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WO2018153606A1 - Zahnradmaschine und verfahren zum betreiben einer zahnradmaschine - Google Patents

Zahnradmaschine und verfahren zum betreiben einer zahnradmaschine Download PDF

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Publication number
WO2018153606A1
WO2018153606A1 PCT/EP2018/051698 EP2018051698W WO2018153606A1 WO 2018153606 A1 WO2018153606 A1 WO 2018153606A1 EP 2018051698 W EP2018051698 W EP 2018051698W WO 2018153606 A1 WO2018153606 A1 WO 2018153606A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
piston
housing cover
recess
gear machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/051698
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jakob Branczeisz
Matthias RIEDLE
Guido Bredenfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2018153606A1 publication Critical patent/WO2018153606A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps

Definitions

  • the invention relates to a gear machine.
  • the invention further relates to a method for operating a gear machine.
  • Gear end face and a corresponding counterpart such as a bearing bush or thrust washer formed.
  • a bearing bush or thrust washer formed.
  • Force compensation with a balance of forces between the inner and outer field is set.
  • the aim is to press the two bearing partners together via an axial force.
  • This axial compensation can take place according to the operating state of the pump as follows.
  • the pump In a first operating state, the pump is starting up.
  • the bearing bushes / glands have seals on the opposite side to the thrust bearing.
  • This seal is an axial field seal, of which one per pump side is provided. These seals separate on the one hand in operation, the high pressure side of the
  • the seals are biased in their grooves and can press the bearing bush / goggles directly or via the bushing / goggles a thrust washer against the gear end face at the start of the pump.
  • the pump In a second operating state, the pump is in operation and promotes against an operating pressure.
  • a defined pressure field is established via the aforementioned axial field seal Thrust bearing constructed / delimited. This pressure field generates in addition to the bias from the axial field seal an axial force on the thrust bearing.
  • Aggressive media such as Ethanol, cyclopentane, refrigerants, or the like, can chemically decompose the structure of the axial field gasket, particularly the elastomer, or cause the gaskets to swell or harden. Such a damaged seal can not fully apply the required axial force during startup and / or operation, resulting in increased leakage in the
  • the axial field seal In addition to the delimitation of the axial field, the axial field seal also takes over a separation of the high-pressure region from the low-pressure region. In the area of an engine bore or on its contour, this seal is realized via lugs on the axial field seal.
  • Low viscosity media e.g. ORC media
  • assembly errors e.g. a squeezed seal or a defect in an external shape of the seal can unintentionally lead to leaks and thus also to a loss of efficiency.
  • DE 199 24 057 AI discloses a gear machine with a housing having an interior, in which at least one gear arrangement is arranged, which has at least two meshing with each other in external engagement gears on the axial seal on a first gear end face at least a first axially sliding component and on a second
  • the present invention provides a gear machine having a housing having an internal space in which at least one gear arrangement having at least first and second gears meshing with each other in external engagement, the first gear and the second gear being provided by means of a gear Bearing glasses are mounted, wherein for the axial compensation of a formed between the bearing glasses and the gear arrangement gap an axial force can be applied by at least one piston on the bearing goggles.
  • the present invention further provides a method of operating a gear machine.
  • the method includes providing a housing having an interior.
  • the method includes providing at least one gear assembly disposed within the housing having at least a first and a second gear meshing with each other in external engagement.
  • the method further includes supporting the first gear and the second gear by means of bearing glasses.
  • the method further comprises applying an axial force by at least one piston to the gear assembly for axially compensating a gap formed between the bearing gland and the gear assembly.
  • One idea of the present invention is to replace the axial compensation implemented via a pressure field in conjunction with the axial field seal or to relocate it to other geometry elements such as the pressurizable piston. Due to the elimination of the axial field seal or the provision of the
  • the gear machine is much more resistant to aggressive media such as ORC media.
  • the tooth arrangement can always be acted upon over the life of the gear machine with a definable pressure.
  • the first gear is mounted on or integral with a first shaft, which is guided to the outside and sealed by a shaft seal
  • the second gear is mounted on a second shaft or formed integrally therewith, wherein the piston is arranged in a housing cover of the gear machine and pressurizable, and wherein the piston in a in the
  • Housing cover of the gear machine formed first recess is arranged axially movable. Thus, a definable force can be applied to the gear assembly by the first piston.
  • the first shaft has a first shaft section arranged adjacent to a first end face of the first gear and a second shaft section arranged adjacent to a second end face of the first gear, the second shaft being adjacent to a first end face of the first shaft second
  • the bearing glasses are preferably formed of a material having tribologically advantageous properties.
  • the bearing glasses may be formed of any suitable material while the
  • Bushings are formed of a material having tribologically advantageous properties.
  • the piston has at an axial end portion to a central longitudinal axis of the piston substantially concentrically arranged second recess, wherein in the formed in the housing cover of the gear machine first recess, a first Axial foundedfeder is arranged, which is located on a a first axial end portion on a wall surface of the housing cover and a second axial end portion on a wall surface of the second
  • both a spring force and a fluid pressure can thus advantageously be applied to the first piston.
