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Die
Erfindung befasst sich mit abnehmbaren Gehäuseköpfen für Hydraulikpumpen und Motoren.
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Übliche Motoren
und Pumpen auf der Basis von Zahnrädern weisen einen Körper auf,
welcher zwischen zwei Köpfen
vorgesehen ist und welcher eine innere Welle und eine vorstehende
Welle enthält,
welche parallel sind und zugeordnete kämmende Zahnräder haben,
welche auf die Wellen aufgekeilt sind. Derartige Pumpen und Motoren
werden derart hergestellt, dass die Drehrichtung der Welle während der
Montage nach Maßgabe
der Anforderungen des Endverbrauchers bestimmt wird.
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In
der Praxis zwingt die Herstellung einer hydraulischen Maschine der
vorstehend beschriebenen Art den Hersteller, unterschiedliche Komponenten nach
Maßgabe
des bestimmungsgemäßen Einsatzzweckes
einzusetzen:
eine Pumpe kann in Wirklichkeit rechtsläufig oder linksläufig oder
auch umkehrbar betreibbar sein; ähnlich
kann auch ein Motor dieselben drei Ausgestaltungsformen haben, und
die jeweilige Wahl hängt von
dem Ölstrom
ab.
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Ohne
die Anzahl von Komponenten zu reduzieren, die sich nach Maßgabe des
Endverbrauchers unterscheiden, wurde von Herstellern zur Herstellung von
Pumpen und Motoren in Betracht gezogen, ein kompliziertes Kugelven tilsystem
einzusetzen, welches in einer dicht schließenden Buchse angeordnet ist,
welche in geeigneter Weise derart konturiert ist, dass seine Dichtigkeit
gegenüber Überdrücken an beiden
Flächen
sichergestellt ist. Hierdurch soll ermöglicht werden, dass unter Einsatz
weniger unterschiedlicher Teile bezüglich zu Grundmodellen ein und
dieselbe Maschine derart ausgelegt werden kann, dass sie eine Drehbewegung
in beiden Richtungen ausführen
kann.
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Die
heutzutage bei den meisten Herstellern eingesetzte Vorgehensweise
ist derart gestaltet, dass die für
den Zweirichtungsbetrieb der Maschine bestimmten Komponenten in
dem Körper
der Maschine verwirklicht werden.
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Diese
Lösung
ist nachteilig, wenn es erforderlich ist, auf jene Elemente einzuwirken,
die eine Veränderung
der Betriebsart nach Maßgabe
von neuen Erfordernissen gestatten, die inzwischen aufgetreten sind
(es ist bisher nur in wenigen Anwendungsfällen möglich). Tatsächlich muss
die Maschine vollständig
zerlegt werden, und es müssen
die vorgesehenen Befestigungsmittel gelöst werden, um die Positionierung
des Kugelventils sicherzustellen. Ein Anwender kann kaum eine Maschine
mit gewissen Eigenschaften kaufen und zu einer Maschine umwandeln,
welche unterschiedliche Eigenschaften hat.
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Die
Auslegung der Komponenten, welche die Zweirichtungsfunktion im Inneren
des Körpers
erforderlich macht, macht es für
wenig spezialisierte Bedienungspersonen schwierig, die Arbeiten
zur Demontage, Modifizierung und den anschließenden Wiederzusammenbau der
Maschine durchzuführen.
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In
GB-1 257 92 ist eine hydraulische Zahnradpumpe beschrieben, welche
abnehmbare Köpfe hat.
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In
GB-7 697 63 sind Dichtungen beschrieben, die auf beiden Seiten der
ineinander greifenden Zahnräder
vorgesehen sind.
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Die
Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten Schwierigkeiten
zu überwinden
und die vorstehend genannten Erfordernisse dadurch zu erfüllen, dass
man abnehmbare Köpfe
für Hydraulikpumpen
und Motoren vorsieht, bei denen es einfach ist, Modifikationen durchzuführen, die
zur Änderung von
Betriebscharakteristika erforderlich sind.
