DE1528965A1

DE1528965A1 - Verdraengungsmaschine

Info

Publication number: DE1528965A1
Application number: DE19651528965
Authority: DE
Inventors: Ellwanger Dipl-Ing Hans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1965-08-10
Filing date: 1965-08-10
Publication date: 1969-10-30
Also published as: GB1149279A

Description

4.8.65

Dr. ExpL

Anlage zur

^: ■■■ ■ i

jLQ B EnT B OSC H GMEfI, 7 Stuttgart W,. Breitscheldstrasse

Verdrängermaschine

Die Erfindung bezieht sieh auf ©in© als Pumpa oder Motor ausgebildet© Verdrängermaschine mit, insbesondere zwei, ineinander kämmenden lahnrädern, dsran Wellen, in mit Schmiernuten versehenen Lagerbohrungen von Lagerkörpsrn geführt sind* an deren den Zahnrädern zugewandten Planflächen Ausnehmungen angeordnet sind, di® von di@ Mündung der Lagtrbohrungen umfassenden Ringnuten ausgehend zur Niederdrückst!te der verdrängermaschine führen»

Bei glsitgeiagerten Hochleistungs-Zahnradpumpen- oder Motoren muß der Lagerschmierung besondere Aufmerksamkeit gewlc^fei. mieden, wenn unzulässig hoher Lagerversohleiß oder gas· fc& Festfressen der Zahnradwellen vermieden werden soll. ,

, BAD ORJGJNAL ■ "

-a- T5289&5

Robert Bosch GmbH Λ Wd/Pu R.Nr. 8444

Stuttgart 4.8.65

Es let bekannt, das balm Eingriff zwischen den Zahnflanken zweier im Eingriff befindlicher Zähne einer Verdrängermaschine zusammengepreßte und nicht In die Druckleitung abgeführte Druckmittel, sog. "Quetschul", durch zur Druckseite hin versetzte Nuten im Gehäuseober- und Unterteil zu den Gleitlagerräumen zu führen und zur Lagerschmierung auszunutzen. Dies® Art der Schmierung 1st als Quetschdlschmierung bekannt. Sie hat den Nachteil, daß das in dl® Lager geforderte Druckmittel dem Förderstrom verlorengeht und dazu beiträgt, den Wirkungsgrad teilweise zu mindern. .-■·■-"■

Weiterhin ist es bekannt, in der die Wellen der Zahnräder aufnehmenden Lagerbohrung mehr era ineinanderlisgende Drallnuten anzuordnen und eine von der Niederdruckseite außerhalb des Eingriffsberelehs der Bahnräder ausgehende Bohrung vorzusehen, die parallel zu den Weiienachsen verläuft und durch ein® Qm*- bohrung. zu einem an den Wellenenden liegenden Raum führt, in to auch die Drallnuten münden. Diese endigen am gegenüberliegenden, also den Zahnrädern zugewandten Bohrungsende in einer kleinen Ringnut, von welcher Ausnehmungen ausgehen, die ebenfalls in den Niedfrdruokraum münden.

Die rotierenden Wellen erzeugen im Zusammenwirken mit den Drallnuten einen Druokmltttlumlauf von der Ni©derdruckseite durch dl® genannte Bohrung, die Drallnut@n und die Ausnehmungen zurück zur Niedf^druckseite, der die Lagerschmierung bewerkstelligt. Nachteilig ist bei dieser Ausführung besonders, daß die Drallnuten einen verhältnismäßig großen Bereich der Lagerfläche einnehmen, ä@p für dl® Bildung des hydrodynamischen Schraitrfllms verlorengeht» Daher können äußere Radialkräfte, die ein Verschieben des Antriebsrades in Drallnutrichtung hervorruf®n_B zum vorzeitigen Ausfall der Pumpe« führen* . _;'■■ . \ '■- - ' \ · ^:

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Bosch OrabH . Wd/Fu R,Nr. 8444

^ 4,8.65

ltorner ist β* bekannt, die Lagerstellen einer Pumpe durch eine besonderekleiner· Hilfspumpe, die das Schmiermittel direkt aus der SawgKtltung d«r Hauptpumpe entnimmt» zu versorgen. Das Schmierssittel etrörat, nachdem es die Lagers teilen passiert hat» wieder feitr Saugeelt· der Hauptpumpe zurück* Die Verteuerung dieser Ausführung durch Verwenden einer besonderen Hilfspumpe ist beträchtlich.