  • the piston in a drive-side first housing cover, which has an opening for receiving the shaft of the gear machine, or in a, opposite to the drive-side first housing cover, second
  • Housing cover is arranged.
  • An arrangement of the piston can thus be formed according to respective structural or systemic requirements.
  • the first recess of the housing cover has an opening, which for
  • the pressure of the high-pressure area generated by the gear machine can be advantageously used for pressurizing the piston.
  • the pressure supply does not have to be provided separately.
  • Actuation of the piston with a fluid pressure is feasible.
  • the piston and a further piston are arranged, wherein the piston axially movable in a formed in the housing cover of the gear machine first recess and the further piston in a formed in the housing cover of the gear machine third recess are arranged.
  • the bearing glasses may be formed of any suitable material, while the bearing bushes are formed of a material having tribologically advantageous properties.
  • Housing cover for supplying pressure to the piston and the other piston fluidly communicate with a supply line from a high pressure region of the gear machine, in particular the gear pump, wherein the first recess of the housing cover and the third recess of the
  • Housing cover are fluidly connected by an opening. Consequently can be used to pressurize the first and further piston advantageously the pressure generated by the gear machine of the high pressure area.
  • the pressure supply does not have to be separate
  • the piston has at an axial end portion to a central longitudinal axis of the piston substantially concentrically arranged second recess, wherein in the formed in the housing cover of the gear machine first recess, a first Axial foundedfeder is arranged, which is located on a a first axial end portion on a wall surface of the housing cover and a second axial end portion on a wall surface of the second
  • Recess of the piston is supported, and wherein the further piston has at one axial end portion to a central longitudinal axis of the further piston substantially concentrically arranged fourth recess, wherein formed in the housing cover of the gear machine third recess a second Axialdruckfeder is arranged, which at a first axial end portion on a wall surface of the housing cover and at a second axial end portion on a wall surface of the fourth recess of the further piston is supported.
  • both a spring force and a fluid pressure are applied to the first and second pistons.
  • the piston and / or the further piston has a relief groove on a section adjacent to the gear arrangement.
  • This relief groove serves to remove the bearing leakage from the radial bearings.
  • an inlet pressure to the piston and / or further piston can be regulated via a valve arranged upstream of the piston and / or further piston.
  • Embodiments of the invention mediate. They illustrate
  • Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a gear machine according to a first
  • Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the gear machine according to a second
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the gear machine according to a third
  • Fig. 1 shows a longitudinal sectional view of a gear machine according to a first embodiment of the invention.
  • the gear machine 1 has a housing 10, which has an inner space 12, in which at least one gear arrangement 14 with at least one first and one second gear 16, 18 is arranged.
  • the first gear 16 and the second gear 18 mesh with each other in external engagement.
  • the first gear 16 and the second gear 18 are mounted by means of a bearing goggles 36, 40, wherein for the axial compensation of a formed between the bearing glasses and the gear assembly 14 gap 25a, 25b, an axial force F by at least one piston 30 on the bearing glasses 40, and thus Also indirectly on the gear assembly 14 can be applied.
  • the first gear 16 is fixed to or integrally formed on a first shaft 20, which is guided to the outside and sealed by a shaft seal 22.
  • the second gear 18 is mounted on a second shaft 24 or integrally formed with the piston 30 in a
  • the piston 30 is pressurizable.
  • the piston 30 is disposed axially movably in a first recess 32 formed in the housing cover 26, 28 of the gear machine 1.
  • the first shaft 20 has a first shaft portion 20a adjacent to a first end face 16a of the first gear 16 and a first shaft portion 16b adjacent to a second end face 16b
  • the second shaft 24 has a first shaft portion 24a adjacent to a first end face 18a of the second gear 18 and a shaft portion 24a adjacent to a second end face 18b of the second gear 18
  • Shaft portion 24a of the second gear 18 are mounted in a first bearing glasses 36.
  • the second shaft portion 20 b of the first gear 16 and the second shaft portion 24 b of the second gear 18 are mounted in a second bearing glasses 40.
  • first bearing glasses 36 are a first bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second
  • Bearing bush 35 for supporting the first shaft portion 24 a of the second gear 18 is pressed.
  • the bushings 34, 35 are optional.
  • the second bearing glasses 40 are a third bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth
  • Bearing bush 39 for supporting the second shaft portion 24b of the second gear 18 is pressed.
  • the bushings 38, 39 are optional.
  • the arranged in the housing cover 26, 28 of the gear machine 1 piston 30 is arranged such that it acts on the first bearing glasses 36 and the second bearing glasses 40 in parallel with the axial force F.
  • the piston 30 has at an axial end portion 30 a to a
  • Gear machine 1 formed first recess 32 is a first
  • Axialdruckfeder 44 arranged, which at a first axial
  • End portion 44a on a wall surface 28a of the housing cover 28 and at a second axial end portion 44b on a wall surface 42a of the second recess 42 of the piston 30 is supported.