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Innerhalb
dieser Zielsetzung soll nach der Erfindung eine Gruppe von Maschinen,
Pumpen und Motoren bereitgestellt werden, welche eine möglichst große Anzahl
von gemeinsamen Bauteilen haben, und die sich nur hinsichtlich einiger
konstruktiver Einzelheiten bei einigen der Teile unterscheiden.
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Ferner
soll nach der Erfindung eine Konstruktion bereitgestellt werden,
die einfach ausgelegt ist, die sich in der Praxis relativ einfach
verwirklichen lässt,
ein betriebszuverlässiges
Arbeiten gestattet und mit relativ niedrigen Kosten darstellbar
ist.
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Diese
und weitere Zielsetzungen werden mit den Abnehmbaren Köpfen für Hydraulikmotoren
und Pumpen nach dem Anspruch 1 erreicht.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von nicht ausschließlich bevorzugten Ausführungsformen
von abnehmbaren Köpfen
für Hydraulikmotoren
und Pumpten nach der Erfindung. In der Zeichnung ist ein nicht beschränkendes
Beispiel der erfindungsgemäßen Auslegung
gezeigt. In der beigefügten
Zeichnung gilt:
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1 ist
eine Schnittansicht längs
zwei senkrechten Ebenen einer Maschine, in welcher die Köpfe nach
der Erfindung passend angebracht sind.
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2 ist
eine Schnittansicht längs
einer im Wesentlichen mittig verlaufenden Ebene einer Maschine,
bei der die Köpfe
nach der Erfindung in passender Weise vorgesehen sind.
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3 ist
eine Seitenansicht einer Maschine, an welcher die Köpfe nach
der Erfindung in passender Weise angebracht sind;
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4 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie IV-IV der 3 einer Maschine, bei der die
Köpfe nach
der Erfindung in passender Weise angebracht sind;
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5 ist
eine Draufsicht eines Deckels nach der Erfindung für eine bevorzugte
Ausführungsform mit
einer internen Rückgewinnung;
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6 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie VI-VI in 5 für eine bevorzugte Ausführungsform mit
interner Rückgewinnung;
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7 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie VII-VII in 5 in einer bevorzugten Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung;
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8 ist
eine Gruppe von perspektivischen Ansichten eines Deckels für eine bevorzugte
Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung;
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9 ist
eine Draufsicht eines Deckels gemäß der Erfindung für eine bevorzugte
Ausführungsform,
welche sowohl für
eine externe Ableitung als auch für eine interne Rückgewinnung
ausgelegt ist;
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10 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie X-X in 9 zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform,
welche sowohl für
eine externe Ableitung als auch für eine interne Rückgewinnung geeignet
ist;
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11 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie XI-XI in 9 zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform,
welche sowohl für
eine externe Ableitung als auch für eine interne Rückgewinnung geeignet
ist;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht des Deckels, welcher mit Zusatzeinrichtungen
für eine bevorzugte
Ausführungsform
vorgesehen ist, welche sowohl für
eine externe Ableitung als auch für eine interne Rückgewinnung
geeignet ist;
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13 ist
eine Gruppe von perspektivischen Ansichten eines Deckels einer bevorzugten
Ausführungsform,
welche sowohl für
eine externe Ableitung als auch für eine interne Rückgewinnung
geeignet ist;
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14 ist
eine Draufsicht auf den Deckel gemäß der Erfindung für eine bevorzugte
Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung
und einem Kugelventil;
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15 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie XV-XV in 14 zur Verdeutlichung einer
bevorzugten Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung und
einem Kugelventil;
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16 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie XVI-XVI in 14 zur Verdeutlichung einer
bevorzugten Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung
und einem Kugelventil;
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17 ist
eine Gruppe von perspektivischen Ansichten des Deckels für eine bevorzugte
Ausführungsform
mit interner Rückgewinnung
und einem Kugelventil;
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18, 19, 20 und 21 sind
Ansichten zur Verdeutlichung von Arbeitszyklen, bei denen eine Drehrichtungsveränderung
bei den Maschinen erforderlich ist, bei denen Köpfe nach der Erfindung zum
Einsatz kommen.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung ist allgemein mit der Bezugsziffer 1 eine Maschine
bezeichnet, welche mit abnehmbaren Köpfen für Hydraulikmotoren und Pumpen
nach der Erfindung versehen ist. Die abnehmbaren Köpfe werden aus
einem Deckel 2 und einer Basis 3 gebildet, welche
starre, an den Wänden
des Körpers,
hier mit Hilfe von Schrauben und Sperrmuttern 5 festgelegt
sind.