Der Erfinder hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Verdränger maschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen» die einfach im A ist» eine besonders wirkungsvolle Schmierung der die Wellen

VerdrSngerkäpef aufnehmenden Lager gewährleistet, ohne den wirkungsgrad der Maschine wesentlich zu beeinträchtigen, und "die auch nach längerer Betriebszeit noch voll funktionsfähig ist,

pitβ wird genas der Erfindung dadurch erreicht, daß an im Gehäuse liegenden Stirnflächen der Zahnradwellen flügelartige Vorrichtungen angeordnet sind, und daß an den den !Zahnrädern abgesandten PlanfiSohen der Lagerkörper Ausnehntungen ausgebildet sind, die von I Ifiederdruokseite bis £u den Längsnuten der Lagerbohrungen

sswecloBäSig ist es, wenn die flügelartigen Vorrichtungen Flügelräder sind, insbesondere die flügelartigen Vorrichtungen i an den Stirnflächen der Zahnradwellen ausgebildet sind.

iin JluefUhrungsbeispiei des Erfindungsgegenstandes ist in der Belohnung wiedergegeben. Sie zeigt in

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Flg. 1 «inen Längsschnitt durch eine Zahnradpuepe,

Pig. 2 einen Schnitt längs der Linie ΣI-II der Fig. 1, Flg. 3 eine perspektivische Ansicht eines Lagerkörpers, Pig* 4 eine Ansicht der Unterseite eines Lagerkörpers, Fig. 5 ein Flügelrad, Fig. 6 ein Wellenende eines Zahnxm FSgS 7 einen Teil der Antriebswelle der Zahnradpumpe.

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Robert Bosch GmbH Wd/Fu R.Hr. 8*4*

Stuttgart *86

Die dargestellte Zahnradpumpe besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10 mit einer im Querschnitt etwa· 8-förmigen Ausnehmung 11 zur Aufnahme von Lagerkörpern 12, 13 und von Zahnrädern 14, 15, deren Wellen 16, 17 in Lagerbohrungen 18, 19 des linken Lagerkörpers 12 und 20,21 des rechten Lagerkörpers*13 gelagert sind. Die den Zahnrädern zugewandte .Planfläche des Lagerkörpers 12 ist mit 12·'· bezeichnet, die diesen abgewandten. Planflache mit 12". Die ent- > sprechenden Flanfläohen am Lagerkörper 13 sind mit IJ' bzw. 12" bezeichnet.

Die beiden Stirnflächen des Gehäuses 10 sind geschliffen und geläppt. Gegen die in Fig. 1 rechte Stirnfläche liegt eine ansehlud'-seitige Gehäusewand 25 und gegen die linke Stirnfläche liegt eine antriebsseitige Gehäusewand 26 jeweils metallisch dichtend an. Diese Kile sind durch licht näher dargestellte Schrauben zusammengenalten. Die Lagerkörper sitzen - in Achsrichtung der ZahnradwClen gesehen - mit nur geringem Spiel im Gehäuse. In der antriebsseitigen Gehäusewand 26 befindet sich eine Bohrung 27V durch die der Antriebszapfen 1?" der Welle 17 ragt. Er ist nach außen hin durch eine Wellendichtung 29 abgedichtet« Sein Durchmesser ist kleiner als derj&er Welle 17, so daß zwischen den beiden Teilen 'eine stirnfläche28 entsteht. Die beiden Stirnflächen der Weile 16 sind mit 16'. bezeichnet, die der Gehäusewand 25 £u3.i«gendft~~ *· >■" Stirnfläche der welle 17 mit 17'. tm Gehäuse 13 sind seitlich der Lagerkörper Ausnehmungen 30,31 ausgebildet, die zu den Singrifistelien der Zahnräder führen und mit nicht dargestellten Druckmittelzu- und Austrittsöffnungen in der Gehäusewand 25 In Ver- ^l bindung stehen.

An den zahnradseitigen Mündungen der Lagerbohrungen 18 - 21 eind Ringnuten ausgebildet. Sie sind am Lagerkörper 12 mit 32 und J&, am Lagerkörper 13 mit 3% und 35 bezeichnet. Von jeder dieser Ringnuten verlauft eine Längsnut entlang der Lagerbohrung bis zu deren* Hündung an der den Zahnrädern abgewandten Planfläche der Lagerkörper/

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jtobert Bosch GmbH Wd/Fu R.Nr. 8444

Stuttgart 4.8.65

Die Längsnut der Lagerbohrung 18 ist mit 36, die der Lagerbohrung mit 37, die der Lagerbohrung 20 mit 38 und die der Längsbohrung 21 mit 39 bezeichnet. Diese Längsnuten sind in der Fig. 1 um 90° ver- * setzt gezeichnet* Sie liegen, wie in Figy 3 dargestellt, auf der entlasteten Seite der Lagerbohrungen.

