DE3113725A1 - Hydrostatische zahnradmaschine - Google Patents

Description

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Titel der Erfindung
Hydrostatische Zahnradmaschine
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Zahnradmaschine (Pumpe/Motor) mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern für wechselnde Drehriohtung, wobei an den Stirnseiten der Zahnräder axialbewegliohe Lagerkörper anliegen, auf diesen Lagerkörpern hydrostatische Druokfelder angeordnet sind und in Verbindungskanälen von der Hoch** bzw· Niederdruckseite zu den Druckfeldern und zum Leckölraum Steuerventile angeordnet sind*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine hydrostatische Zahnradmaschine (DE-PS 910,384), welche als Pumpe oder Motor einsetzbar ist· Die Lagerbuchsen für die Ritzelwellen sind axial beweglich im Gehäuse angeordnet, wobei eine Ringfläche der Lagerbuchse als Druckfeld für den axialen Spielausgleich zwischen Zahnrad und Lagerkörper fungiert* Die Ringfläche jeder Lagerbuchse wird von der Hochdruckseite der Zahnradmasohine gespeist, wobei die Verbindung vom Druckkanal zur Rückseite der Lagerbuchse über Ventile gesteuert ist» Da es sich um eine Zahnradmaschine mit wechselnder Drehrichtung handelt, ist sowohl die Niederais auch die Hoohdruokseite über je ein Rückschlagventil mit dem Druckfeld zum Axialspielausgleioh verbunden« Das Ventil der Hochdruckseite ist jeweils geöffnet, während das Ventil der Niederdruckseite geschlossen ist« Außerdem sind zur Steuerung des anfallenden Lecköles zwei Rückschlagventile angeordnet, welche die Abführung des Lecköles jeweils nach der Niederdruokseite gewährleisten«

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Das zur Druckseite führende Ventil wird vom anliegenden Flüssigkeitsdruck geschlossen·

Außerdem ist eine als Pumpe oder Motor einsetzbare Zahnradmaschine (DD-PS 54*200) bekannt, deren Ritzelwellen in axialbeweglichen Lagerbuchsen geführt werden« Zum Zwecke des Axialspielausgleiches ist ein hydrostatisches Druckfeld zwischen der äußeren Stirnseite dieser Lagerbuchsen und dem Deckel des Gehäuses angeordnet, welches von einem Doppelrückschlagventil gesteuert wird* Die Versorgung des Druck*· feldes erfolgt jeweils von der Hochdruckseite der Zahnradmaschine·

Durch das Doppelrücksohlagventil ist die Druckfeldbeaufschlagung sowohl bei Links- als auch bei Reehtslauf der Zahnradmaschine gewährleistet·

Über weitere Rückschlagventile wird die Abführung des Lecköles gesteuert, welches jeweils der Niederdruckseite zugeführt wird« Das mit der Hochdruckseite verbundene Leckölventil bleibt geschlossen«

Alle genannten Rückschlagventile sind im Deckel der Zahnradmaschine untergebracht, die Verbindung der einzelnen Ventile erfolgt durch Kanäle in Form von Bohrungen«

Die separate Steuerung des Axialdruckfeldes sowie des Leeköl« stromes erfordern vier Ventilfunktionen· Außerdem ermöglichen die gezeigten Bundbuchsen nur die Realisierung eines symmetrischen Druckfeldes· Durch die Anordnung von vier Ventilen ergibt sich eine ökonomisch aufwendige Anordnung und Führung der Flüssigkeitskanäle, zusätzlich vergrößert sich der Bauraum-sowie der Fertigungs- und Montageaufwand zur Anordnung der Ventile im Gehäuse der Zahnradmaschine«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer hydrostatischen Zahnradmaschine für wechselnde Drehrichtung und mit axialem hydrostatischen Spielausgleich, die mit geringem Aufwand an Steuerventilen für das asymmetrische Druckfeld und die Leckölführung eine sichere Funktion sowohl als Pumpe oder auch als Motor gewährleistet·

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung sind die Steuerung der Druckfelder sowie des Lecköles einer hydrostatischen Zahnradmaschine mit wechselnder Drehriohtung, wobei die Steuerventile die hydrostatischen Druckfelder für den Axialspielausgleich Jeweils mit der Hochdruokseite und den Leckölkanal jeweils mit der Niederdruokseite verbinden und wahlweise der Anschluß einer separaten Leekölleitung möglich ist bei Trennung der Leckölräume vom Hoch- und Niederdruckkanal der Zahnradmaschine·