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Durch
eine Öffnung 6,
welche in der Basis 3 vorgesehen ist, verläuft die
vorstehende Welle 7 in den Innenraum 4a des Körpers 4,
in welchem das Zahnrad 8, welches auf die vorstehende Welle 7 aufgekeilt
ist, in Kämmeingriff
mit dem Zahnrad 9 ist, welches auf die innere Welle 10 aufgekeilt
ist. Der Körper 4 hat
auf den beiden gegenüberliegenden Flächen zwei
Zugangsleitungen 11 zur Einströmung und Ausströmung des Öls bezüglich des
Raums 4a. Die Leitung, in welcher das Öl unter Hochdruck steht, ist
die mit dem Bezugszeichen 11a versehene Leitung, d. h.
die Leitung, welche den kleinsten Querschnitt hat, während die
Leitung, in welcher das Öl unter
einem niedrigeren Druck steht, mit dem Bezugszeichen 11b versehen
ist und einen größeren Querschnitt
hat.
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Die
beiden Wellen 7 und 9 werden mit Hilfe von stirnseitigen
Buchsen 12 wechselseitig in Position gehalten, welche im
Wesentlichen ähnlich
einer „Ziffer 8'' derart gestaltet sind, dass in
jeder der beiden vorgesehenen Hohlräume eine der beiden Wellen 7, 9 aufgenommen
ist, und sich diese zugleich um ihre eigene Achse drehen können. Der
axiale Abstand zwischen den beiden Buchsen ist im vollständig zusammengebauten
Zustand der Maschine 1 geringfügig größer als die Breite der Zahnräder 8 und 10,
so dass sich diese drehen können.
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Die
Durchgangsöffnung 6 der
Basis 3 hat einen inneren Bereich 13, dessen Durchmesser
in etwa dem Durchmesser der Welle 7 entspricht und derart
beschaffen ausgelegt ist, dass sie diese in Position hält, und
die einen äußeren Bereich 14 hat, welcher
im Durchmesser größer bemessen
ist und derart beschaffen und ausgelegt ist, dass er ein abdichtendes
Ringlager 15 aufnehmen kann, welches ein Austreten von Öl verhindert.
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Ein
Kanal 16 verbindet den Bereich 14 der Öffnung 6 mit
dem Blindhohlraum 17, welcher das Ende der inneren Welle 9 aufnimmt.
Der Kanal 16 bildet einen Öldurchgang, wobei das Öl nach dem
Erreichen der durch den Lagerring 15 gebildeten Grenze
durch diesen Durchgang geht und das andere Ende der Maschine 1 in
dem Deckel 2 erreicht, und dann in den axialen Kanal 18 strömt, welcher
in der Welle 9 vorgesehen ist.
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Der
Deckel 2 hat zwei Hohlräume,
welche mit den Bezugszeichen 19 und 20 versehen
sind und die hinsichtlich der Abmessungen ähnlich wie der Hohlraum 17 der
Basis 3 ausgelegt sind und miteinander mit Hilfe einer
Leitung 21 verbunden sind. Die Abschnitte der Hohlräume 19 und 20,
die dem Bereich zugewandt sind, an dem die Leitung 21 vorgesehen
ist, hat zwei Ausnehmungen, welche mit den Bezugszeichen 19a und 20a jeweils
versehen sind, um das Ausströmen
des Öls
zu erleichtern.