Weiterhin befinden sich auf den den Zahnrädern zugewandten Planflachen der Lagerkörper Nuten, die von den Ringnuten 32 bis 35 ausgehen und an der.Ausnehmung 31 münden (niederdruckseitigj. Diese Nuten sind am Lagerkörper 12 mit 40 und 4o', am Lagerkörper 13 mit 41 und 4l' laseichnet. Ähnlich ausgebildete Nuten sind an den den Zahnrädern abgewandten Planflächen der Lagerkörper ausgebildet. Sie gehen aus von der Ausnehmung 31* verlaufen jedoch entlang den Mündungen der Lagerbohrungen l8 bis 21 bis zu deren Längsnuten. Sie sind am Lagerkörper 12 mit 42 und 42', am Lagerkörper 13 mit 43 und 43' bezeichnet.

An den Stirnseiten 16⁵,17' der Zahnradwellen 16, 17 und am antrlebs-. seifeigen Teil der zahnradwellen 17 an der Stirnfläche 28 sind flügelartigt Vorrichtungen angeordnet, beispielsweise in Form von FlU^,-rädern 45, wie eines in Fig» 5 dargestellt ist. Das Flügelrad hat gekrümmt© Flügel 45" und kann mit einem Zapfen versehen und in eine Bohrung gin der Stirnseite der Welle eingepreßt sein, es kann aber auch aufgeklebt (ohne Zapfen) oder auf irgendeine andere Art angebracht sein und beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehen. Die Flügel des an der Stirnfläche 28 der Zabnradwelle 17 angeordneten Flügelrades ,sind etwas kürzer als die des dargestellten Flügelrades 45, genügen aber vollauf ihrem Zweck.

Man kann aber auch, wie in Fig. 6 gezeigt, flügelartige Ausnehmungen 46 unmittelbar an den genannten Stirnseiten durch FrSeen oder^? andere zweekmäSige Bearbeitungsverfahren ausbilden. Auch kann es genügen, am Antriebszapfen 17"der Welle 17 lediglich eine Ringnut 50 vorzusehen *- anstelle der Stirnfläche 28 - und in diese einen Ring 51 mit sägezahnähnllehen Erhebungin «inzulegen. Dieser Ring kann aus dehnbarem Material oder naeh Art einte Spriiig* rings hergestellt seineo98 A 4/0 93? -€^

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Stuttgart ■".'■'■ 4.8.65

Pur die Form dieser flügelartigen Ausnehmungen und für ihr Anbringen an den Zahnradwellen sind die verschiedensten Möglichkeiten denkbar. , „

Der Zweck dieser Vorrichtung ist folgender:

Die Drehrichtung der Zahnräder ist so gewählt» daß die Ausnehmung 31 die Saugseite (Niederdruckseite) darstellt. Das angesaugte Druckmittel wird in bekannter Weise zur Druckseite 30 gefördert. Durch Druckaufbau innerhalb des Putnpengehäuses werden die Lagerkörper dichtend an die Zahnräder gedruckt. Ohne besondere Maßnahmen wäre eine ausreichende Schmierung der Zahnradwellen nun nicht möglich.

Die an den Stirnseiten der Wellen angeordneten Flügel 45 bzw. 46 erzeugen in den sie teilweise umgebenden Nuten 42, 42'j43, 43' einen gewissen Unterdruck, so daß dauernd Druckmittel aus den Längenuten 36 - 39 in diese Nuten angesaugt und damit ein ständiger zwangsläufiger Druckmittelumlauf entlang der Längsnuten sichergestellt wird.

■■■""■'." :" * - ."'.".- ' ν -j'-'."'-. ■.■■.■■■"-■ Der Weg dieses zur Schmierung dienenden Druckmittels ist also folgender (siehe Fig. 3): Von der Saugseite - Ausnehmung 31 - wird durch den durch die Fitigelräder erzeugten Unterdruck Druckmittel entlang den Nuten 4o> 40* am Lagerkörper 13 und 41, 4l' am Lagerkörper12 in die Hingnuten 32 « 35 gesaugt. Es gelangt in diesen Ringnuten bis zu den Längsnuten 36 - 39/ von wo es über die Nuten 43,42'j43,43' zur Saugseite zurückströmt*