  • the piston 30 is in a drive-side first housing cover 26 having an opening 27 for receiving the shaft 20 of the gear machine 1, or in one, to the drive-side first housing cover 26th
  • the first recess 32 of the housing cover 26, 28 has an opening 46 which communicates fluidically to the pressure supply of the piston 30 with a supply line from a high-pressure region of the gear machine 1, in particular the gear pump.
  • housing cover 26, 28 are formed to a
  • Heat dissipation of arranged in the gap 25 a, 25 b fluid to realize an environment.
  • Fig. 2 shows a longitudinal sectional view of the gear machine according to a second embodiment of the invention.
  • housing cover 26, 28 of the piston 30 and another piston 48 are arranged, wherein the piston 30 in a formed in the housing cover 26, 28 of the gear machine 1 first recess 32 and the other piston 48 in a housing cover 26, 28 of the Gear machine 1 formed third recess 50 are arranged axially movable.
  • first bearing glasses 36 are a first bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second bearing bush 34 for supporting the first shaft portion 20a of the first gear 16 and a second
  • Bearing bush 35 for supporting the first shaft portion 24 a of the second gear 18 is pressed.
  • the bushings 34, 35 are optional.
  • the second bearing glasses 40 are a third bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth bearing bush 38 for supporting the second shaft portion 20b of the first gear 16 and a fourth
  • Bearing bush 39 for supporting the second shaft portion 24b of the second gear 18 is pressed.
  • the bushings 38, 39 are optional.
  • the arranged in the housing cover 26, 28 of the gear machine 1 piston 30 and the other piston 48 are arranged such that these act on the first bearing glasses 36 and the second bearing glasses 40 in parallel with the axial force F.
  • the first recess 32 of the housing cover 26, 28 and the third recess 50 of the housing cover 26, 28 for the pressure supply of the piston 30 and the other piston 48 communicate with a supply line of a
  • the first recess 32 of the housing cover 26, 28 and the third recess 50 of the housing cover 26, 28 are fluidly connected to each other through an opening 46.
  • the piston 30 has at an axial end portion 30 a to a
  • Center longitudinal axis M1 of the piston 30 substantially concentrically arranged second recess 42.
  • a first Axial woolfeder 44 is arranged, which at a first axial end portion 60 a on a wall surface 28 a of
  • Housing cover 26, 28 and at a second axial end portion 44b on a wall surface 42a of the second recess 42 of the piston 30 is supported.
  • the further piston 48 has at one axial end section 48a a fourth recess 58 arranged concentrically to a central longitudinal axis M2 of the further piston 48.
  • a second axial compression spring 60 is arranged, which at a first axial end portion 60 a on a wall surface 44 a of
  • Housing cover 26, 28 and at a second axial end portion 60 b on a wall surface 58 a of the fourth recess 58 of the further piston 48 is supported.
  • the piston 30 and the other piston 48 have at one to the
  • Recess 32 is arranged to be axially movable, a further axially movable piston arranged in the second recess 42 of the piston 30 may be provided. This acts as a pressure booster for increasing a pressure relative to the pressure which can be generated only by the first piston 30.
  • FIG 3 shows a longitudinal sectional view of the gear machine according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 3 corresponds substantially to the embodiment shown in Fig. 1 with the difference that the pressurization of the piston regardless of the operating pressure or operating phase of
  • Gear machine in particular the gear pump 1, is controllable.
  • Supply pressure to the piston 30 is controllable via a piston 56 upstream of the valve 56.
  • the valve 56 may also be used in the embodiment shown in FIG.
  • Recess 32 is arranged to be axially movable, a further axially movable piston arranged in the second recess 42 of the piston 30 may be provided. This acts as a pressure booster for increasing a pressure relative to the pressure which can be generated only by the piston 30.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method for operating the
  • the method comprises providing S1 a housing having a
  • the method comprises providing S2 at least one gear arrangement arranged in the housing with at least one first and one second gear, which mesh with each other in external engagement.
  • the method further comprises supporting S3 of the first gear and the second gear by means of bearing glasses.
  • the method further comprises applying S4 an axial force by at least one piston to the gear assembly for axially compensating a gap formed between the bearing gland and the gear assembly.
  • a shape, size and / or nature of the components of the gear machine can be modified according to respective structural or constructive requirements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine (1), wobei zur axialen Kompensation eines zwischen einer jeweiligen Lagerbrille (36, 40) und der Zahnradanordnung (14) ausgebildeten Spalts (25a, 25b) eine Axialkraft (F) durch zumindest einen Kolben (30) auf die Zahnradanordnung (14) aufbringbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben der Zahnradmaschine (1).

Description

Beschreibung Titel
Zahnradmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine
Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine.
Stand der Technik
In bekannten Serien-Konstruktionen von Zahnradmaschinen, insbesondere Außenzahnradmaschinen bzw. Pumpen, wird ein Axiallager über eine
Zahnradstirnseite und einen entsprechenden Gegenpart wie beispielsweise eine Lagerbuchse oder eine Anlaufscheibe gebildet. Um eine Leckage über diese Lagerstelle möglichst geringzuhalten, findet in der Pumpe eine axiale
Kraftkompensation statt, wobei ein Kräftegleichgewicht zwischen Innen- und Außenfeld eingestellt wird. Ziel ist es, die beiden Lagerpartner über eine axiale Kraft aneinander zu pressen.