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Wie
aus der Draufsicht zu ersehen ist, hat der Deckel 2 und
die Basis 3 ein Netzwerk von untereinander verbundenen
Schlitzen 22 (wesentlich weniger tief als die Hohlräume 17, 19 und 20),
welche spezielle Dichtungen 23 aufnehmen, welche derart ausgebildet
sind, dass sie die Hohlräume
ausfüllen, die
von dem Netzwerk 22 gebildet werden, so dass ein kleiner
Umfangsbereich ihres Umrisses stehen bleibt, der vorsteht und die
Dichtigkeit sicherstellt, wenn der Deckel 2 und die Basis 3 gegenüber dem Körper 4 festgelegt sind.
Die Dichtung 23 bildet zwei komplementäre Hohlräume 24 und 25,
welche ähnlich
eines Kreissektors mit einem stumpfen Zentrumswinkel konturiert
sind. Im Betriebszustand steht einer der Hohlräume unter Hochdruck und der
andere unter einem niedrigeren Druck.
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Um
zu erreichen, dass das Öl
ablaufen kann, kann der Deckel 2 in einem der beiden komplementären Hohlräume 24 oder 25 eine Öffnung 26 haben, welche
mit dem Boden der Leitung 21 zur Verbindung der Hohlräume 19 und 20 verbunden
ist.
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Wenn
die Öffnung 26 nicht
für den
internen Ablauf des Öls
benutzt wird, kann sie durch einen Stopfen 27 verschlossen
sein. In diesem Fall muss die Öffnung 26 mit
einem Gewinde 26a versehen sein.
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Als
eine Alternative kann ein Ablaufen mit Hilfe eines Kanals 28 auf
der äußeren Wand
des Deckels 2 erzielt werden, welcher in Wechselwirkung mit
dem Hohlraum 19 tritt und von einem Durchgangskanal längs eines
Teils der Verlängerung
gebildet wird. Das Öl
kann von der Maschine 9 über den Kanal 28 nach
Außen
strömen.
Der Kanal 28 kann auch mit einem Gewinde versehen sein.
In diesem Fall kann er einen Gewindestopfen 29 mit einem O-Ring
zum Verschließen
eines Ablaufkanals 28 aufnehmen.
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Nachstehend
wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Auslegung näher erläutert. Wenn
die Maschine 1 als eine Pumpe eingesetzt wird, wird die Welle 7 von
irgendeiner geeigneten Energiequelle von außen her angetrieben. Das Öl, welches
die Pumpe 1 von der Niederdruckleitung 11b erreicht,
erreicht die wechselseitigen in Kämmeingriff stehende Zahnräder 8 und 10.
Die Drehrichtung der Welle 7 ist derart, dass die Zahnräder das Öl in die
Hochdruckleitung 11a drücken.
In axialer Richtung kann das Öl nicht
aus der Pumpe 1 längs
der Welle 7 auf Grund des Lagers des Dichtungsrings austreten,
welcher ein Austreten von Öl
verhindert und der insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 versehen
ist. Das Öl,
welches in Richtung zu der Basis längs der Welle 7 strömt, strömt längs des
Kanals 16 zu dem Deckel zurück, und der Kanal 16 verbindet
den Bereich 14 der Öffnung 6 mit
dem Hohlraum 17. Ferner ist ein axialer Kanal 18 als
weitere Verbindung in der Welle 9 vorgesehen.
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Das Öl kann nach
Maßgabe
von zwei unterschiedlichen Prinzipien abgeleitet werden.
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Eine
Ableitung mit interner Rückgewinnung und
eine Ableitung nach Außen.
