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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradpumpe, mit einem Gehäuse und zwei darin gelagerten Zahnrädern, deren Verzahnungen miteinander in Eingriff stehen und zusammen mit dem Gehäuse einen Saugraum und einen Druckraum begrenzen, wobei im Gehäuse ein zum Saugraum führender Saugkanal und ein zum Druckraum führender Druckkanal vorgesehen sind.
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Achsen der Zahnräder zueinander parallel verlaufen, da die übliche Stirnradverzahnung eine we- sentlich davon abweichende Achslage nicht zulässt. Ferner ergeben sich bei den bekannten Zahn- radpumpen Abdichtungsprobleme zwischen Druckraum und Saugraum, insbesondere wenn hohe hydrau- lische Drücke gefordert sind. Auch lassen die meisten bekannten Konstruktionen Wünsche in bezug auf Geräuscharmut offen.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradpumpe der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass bei einfacher Konstruktion und leichter Her- stellbarkeit eine gute Abdichtung bei geräuscharmem Lauf erzielt wird, wobei diese Vorteile auch bei hohen hydraulischen Drücken aufrechterhalten bleiben.
Die Erfindung löst diese Aufgabe da- durch, dass die Achsen der beiden Zahnräder schräg zueinander, einen stumpfen Winkel ein- schliessend, angeordnet sind, wobei im Schnittpunkt der beiden Achsen ein insbesondere als Kugel ausgebildeter Zentrierkörper für die beiden Zahnräder vorgesehen ist, der in Vertiefungen der einander zugewendeten, die Verzahnungen tragenden Seitenflächen der beiden, insbesondere als Planräder ausgebildeten Zahnräder gelagert ist, und dass zur Abdichtung an der konvexen Seite des von den beiden Achsen eingeschlossenen Winkels zwischen den beiden Verzahnungen ein an diesen und am Zentrierkörper anliegender Keil vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird eine Zahnradmaschine geschaffen, bei der die Achsen der beiden Zahnräder hinsichtlich ihrer Lage in einem weiten Bereich schwanken können, solange nur der stumpfe Winkel zwischen den Achsen der beiden Zahnradwellen erhalten bleibt. Da der gegenseitige Eingriff der beiden Zahnräder nicht mehr auf den Zahnräderstirnseiten stattfindet, sondern an den einander zugewendeten Seitenflächen, wird im Zusammenhang mit dem Keil die Abdichtung zwischen Saugseite und Druckseite der Zahnradmaschine verbessert, was insbesondere bei hohen hydraulischen Drücken von Vorteilen ist.
Der Zentrierkörper zwischen den beiden Zahnrädern erleichtert auch den Zusammenbau der Zahnradmaschine und bringt eine zusätzliche Abstützung der beiden Zahnräder mit sich. Überraschenderweise hat sich auch gezeigt, dass eine erfindungsgemässe Zahnradmaschine im Vergleich zu bekannten Konstruktionen wesentlich geräuschärmer läuft. Die Verwendung einer Kugel als Zentrierkörper sowie die Verwendung von Planrädern für die Zahnräder gestattet die Verwendung herkömmlicher Bauteile für die Zahnradmaschine, so dass auf Sonderanfertigungen für einzelne Bauteile weitgehend oder gänzlich verzichtet werden kann.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass der Keil aus einem Grundkörper und zwei durch Federn nachgiebig abgestützten seitlichen Abdichtungsplatten besteht, die an den Verzahnungen der beiden Zahnräder anliegen. Dadurch wird die durch den Keil bewirkte Abdichtung zwischen Saugraum und Druckraum weiter verbessert, da die Abdichtungsplatten allfälligen Montageungenauigkeiten laufend folgen. Für eine konstruktiv einfache und daher leicht herzustellende Bauweise ist es hiebei erfindungsgemäss zweckmässig, wenn die beiden Abdichtungsplatten durch Federn gegeneinander abgestützt sind, die in Querbohrungen des Keilgrundkörpers angeordnet sind. Dadurch liegen diese Federn geschützt, wobei jede Feder auf beide Abdichtungsplatten gleichmässig einwirkt.
Um die Abdichtungsplatten relativ zum Grundkörper in Umlaufrichtung der Zahnräder möglichst unverschieblich zu halten, ist im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung jede Abdichtungsplatte mit einer radialen Rippe versehen, die in eine radiale Nut des Keilgrundkörpers eingreift. Ferner ist es erfindungsgemäss zweckmässig, zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse die Stirnflächen des Keils abzuschrägen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform, wobei Fig. 2 einen Querschnitt zu Fig. 1 darstellt. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform. Fig. 4 zeigt die Hauptbestandteile der Zahnradmaschine in auseinandergenommenem Zu-
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Stirnansicht desselben. Fig. 8 zeigt einen mit seitlichen Abdichtungsplatten versehenen Keil in auseinandergenommenem Zustand und Fig. 9 zeigt den Grundkörper des Keils nach Fig. 8 in Seitenansicht.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 hat die Zahnradmaschine (Zahnradpumpe) ein
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gegeneinander zentriert, wobei diese Kugel zugleich mit einem Keil --2-- als Abdichtung zwischen Saugraum --14-- und Druckraum --15-- der Zahnradmaschine dient. An den Saugraum --14-- bzw. an den Druckraum --15-- sind Kanäle --11 bzw. 10-- angeschlossen, die im Gehäuse vorgesehen sind. Der Keil --2-- wird durch eine in das Gehäuse eingeschraubte Schraube --12-- gehalten.
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flächen des Keils --2-- vorbei zum Druckraum --15-- weiterbefördert, was durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Die miteinander kämmenden Verzahnungen der Planräder --3, 4-- hemmen den Durchstrom des flüssigen Mediums durch die in Fig. 1 oben liegende Hälfte.