Diese axiale Kompensation kann entsprechend dem Betriebszustand der Pumpe folgendermaßen stattfinden. In einem ersten Betriebszustand ist die Pumpe im Anlauf. In den Lagerbuchsen/-brillen befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite zum Axiallager Dichtungen. Bei dieser Dichtung handelt es sich um eine Axialfelddichtung, von welchen je eine pro Pumpenseite vorgesehen ist. Diese Dichtungen trennen zum einen im Betrieb die Hochdruckseite von der
Niederdruckseite. Zum anderen liegen die Dichtungen vorgespannt in ihren Nuten und können so beim Anlauf der Pumpe die Lagerbuchse/-brille direkt oder über die Lagerbuchse/-brille eine Anlaufscheibe gegen die Zahnradstirnseite drücken. In einem zweiten Betriebszustand befindet sich die Pumpe im Betrieb und fördert gegen einen Betriebsdruck. Im druckbelasteten Zustand wird über die zuvor genannte Axialfelddichtung ein definiertes Druckfeld gegenüber dem Axiallager aufgebaut/abgegrenzt. Dieses Druckfeld erzeugt zusätzlich zur Vorspannung aus der Axialfelddichtung eine axiale Kraft auf das Axiallager. Entsprechend der Konstruktion der Pumpe, d.h. der Einbauposition der
Axialfelddichtung, wirkt die Axialkraft asymmetrisch auf das Axiallager.
Aggressive Medien, wie z.B. Ethanol, Cyclopenthan, Kältemittel, oder ähnliche können die Struktur der Axialfelddichtung, insbesondere des Elastomer, chemisch zersetzen bzw. die Dichtungen quellen oder aushärten lassen. Eine derart geschädigte Dichtung kann die geforderte Axialkraft beim Anlauf und/oder im Betrieb nicht mehr vollständig aufbringen, was zu einer erhöhten Leckage im
Axiallager und somit zu Wirkungsgradverlusten in der Pumpe führt.
Neben der Abgrenzung des Axialfelds übernimmt die Axialfelddichtung auch eine Abtrennung des Hochdruckbereichs zum Niederdruckbereich. Im Bereich einer Triebwerksbohrung bzw. an deren Kontur wird diese Abdichtung über Nasen an der Axialfelddichtung realisiert. Niederviskose Medien, wie z.B. ORC-Medien, in Verbindung mit Montagefehlern, z.B. eine gequetschte Dichtung oder Fehler an einer Außenform der Dichtung, können hier ungewollt zu Undichtigkeit und somit ebenfalls zu einem Wirkungsgradverlust führen.
Die DE 199 24 057 AI offenbart eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung angeordnet ist, die wenigstens zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder aufweist, auf die zur axialen Abdichtung auf eine erste Zahnrad Stirnseite zumindest ein erstes axial verschiebbares Bauteil und auf eine zweite
Seitenfläche zumindest ein zweites axial verschiebbares Bauteil gedrückt ist.
Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung schafft eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad mittels einer Lagerbrille gelagert sind, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts eine Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Lagerbrille aufbringbar ist. Somit wird die Leckage durch den Spalt verringert, indem die Höhe des Spalts reduziert wird. Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Gehäuses, das einen Innenraum aufweist.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad, die im Außeneingriff miteinander kämmen.
Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lagern des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads mittels einer Lagerbrille.
Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Aufbringen einer Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Zahnradanordnung zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die axiale Kompensation realisiert über ein Druckfeld in Verbindung mit der Axialfelddichtung zu ersetzen bzw. auf andere Geometrieelemente wie den druckbeaufschlagbaren Kolben zu verlagern. Durch den Entfall der Axialfelddichtung bzw. das Vorsehen des
druckbeaufschlagbaren Kolbens ist die Zahnradmaschine wesentlich beständiger gegenüber aggressiven Medien wie beispielsweise ORC-Medien. Zudem kann die Zahnanordnung stets über die Lebensdauer der Zahnradmaschine mit einem definierbaren Druck beaufschlagt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Zahnrad auf einer ersten Welle befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine Wellendichtung abgedichtet ist, und das zweite Zahnrad auf einer zweiten Welle befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben in einem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnet und druckbeaufschlagbar ist, und wobei der Kolben in einer in dem
Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung axial bewegbar angeordnet ist. Somit kann durch den ersten Kolben eine definierbare Kraft auf die Zahnradanordnung aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Welle einen benachbart zu einer ersten Stirnseite des ersten Zahnrads angeordneten ersten Wellenabschnitt und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite des ersten Zahnrads angeordneten zweiten Wellenabschnitt aufweist, wobei die zweite Welle einen benachbart zu einer ersten Stirnseite des zweiten
Zahnrads angeordneten ersten Wellenabschnitt und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite des zweiten Zahnrads angeordneten zweiten Wellenabschnitt aufweist, wobei der erste Wellenabschnitt des ersten Zahnrads und der erste Wellenabschnitt des zweiten Zahnrads in einer ersten Lagerbrille gelagert sind, und wobei der zweite Wellenabschnitt des ersten Zahnrads und der zweite
Wellenabschnitt des zweiten Zahnrads in einer zweiten Lagerbrille gelagert sind. Somit können in vorteilhafter Weise das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad parallel durch nur einen Kolben mit der Axialkraft beaufschlagt werden. Die Lagerbrillen sind vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in die erste Lagerbrille eine erste Lagerbuchse zur Lagerung des ersten
Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine zweite Lagerbuchse zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille eine dritte Lagerbuchse zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine vierte Lagerbuchse zur
Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnete Kolben derart angeordnet ist, dass dieser die erste Lagerbrille und die zweite Lagerbrille parallel mit der Axialkraft beaufschlagt. Somit können die Lagerbrillen aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, während die
Lagerbuchsen aus einem Material ausgebildet sind, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung eine erste Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der zweiten
Aussparung des Kolbens abstützt. Durch Vorsehen der ersten Axialdruckfeder kann somit in vorteilhafter Weise sowohl eine Federkraft als auch ein Fluiddruck auf den ersten Kolben aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel, welcher eine Öffnung zur Aufnahme der Welle der Zahnradmaschine aufweist, oder in einem, zu dem antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel gegenüberliegend angeordneten, zweiten
Gehäusedeckel angeordnet ist. Eine Anordnung des Kolbens kann somit nach jeweiligen baulichen bzw. systemischen Anforderungen ausgebildet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Aussparung des Gehäusedeckels eine Öffnung aufweist, welche zur
Druckversorgung des Kolbens mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert. Somit kann zur Druckbeaufschlagung des Kolbens in vorteilhafter Weise der durch die Zahnradmaschine erzeugte Druck des Hochdruckbereichs verwendet werden. Somit muss die Druckversorgung nicht gesondert bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen und der Zahnradanordnung jeweils ausgebildeten Spalts mittels der ersten Axialdruckfeder und während einer Betriebsphase der Zahnradmaschine mittels der ersten Axialdruckfeder und mittels einer
Beaufschlagung des Kolbens mit einem Fluiddruck durchführbar ist. Somit kann in vorteilhafter Weise unabhängig von einer Drehzahl bzw. einem
Betriebszustand der Zahnradmaschine ein erforderlicher Druck an den Kolben angelegt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Gehäusedeckel der Kolben und ein weiterer Kolben angeordnet sind, wobei der Kolben in einer in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung und der weitere Kolben in einer in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten dritten Aussparung axial bewegbar angeordnet sind. Durch Vorsehen eines Kolbens und eines weiteren Kolbens kann in vorteilhafter Weise ein höherer Druck auf die Zahnradanordnung angewendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das in die erste Lagerbrille eine erste Lagerbuchse zur Lagerung des ersten
Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine zweite Lagerbuchse zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille eine dritte Lagerbuchse zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine vierte Lagerbuchse zur
Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnete Kolben und der weitere Kolben derart angeordnet sind, dass diese die erste Lagerbrille und die zweite Lagerbrille parallel mit der Axialkraft beaufschlagen. Somit können die Lagerbrillen aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, während die Lagerbuchsen aus einem Material ausgebildet sind, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Aussparung des Gehäusedeckels und die dritte Aussparung des
Gehäusedeckels zur Druckversorgung des Kolbens und des weiteren Kolbens mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommunizieren, wobei die erste Aussparung des Gehäusedeckels und die dritte Aussparung des
Gehäusedeckels durch eine Öffnung miteinander fluidisch verbunden sind. Somit kann zur Druckbeaufschlagung des ersten und weiteren Kolbens in vorteilhafter Weise der durch die Zahnradmaschine erzeugte Druck des Hochdruckbereichs verwendet werden. Somit muss die Druckversorgung nicht gesondert
bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung eine erste Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der zweiten
Aussparung des Kolbens abstützt, und wobei der weitere Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des weiteren Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschineausgebildeten dritten Aussparung eine zweite Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der vierten Aussparung des weiteren Kolbens abstützt.
Durch Vorsehen der ersten und zweiten Axialdruckfeder kann somit in
vorteilhafter Weise sowohl eine Federkraft als auch ein Fluiddruck auf den ersten und zweiten Kolben aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben und/oder der weitere Kolben an einem zu der Zahnradanordnung benachbarten Abschnitt eine Entlastungsnut aufweist. Diese Entlastungsnut dient zur Abführung der Lagerleckage aus den Radiallagern. Durch Vorsehen der Entlastungsnut im Kolben bzw. durch die Verlagerung der Entlastungsnut in die Kolben kann eine Vereinfachung der Fertigung der Lagerbuchsen erreicht werden, da eine Ausfräsung der Lagerbuchsen/-brillen entfällt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Zulaufdruck zum Kolben und/oder weiteren Kolben über ein dem Kolben und/oder weiteren Kolben vorgeschaltetes Ventil regelbar ist. Somit kann in vorteilhafter Weise in einer Betriebsphase der Zahnradmaschine der Druck unabhängig vom Betriebsdruck der Zahnradmaschine geregelt werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der
Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen
Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Zahnradmaschine gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der
Zahnradmaschine gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung. In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts
Gegenteiliges angegeben ist.