Bei einer Ableitung mit interner Rückgewinnung verbindet die Öffnung 26 den
komplementären
Hohlraum 24, welcher an dem Öleinlassbereich vorgesehen
ist, mit der Leitung 21, wodurch ermöglicht wird, dass das Öl einen
Weg zurücklegt,
an dessen Ende es wiederum an dem Einlass 11 ankommt, so
dass wiederum ein Arbeitszyklus eingeleitet werden kann.
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Bei
einer Ableitung nach Außen
ist die gegebenenfalls vorgesehene Öffnung 26 durch den
Stopfen 27 verschlossen, und das Öl kann frei über den Kanal 28 nach
Außen
abströmen.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform,
bei der gesonderte Buchsen 12 mit Kugelventilen eingesetzt
werden, ermöglicht
eine interne Rückführung beim
Ablaufen mit der Öffnung 26,
die durch den Stopfen 27 verschlossen ist, und der Kanal 28 ist durch
den Gewindestopfen 29 mit dem O-Ring verschlossen.
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Die
Maschine 1 ist konstruktiv derart ausgelegt, dass die Drehrichtung
einfach entsprechend den in 6 verdeutlichten
Arbeitsabläufen
verändert
werden kann. Ausgehend beispielsweise von einer rechtsläufigen einseitig
wirkenden Pumpe, ist es erforderlich, die Schrauben 5 zu
lösen,
die Basis 3 abzunehmen und eine der beiden Buchsen 12 und die
beiden Wellen 7 und 9 abzuziehen. Wenn die beiden
Wellen ausgebaut worden sind, kann die Pumpe 1 in umgekehrter
Reihenfolge wieder zusammengesetzt werden. Die dann erhaltene Vorrichtung
kann danach als eine linksgängige,
einseitig wirkende Pumpe betrieben werden.
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In ähnlicher
Weise geht man im Falle eines Motors vor.
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Die
Sitze zum Ausgleichen und Aufnehmen von Dichtungen, sind in den
Basisteilen und im Deckel vorgesehen, und daher bestimmen nur diese Teile
die Drehrichtung und die Bauart des Erzeugnisses. Alle anderen Komponenten,
die Buchsen, Zahnradpaarungen und Körperbauteile sind vereinheitlicht.
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Die
passend auf den Wellen vorgesehenen Dichtringe können nicht den hohen Drücken standhalten,
daher muss die darunter liegende Kammer mit den Unterdruckbereichen
verbunden werden (höchstens
2 oder 3 bar für
Pumpen und 10 – 15
bar für
Motoren).
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Die
Höhe der
Drücke,
der die Vorrichtung durch den Dichtring bei einem Motor standhalten muss,
lässt sich
nur im Hinblick auf den Dichtring für eine Pumpe dadurch verwirklichen,
dass man eine spezielle konturierte Stahlunterlagsscheibe einsetzt, welche
die Dichtlippe abstützt.
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Es
hat sich gezeigt, dass die angestrebten Zielsetzungen erreicht werden.
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Es
sind zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen bei der Erfindung möglich, welche innerhalb des
Schutzumfangs der Ansprüche
liegen.
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Alle
Einzelheiten können
durch andere technische Äquivalente
ersetzt werden. In der Praxis können
die eingesetzten Materialien sowie die Formgebung und Abmessungen
nach Maßgabe
der Erfordernisse gewählt
werden, ohne dass man den Schutzumfang der anliegenden Ansprüche verlässt.
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Offenbarung der italienischen
Patentanmeldung Nr. BO2002A000382.
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Wenn
die technischen Merkmale in irgendeinem der Ansprüche zusätzlich ergänzende Bezugszeichen
tragen, so sind diese nur aus Gründen
des besseren Verständnisses
der Ansprüche
eingefügt und
haben keinerlei beschränkenden
Charakter auf die Auslegung des jeweils mit Hilfe beispielsweise
eines solchen Bezugszeichens ergänzend
konkretisierten Elements.