
der beiden Lagerkörper und F i g. 3 eine Draufsicht auf die Lagerkörper und die
Zahnräder.An embodiment of the invention is shown in FIG. 1 to 3 schematically
and described below. It shows F i g.1 a cross section through
a gear pump at the level of the gears, F i g. 2 shows a cross section through a
of the two bearing bodies and F i g. 3 is a plan view of the bearing body and the
Gears.
In einem Gehäuse 1 sind zwei gleiche, miteinander im Eingriff stehende
Zahnräder 2 und 3 angeordnet, die in bekannter Weise Flüssigkeit von der Saugseite
4 nach der Druckseite 5 fördern. Der Niederdruckraum 4 erstreckt sich über Gehäuseaussparungen
6, 6' um den überwiegenden Teil des Umfanges der Zahnräder 2, 3 herum, so daß der
Druckraum 5 nur durch eine höchstens über zwei Zahnteilungen erstreckende Gehäusefläche
7, 7' vom Niederdruckraum 4 getrennt ist.In a housing 1 are two identical, mutually engaged
Gears 2 and 3 arranged, the liquid in a known manner from the suction side
4 convey to pressure side 5. The low-pressure chamber 4 extends over housing recesses
6, 6 'around the majority of the circumference of the gears 2, 3, so that the
Pressure chamber 5 only through a housing surface extending at most over two tooth pitches
7, 7 'is separated from the low-pressure chamber 4.
Die Wellen 2', 3' der Zahnräder 2, 3 sind in brillenartigen, in das
Gehäuse 1 eingepaßten Lagerkörpern oder -teilen 8, 8' (s. F i g. 2 und 3) gelagert.
Die Lagerteile 8, 8' sind mit Schlitzen 9, 9' versehen, so daß elastisch federnde
Lagerschalen 10, 10' entstehen. Die Welle 2' des Zahnrades 2 ist einseitig
aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor
verbunden. An jeder Mantelfläche der federnden Lagerschalen 10,10' ist ein durch
einen Rundschnurring 11, 11' begrenztes Druckfeld 12, 12' vorgesehen. Die Druckfelder
12, 12' stehen über Kanäle 13 a, 13, 13' mit
dem Druckraum in Verbindung. Der Kanal 13 a geht von dem Druckraum aus und erstreckt
sich axial durch den Lagerkörper 8 bzw. 8'. Senkrecht zu dem Kanal 13 a zweigt von
diesem der Kanal 13 ab, der zu einer Ausnehmung 14 bzw. 14' in der Mitte
des Lagerkörpers 8 bzw. 8' mündet, die natürlich nach außen abgeschlossen werden
muß. Von dieser Ausnehmung
14 bzw. 14' gehen die Kanäle
13' zu den Druckfeldern ab. Da sich die Sehnurringe 11, 11' innen
an die Wandung in der die Lagerteile 8, 8' aufnehmenden Gehäusesparung abdichtend
anlegen, wird durch die Druckfelder 12,12'. eine ,vom Druck in i. 5 abhängige
Kraft über die federnden Lagerschalen 10, 10' auf die Zähnrädwellen 2', 3`
ausgeübt. Diese Kraft sucht die Bahnräder 2, 3 in Richtung auf den Druckraum 5 hin
zu drücken unel wirkt daher der Kraft des dört eritstehendeä Flüssigkeitsdruckes
entgegen. Da der Druck im Druckraum 5 auf beide Zahnräder in gleicher Weise einwirkt,
müßten eigentlich - wenn nur dieser Flüssigkeitsdruck auszugleichen wäre - beide
Gegendruckfelder 12,12' symmetrisch wirken, d. h. gleich groß sein und unter dem
gleichen Winkele zur Symmetrieachse wirken. Das Druckfeld 12 ist jedoch kleiner
(hat z. B. 19 mm Durchmesser) als das Druckfeld 12' (mit z. B. 22 mm Durchmesser)
und wirkt unter einem flacheren Winkel (z. B.18°) zur Symmetrieachse als das Druckfeld
12' (z. B. 32°). Diese. Unsymmetrie der Druckfelder 12,12' dient zum Ausgleich
der Kräfte, die von dem einseitigen Antrieb an der herausgeführten Welle
2'
ausgeübt werden. Wenn man sich vorstellt, däß-das in- B i g,-2 drgesteljte
Zahnvad 2- entgegen dem Uhrzeigersinn an der Welle 2' angetrieben wird, so entstehen
durch den Widerstand, den das sich abstützende Zahnrad 3 bildet, Kraftkomponenten,
die die Zghnradwelle-2' dem Druckraum hin und die Zahn= radwelle 3' vom Druckraum
5 wegzudrücken sucht. Diese Kraftkomponenten sind gleich, groß, aber entgegengesetzt
gerichtet. Durch die Urasymmetrie der Druckfelder 12 und 12' werden
diese Kraftkomponmten beim] Kräfteausgleich berücksichtigt.The shafts 2 ', 3' of the gears 2, 3 are mounted in glasses-like bearing bodies or parts 8, 8 '(see FIGS. 2 and 3) fitted into the housing 1. The bearing parts 8, 8 'are provided with slots 9, 9' so that elastically resilient bearing shells 10, 10 ' are produced. The shaft 2 'of the gear 2 is led out on one side from the housing 1 and connected to a drive motor, not shown. A pressure field 12, 12 'bounded by an O-ring 11, 11' is provided on each lateral surface of the resilient bearing shells 10, 10 '. The pressure fields 12, 12 ' are connected to the pressure space via channels 13 a, 13, 13'. The channel 13 a starts from the pressure chamber and extends axially through the bearing body 8 or 8 '. Perpendicular to the channel 13 branches off from a channel 13 from that of which opens into a recess 14 or 14 'in the middle of the bearing body 8 and 8', which of course must be closed to the outside. The channels 13 ' lead from this recess 14 or 14 ' to the pressure fields. Since the tendon rings 11, 11 ' on the inside lie against the wall in the housing recess receiving the bearing parts 8, 8' , the pressure fields 12, 12 '. one, from pressure in i. 5 dependent force exerted on the toothed wheel shafts 2 ', 3' via the resilient bearing shells 10, 10 '. This force seeks to push the track wheels 2, 3 in the direction of the pressure chamber 5 and therefore counteracts the force of the fluid pressure there. Since the pressure in the pressure chamber 5 acts on both gears in the same way, if only this fluid pressure were to be compensated, both counterpressure fields 12, 12 'should act symmetrically, ie be of the same size and act at the same angle to the axis of symmetry. However, the pressure field 12 is smaller (e.g. 19 mm in diameter) than the pressure field 12 ' (e.g. 22 mm in diameter) and acts at a shallower angle (e.g. 18 °) to the axis of symmetry than the pressure field 12 ' (e.g. 32 °). These. The asymmetry of the pressure fields 12, 12 'serves to compensate for the forces that are exerted by the one-sided drive on the shaft 2' that is led out. If one imagines that the in-B ig, -2 drgesteljte Zahnvad 2- is driven counterclockwise on the shaft 2 ', then the resistance that the supporting gear 3 forms creates force components which the gearwheel shaft- 2 'towards the pressure chamber and seeks to push the toothed wheel shaft 3' away from the pressure chamber 5 . These force components are equal, large, but directed in opposite directions. Due to the primary asymmetry of the pressure fields 12 and 12 ' , these force components are taken into account in the force balance.