{ Hieraus ist zu erkennen, da3 dieser Schmierkreislauf unabhängig [ ist vom Unterdruck auf der Saugseite« Die Durchsatzraenge durch die j Lager ist nur von der Drehzahl abhängig. Jedes einzelne Lager erhält frisohee und küh|es Druckmittel von der Saugseite. Das im lager erwärmte und zur! Saugseite wieder zurückgeführte Druckmittel mischt slph dort wieder"mit dem kühlen, frisch e|nströnjendett Druckmittel. Hierduroh erreicht man also nicht nur ein* wirksame, sog. "Saug-

Äondern iiu^Ä* ^^Λ ei«e gute Lagerlcühlungi Der Lager-

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Bosch OmbH Wd/Fu R.Nr. 8444 Äfcuttgart 4,8.65

verschleia bleibt auch nicht suietst deshalb besonders gering, well ' stets frisches, gefiltertes, also von Fremdkörpern freies Druckmittel «ur Schmierung gelangt.

Wlrö dl« dargestellt« Zahnradmasohine als Motor betrieben» so wird unter hohem Drüok stehendes Druckmittel tier Ausnehmung 50 zugeführt. Die Drehrlchtung der Zahnräder ist nun umgekehrt wie beim Purapenbetrieb, Das Druckmittel gelangt zur Ausneiiraung 31 und entspannt ; sich dort (Niederdruokseite). Der Sohmlerkrelslauf bleibt genau derselbe wie obenjbeeohrieben.

Es iet darauf EU achten, daB die Krümmung der.Flügel eines Flügel·* ; rades entgegengesetet verlauf en muß wie beim Betrieb als Pumpe.

Wird eine erflndungegeaäöe Zahnradmasohlne weohselweiee als Pumpe • ' oder als .Motor verwendet» so 1st es sweokmäfilg» kein Flügelrad mit Flügeln «u verwenden» da sie in einer der beiden Dreh-

richtungen nicht wirksam sind. Hler eapfiehlt sieh eine Ausbildung entsprechend der FIg.6. Auch wenn hl* die Wirksamkeit der Saug« iOheierung in einer Drehriohtung ungünstiger ist, reicht sie trotzdem, ide sich geteigt hat« lamer noch aus» vm «Inen befriedigenden |ob»ierfil« in den Lagern zu erreugen.

mm din bisher Ausgeführten geht hervor, daß die Gestaltung der flügel-* Uten Ausnelwungen wffce Möglichkeiten zuläBt. wesentlich 1st dabei »dafl diese durch Rotation der Zahnradwellen einen Unterdruck den sie umgebenden Ausnehmungen *2»%2 V *3**?V*r«*ugen·

iAD ORIGINAL

Claims

Robert Bosch OtobH * Wd/Pu R.Mr. 8444 ^:

Stuttgart ■■ ■ . . 4.8.65 ;

Ansprüche;

Als Pumpe oder Motor ausgebildete Verdrängermaschine mit, insbesondere zwei, ineinander kämmenden Zahnrädern, deren Wellen in mit Schmlexsfehuten versehenen Lagerbohrungen von Lagerkörpern geführt sind, an deren den Zahnrädern zugewandten Planflächen Ausnehmungen angeordnet sind, die von die Mündung der Lagerbohrungen j. umfassenden Ringnuten ausgehend zur Niederdruckseite der Ver-, ' drMngermasohine führen, dadurch gekennzeichnet, daß an im Gehäuse (IO) liegenden Stirnflächen (16*, 17 *, 28) der Zahnradwellen (16,17) flügelartige Vorrichtungen (45,46) angeordnet sind, und da« an den den Zahnrädern abgewandten Planfläohen (12ⁿ,15^if) der Lagerkörper (12,13) Ausnehmungen (42,42* 142,43*) ausgebildet sind, dU' ; von der Nied^rdruckselte (31) bis su den Mngsnuten (36 * 3$) der ' Lagerbohrungen (20,21) führen. · - "^'<-_ l·

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2. VerdrüngermaBchine nach Anspruoh 1, dadurch gekennreiohnet, daß

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die flügelartigen Vorrichtungen Flügelräder (45) sind (Pig· 5)·
3. Verdr&ngermaschine nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet/ daß • die flügelartigen Vorrichtungen unmittelbar an den Stirnflächen (16*,17*,28) der Zahnradwellen ausgebildet sind.

9098Uk/0 93 2

IAD OBIQlNAL

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Robert Böedh m» Wd/Pu^.Mr.

Stuttgart Α·8.65

A. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daduroh ge·

kennzeichnet, daß am Antriebszapfen (17") 4er Zahnradwelle . (16,17) eine Ringnut (50) ausgebildet ist, in die eine flügelartig· Vorrichtung (51) eingesetzt 1st.

BAD ORIGINAL

909844/0932

40 L e e r s e i t e