Die an den Seitenwänden des Keils --2-- entlang streichenden Spitzen der Zähne der Verzahnungen der Planräder-3, 4- bewirken zusammen mit der Kugel --1--, an der der Keil --2-- mit einer sphärischen Fläche anliegt, die nötige Dichtung.
Zur Befestigung der beiden Gehäuseteile aneinander sind in Flanschen der Gehäuseteile - -5, 6-- Schraubenlöcher vorhanden (Fig. 2).
Die Welle --4'-- ist aus dem Gehäuse, durch einen Dichtungsring --9-- abgedichtet, herausgeführt und bildet die Antriebswelle, so dass das Planrad --4-- das treibende Planrad ist.
Diese Ausführungsform zeichnet sich durch grosse Einfachheit und leichte Montage aus. Gegebenenfalls kann der auf die Planräder --3, 4-- wirkende Axialdruck durch Druckausgleich auf die hintere Planfläche --19-- des jeweiligen Zahnrades aufgehoben werden, wofür z. B. ein Kanal vom Druckraum --15-- zu dieser Planfläche führen kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 eignet sich besonders für hohe und höchste Beanspruchung.
Im wesentlichen gleicht sie der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, jedoch sind für die Plan- räder --3, 4-- Axiallager --7-- und Gleitlager --8-- vorgesehen. Die Kanäle --10, 11-- müssen nicht geradlinig aus dem Gehäuse herausführen, vielmehr können, falls dies gewünscht ist, auch Abwinkelungen in diesen Kanälen vorhanden sein.
Aus Fig. 4 sind die Verzahnungen --24-- der beiden Zahnräder --3, 4-- deutlich ersichtlich.
Da es sich um Planräder handelt, liegen die Spitzen aller Zähne jedes Zahnrades in einer Ebene.
Der zur Abdichtung dienende Keil --2-- ist in den Fig. 5,6 und 7 näher dargestellt. Er liegt mit einer sphärischen Fläche --25-- an der den Zentrierkörper-l-bildenden Kugel an. An seinen beiden Stirnenden hat der Keil --2-- zur Verbesserung der Strömungsbedingungen Abschrägungen --21--, wogegen die Seitenflächen --22-- Kegelflächen sind, an denen die Zahnspitzen der Verzahnungen --24-- dichtend abgleiten können. Um Ungenauigkeiten bei der Herstellung ohne Dichtungsverluste kompensieren zu können, kann die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausbildung des Keils --2-- dienen. Hiebei hat der Keil --2-- einen Grundkörper --26--, an dem seitlich zwei Abdichtungsplatten --17, 18-- abgefedert angebracht sind.
Hiezu hat der Grundkörper --26-- Boh- rungen --27--, in denen Schraubendruckfedern --16-- untergebracht sind, die die beiden Abdichtungsplatten --17, 18-- nach aussen gegen die Verzahnungen --24-- zu drücken trachten. Die beiden Abdichtungsplatten --17, 18-- werden durch je eine radiale Rippe --20-- bzw. eine entsprechende Nase fixiert, die in eine radiale Nut --28-- des Grundkörpers --26-- des Keils --2-- eingreift.
Zugleich dient diese radiale Rippe --20-- dazu, den Durchlauf des Mediums zwischen dem Grund- körper --26-- und der jeweiligen Abdichtungsplatte --17, 18-- zu verhindern.
Wie aus Fig. 1 deutlich ersichtlich ist, liegt die den Zentrierkörper --1-- bildende Kugel
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im Schnittpunkt der Achsen der beiden Wellen --3, 4-- und greift in sphärische Vertiefungen - der die Verzahnungen tragenden Seitenflächen der Planräder-3, 4-- ein.
Die beschriebenen Zahnradmaschinen haben überdies den Vorteil, dass sie in beiden Dreh- richtungen voll funktionsfähig sind.
Es können auch beide Wellen-3', 4'-aus dem Gehäuse abgedichtet heraussehen, gege- benenfalls bündig mit der Gehäusewand abschliessend. Dies hat den Vorteil einer Vermeidung eines Axialdruckes auf das jeweilige Planrad --3 bzw. 4--, da das Medium, selbst wenn kein ge- sonderter Kanal zur hinteren Planfläche --19-- führt, von selbst hinter diese Planfläche schlüpft.
Ausserdem können dann beide Hälften --5, 6-- des Gehäuses gleich ausgebildet werden, was Vorteile bei der Fertigung mit sich bringt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradpumpe, mit einem Gehäuse und zwei darin gelagerten Zahnrädern, deren Verzahnungen miteinander in Eingriff stehen und zusammen mit dem Gehäuse einen Saugraum und einen Druckraum begrenzen, wobei im Gehäuse ein zum Saugraum führender Saugkanal und ein zum Druckraum führender Druckkanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der beiden Zahnräder schräg zueinander, einen stumpfen Winkel einschliessend, angeordnet sind, wobei im Schnittpunkt der beiden Achsen ein insbesondere als Kugel ausgebildeter Zentrierkörper (1) für die beiden Zahnräder vorgesehen ist, der in Vertiefungen (29) der einander zugewendeten, die Verzahnungen (24) tragenden Seitenflächen der beiden, insbesondere als Planräder (3,4) ausgebildeten Zahnräder gelagert ist,
und dass zur Abdichtung an der konvexen Seite des von den beiden Achsen eingeschlossenen Winkels zwischen den beiden Verzahnungen (24) ein an diesen und am Zentrierkörper (1) anliegender Keil (2) vorgesehen ist.