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht einer Zahnradmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Zahnradmaschine 1 weist ein Gehäuse 10 auf, das einen Innenraum 12 aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung 14 mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad 16, 18 angeordnet ist. Das erste Zahnrad 16 und das zweite Zahnrad 18 kämmen miteinander im Außeneingriff.
Das erste Zahnrad 16 und das zweite Zahnrad 18 sind mittels einer Lagerbrille 36, 40 gelagert, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung 14 ausgebildeten Spalts 25a, 25b eine Axialkraft F durch zumindest einen Kolben 30 auf die Lagerbrille 40, und damit auch mittelbar auf die Zahnradanordnung 14 aufbringbar ist.
Das erste Zahnrad 16 ist auf einer ersten Welle 20 befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine Wellendichtung 22 abgedichtet ist. Das zweite Zahnrad 18 ist auf einer zweiten Welle 24 befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben 30 in einem
Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnet und
druckbeaufschlagbar ist. Der Kolben 30 ist in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet.
Die erste Welle 20 weist einen benachbart zu einer ersten Stirnseite 16a des ersten Zahnrads 16 angeordneten ersten Wellenabschnitt 20a und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite 16b des ersten Zahnrads 16
angeordneten zweiten Wellenabschnitt 20b auf.
Die zweite Welle 24 weist einen benachbart zu einer ersten Stirnseite 18a des zweiten Zahnrads 18 angeordneten ersten Wellenabschnitt 24a und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite 18b des zweiten Zahnrads 18
angeordneten zweiten Wellenabschnitt 24b auf.
Der erste Wellenabschnitt 20a des ersten Zahnrads 16 und der erste
Wellenabschnitt 24a des zweiten Zahnrads 18 sind in einer ersten Lagerbrille 36 gelagert. Der zweite Wellenabschnitt 20b des ersten Zahnrads 16 und der zweite Wellenabschnitt 24b des zweiten Zahnrads 18 sind in einer zweiten Lagerbrille 40 gelagert.
In die erste Lagerbrille 36 sind eine erste Lagerbuchse 34 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 20a des ersten Zahnrads 16 und eine zweite
Lagerbuchse 35 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 24a des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 34, 35 sind optional.
In die zweite Lagerbrille 40 sind eine dritte Lagerbuchse 38 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 20b des ersten Zahnrads 16 und eine vierte
Lagerbuchse 39 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 24b des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 38, 39 sind optional.
Der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnete Kolben 30 ist derart angeordnet, dass dieser die erste Lagerbrille 36 und die zweite Lagerbrille 40 parallel mit der Axialkraft F beaufschlagt.
Der Kolben 30 weist an einem axialen Endabschnitt 30a eine zu einer
Mittellängsachse M1 des Kolbens 30 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung 42 auf. In der in dem Gehäusedeckel 28 der
Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 ist eine erste
Axialdruckfeder 44 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen
Endabschnitt 44a an einer Wandfläche 28a des Gehäusedeckels 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 44b an einer Wandfläche 42a der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 abstützt.
Der Kolben 30 ist in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel 26, welcher eine Öffnung 27 zur Aufnahme der Welle 20 der Zahnradmaschine 1 aufweist, oder in einem, zu dem antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel 26
gegenüberliegend angeordneten, zweiten Gehäusedeckel 28 angeordnet. Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 weist eine Öffnung 46 auf, welche zur Druckversorgung des Kolbens 30 mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine 1 , insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert.
Während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine 1 ist die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen 36, 40 und der Zahnradanordnung 14 jeweils ausgebildeten Spalts 25a, 25b mittels der ersten Axialdruckfeder 44 und während einer Betriebsphase der Zahnradmaschine 1 mittels der ersten Axialdruckfeder 44 und mittels einer Beaufschlagung des Kolbens 30 mit einem Fluiddruck durchführbar.
Des Weiteren sind die Gehäusedeckel 26, 28 dazu ausgebildet, eine
Wärmeabfuhr von in dem Spalt 25a, 25b angeordnetem Fluid an eine Umgebung zu realisieren.
Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In dem Gehäusedeckel 26, 28 sind der Kolben 30 und ein weiterer Kolben 48 angeordnet, wobei der Kolben 30 in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 und der weitere Kolben 48 in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten dritten Aussparung 50 axial bewegbar angeordnet sind.
In die erste Lagerbrille 36 sind eine erste Lagerbuchse 34 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 20a des ersten Zahnrads 16 und eine zweite
Lagerbuchse 35 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 24a des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 34, 35 sind optional.
In die zweite Lagerbrille 40 sind eine dritte Lagerbuchse 38 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 20b des ersten Zahnrads 16 und eine vierte
Lagerbuchse 39 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 24b des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 38, 39 sind optional. Der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnete Kolben 30 und der weitere Kolben 48 sind derart angeordnet, dass diese die erste Lagerbrille 36 und die zweite Lagerbrille 40 parallel mit der Axialkraft F beaufschlagen.
Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 und die dritte Aussparung 50 des Gehäusedeckels 26, 28 zur Druckversorgung des Kolbens 30 und des weiteren Kolbens 48 kommunizieren mit einer Zuleitung aus einem
Hochdruckbereich der Zahnradmaschine 1 , insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch.
Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 und die dritte Aussparung 50 des Gehäusedeckels 26, 28 sind durch eine Öffnung 46 miteinander fluidisch verbunden.
Der Kolben 30 weist an einem axialen Endabschnitt 30a eine zu einer
Mittellängsachse M1 des Kolbens 30 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung 42 auf.
In der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 ist eine erste Axialdruckfeder 44 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt 60a an einer Wandfläche 28a des
Gehäusedeckels 26, 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 44b an einer Wandfläche 42a der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 abstützt.
Der weitere Kolben 48 weist an einem axialen Endabschnitt 48a eine zu einer Mittellängsachse M2 des weiteren Kolbens 48 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung 58 auf.
In der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten dritten Aussparung 50 ist eine zweite Axialdruckfeder 60 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt 60a an einer Wandfläche 44a des
Gehäusedeckels 26, 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 60b an einer Wandfläche 58a der vierten Aussparung 58 des weiteren Kolbens 48 abstützt. Der Kolben 30 und der weitere Kolben 48 weisen an einem zu der
Zahnradanordnung 14 benachbarten Abschnitt 30b, 48b eine Entlastungsnut 52, 54 auf.
Alternativ kann zusätzlich zu dem Vorsehen des Kolbens 30, welcher in der in dem Gehäusedeckel 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten
Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet ist, ein in der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 angeordneter weiterer axial bewegbar Kolben vorgesehen sein. Dieser wirkt als Druckübersetzer zum Erhöhen eines Drucks relativ zu dem lediglich durch den ersten Kolben 30 erzeugbaren Druck.
Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Druckbeaufschlagung des Kolbens unabhängig vom Betriebsdruck bzw. Betriebsphase der
Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe 1, regelbar ist. Ein
Zulaufdruck zum Kolben 30 ist über ein dem Kolben 30 vorgeschaltetes Ventil 56 regelbar. Das Ventil 56 kann beispielsweise ebenfalls in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform Anwendung finden.
Alternativ kann zusätzlich zu dem Vorsehen des Kolbens 30, welcher in der in dem Gehäusedeckel 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten
Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet ist, ein in der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 angeordneter weiterer axial bewegbarer Kolben vorgesehen sein. Dieser wirkt als Druckübersetzer zum Erhöhen eines Drucks relativ zu dem lediglich durch den Kolben 30 erzeugbaren Druck.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der
Zahnradmaschine gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S1 eines Gehäuses, das einen
Innenraum aufweist. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S2 zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad, die im Außeneingriff miteinander kämmen.
Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lagern S3 des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads mittels einer Lagerbrille.
Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Aufbringen S4einer Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Zahnradanordnung zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann eine Form, Abmessung und/oder Beschaffenheit der Komponenten der Zahnradmaschine entsprechend jeweiliger baulicher bzw. konstruktiver Anforderungen abgeändert werden.

Claims

Ansprüche
1. Zahnradmaschine (1 ) mit einem Gehäuse (10), das einen Innenraum (12) aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung (14) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad (16, 18) angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei das erste Zahnrad (16) und das zweite Zahnrad (18) jeweils mittels einer Lagerbrille (36, 40) gelagert sind, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der jeweiligen Lagerbrille (36, 40) und der Zahnradanordnung (14) ausgebildeten Spalts (25a, 25b) eine Axialkraft (F) durch zumindest einen Kolben (30) auf die Lagerbrille (36, 40) aufbringbar ist.
2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (16) auf einer ersten Welle (20) befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine
Wellendichtung (22) abgedichtet ist, und das zweite Zahnrad (18) auf einer zweiten Welle (24) befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben (30) in einem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnet und druckbeaufschlagbar ist, und wobei der Kolben (30) in einer in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) axial bewegbar angeordnet ist.
3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (20) einen benachbart zu einer ersten Stirnseite (16a) des ersten Zahnrads (16) angeordneten ersten Wellenabschnitt (20a) und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite (16b) des ersten Zahnrads (16) angeordneten zweiten Wellenabschnitt (20b) aufweist, wobei die zweite Welle (24) einen benachbart zu einer ersten Stirnseite (18a) des zweiten Zahnrads (18) angeordneten ersten Wellenabschnitt (24a) und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite (18b) des zweiten Zahnrads (18) angeordneten zweiten Wellenabschnitt (24b) aufweist, wobei der erste Wellenabschnitt (20a) des ersten Zahnrads (16) und der erste
Wellenabschnitt (24a) des zweiten Zahnrads (18) in einer ersten Lagerbrille (36) gelagert sind, und wobei der zweite Wellenabschnitt (20b) des ersten Zahnrads (16) und der zweite Wellenabschnitt (24b) des zweiten Zahnrads (18) in einer zweiten Lagerbrille (40) gelagert sind.
Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Lagerbrille (36) eine erste Lagerbuchse (34) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (20a) des ersten Zahnrads (16) und eine zweite Lagerbuchse (35) zur Lagerung des ersten
Wellenabschnitts (24a) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille (40) eine dritte Lagerbuchse (38) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (20b) des ersten Zahnrads (16) und eine vierte Lagerbuchse (39) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (24b) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, und wobei der in dem
Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnete Kolben (30) derart angeordnet ist, dass dieser die erste Lagerbrille (36) und die zweite Lagerbrille (40) parallel mit der Axialkraft (F) beaufschlagt.
Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) an einem axialen Endabschnitt (30a) eine zu einer Mittellängsachse (M1 ) des Kolbens (30) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung (42) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) eine erste Axialdruckfeder (44) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (44a) an einer Wandfläche (28a) des Gehäusedeckels (28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (44b) an einer Wandfläche (42a) der zweiten Aussparung (42) des Kolbens (30) abstützt.
Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel (26), welcher eine Öffnung (27) zur Aufnahme der Welle (20) der Zahnradmaschine (1 ) aufweist, oder in einem, zu dem
antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel (26) gegenüberliegend
angeordneten, zweiten Gehäusedeckel (28) angeordnet ist. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) eine Öffnung (46) aufweist, welche zur Druckversorgung des Kolbens (30) mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine (1 ), insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert.
Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine (1 ) die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen (36, 40) und der Zahnradanordnung (14) jeweils ausgebildeten Spalts (25a, 25b) mittels der ersten Axialdruckfeder (44) und während einer Betriebsphase der
Zahnradmaschine (1 ) mittels der ersten Axialdruckfeder (44) und mittels einer Beaufschlagung des Kolbens (30) mit einem Fluiddruck durchführbar ist.
Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Kolben (30) und ein weiterer Kolben (48) angeordnet sind, wobei der Kolben (30) in einer in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) und der weitere Kolben (48) in einer in dem
Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten dritten Aussparung (50) axial bewegbar angeordnet sind.
0. Zahnradmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in die erste Lagerbrille (36) eine erste Lagerbuchse (34) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (20a) des ersten Zahnrads (16) und eine zweite Lagerbuchse (35) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (24a) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille (40) eine dritte Lagerbuchse (38) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (20b) des ersten Zahnrads (16) und eine vierte Lagerbuchse (39) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (24b) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnete Kolben (30) und der weitere Kolben (48) derart angeordnet sind, dass diese die erste Lagerbrille (36) und die zweite Lagerbrille (40) parallel mit der Axialkraft (F) beaufschlagen.
1 1 . Zahnradmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) und die dritte Aussparung (50) des Gehäusedeckels (26, 28) zur Druckversorgung des Kolbens (30) und des weiteren Kolbens (48) mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine (1 ), insbesondere der
Zahnradpumpe fluidisch kommunizieren, wobei die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) und die dritte Aussparung (50) des
Gehäusedeckels (26, 28) durch eine Öffnung (46) miteinander fluidisch verbunden sind.
12. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Kolben (30) an einem axialen Endabschnitt (30a) eine zu einer Mittellängsachse (M1 ) des Kolbens (30) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung (42) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten
Aussparung (32) eine erste Axialdruckfeder (44) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (60a) an einer Wandfläche (28a) des Gehäusedeckels (26, 28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (44b) an einer Wandfläche (42a) der zweiten Aussparung (42) des Kolbens (30) abstützt, und wobei der weitere Kolben (48) an einem axialen Endabschnitt
(48a) eine zu einer Mittellängsachse (M2) des weiteren Kolbens (48) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung (58) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten dritten Aussparung (50) eine zweite Axialdruckfeder (60) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (60a) an einer Wandfläche (44a) des Gehäusedeckels (26, 28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (60b) an einer Wandfläche (58a) der vierten
Aussparung (58) des weiteren Kolbens (48) abstützt. 13. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kolben (30) und/oder der weitere Kolben (48) an einem zu der Zahnradanordnung (14) benachbarten Abschnitt (30b, 48b) eine Entlastungsnut (52, 54) aufweist.
14. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Zulaufdruck zum Kolben (30) und/oder weiteren Kolben (48) über ein dem Kolben (30) und/oder weiteren Kolben (48) vorgeschaltetes Ventil (56) regelbar ist.
15. Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine (1 ), mit den Schritten:
Bereitstellen (S1 ) eines Gehäuses (10), das einen Innenraum (12) aufweist; Bereitstellen (S2) zumindest einer in dem Gehäuse (10) angeordneten Zahnradanordnung (14) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad (16, 18), die im Außeneingriff miteinander kämmen;
Lagern (S3) des ersten Zahnrads (16) und des zweiten Zahnrads (18) mittels einer jeweiligen Lagerbrille (36, 40); und
Aufbringen (S4) einer Axialkraft (F) durch zumindest einen Kolben (30) auf die Zahnradanordnung (14) zur axialen Kompensation eines zwischen der jeweiligen Lagerbrille (36, 40) und der Zahnradanordnung (14)
ausgebildeten Spalts (25a, 25b).
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