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß von einem LeckÖl-Saamelraum einer hydrostatischen Zahnradmaschine mit Steuerventilen versehene Kanäle au separaten Druckfeldern fuhren, welche in Abhängigkeit der Drehrichtung mit der Nieder- barar* Hochdruokeeite verbunden sind* Bs ist möglich, jedem Druckfeld mehrere parallel geschaltete Steuerventile zuzuordnen·

Des weiteren führt vom stirnseitigen Bereich der Ritzelwellen je ein Leckölkanal zum Sammelraum·

Bei den Steuerventilen handelt es sich um einfach wirkende federlose Rückschlagventile mit kugelförmigem Schließkörper und zylindrischer Gehäuseform*

Diese Steuerventile liegen einerseits an einer Dichtung, sowie andererseits an einem Sicherungsring an· Angeordnet sind diese Steuerventile im Bereich einer Querachse der Zahnradmaschine, sowie im Eingriffsbereich der Zahnräder·

Des weiteren sind die Steuerventile sowie Dichtungen und lOrmdichtungen zur Begrenzung der Druckfelder in einem separatem Deckel angeordnet«

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von nur zwei Steuerventilen für die Steuerung der Druckfelder zum Axialspielausgleich sowie für die Leckölabführung wird eine hohe Punktionssicherheit und eine wirtschaftliche Herstellung der Zahnradmaschine gewährleistet· Mit dieser Anordnung von Steuerventilen ist bei kleiner Bauweise des Deckels eine Drehrich-

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tungsumkehr der Zahnradmaschine möglich und eine Doppel«· funktion der Ventile erreichbar· Diese Art der Ventilanordnung ermöglicht die Realisierung von asymmetrischen Druckfeldern und damit günstige Kräfteverhältnisse beim Ausgleich des Axialspieles«

Die zylindrische Porm der Ventile und die Befestigungsart mit Sicherungsringen, sowie die Abdichtung durch elastische Ringdichtungen schließen alle Schwierigkeiten aus, die z* S« bei Verwendung von Schraubverbindungen für obige Verwendungszwecke entstehen«

Neben der bei der beschriebenen konstruktiven Ausführung der Erfindung erzielten einfachen fertigung (Rotationskörper) und der automatisierungsfähigen Montage (Steckverbindung statt Schraubverbindung) treten auch geringere Abweichungen von der Koaxialität im Ventil und zwischen Ventil und Gehäuse auf· Undichtheiten und Punktionsausfall duroh betriebsbedingte Lockerung der Schraubverbindung sind ausgeschlossen»

Bei voluminösen Geräten können aus Gründen einer wirtschaftlichen Fertigung und Standardisierung der Einzelteile auch mehrere gleiche Steuerventile parallel eingebaut werden, die aber pro Druckfeld eine gleiche Punktion ausüben· Ebenso ist es möglich, den Leckanschluß aus Platzgründen mit einem Verschlußstopfen zu verschließen*

Außerdem gewährleisten die eine Doppelfunktion ausübenden, als Rückschlagventil ausgebildeten Steuerventile eine sehr schnelle und verzögerungsarme Umschaltung der Zahnradmaschine bei Drehrichtungswechsel·

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung an AusfUhrungsbeispielen näher beschrieben, wobei die Zeichnungen folgendes darstellen:

Pig« 1 eine hydrostatische Zahnradmaschine im Längsschnitt (Ebene A-A)

Pig, 2 die hydrostatische Zahnradmaschine als Schnitt in der Ebene der Steuerventile (Ebene B-B)

Pig· 3 einen Querschnitt der hydrostatischen Zahnradmaschine in der Ebene G-O mit Prontansioht des Deckels

Pig» 4 die Prontansicht einer weiteren Ausführung des Deckels mit Pormdiohtung

Pig* 5 einen Ventildeckel fUr voluminöse Zahnradmaschinen als Schnitt in der Ebene B-B der Steuerventile in vergrößerter Darstellung*

In einem Gehäuse 1 der hydrostatischen Zahnradmaschine sind zwei Zahnräder 2,3 angeordnet, deren Ritzelwellen 4»5 in brilleaförmigen Lehrkörpern 6,7 drehbar gelagert sind· Diese Lagerkörper 6,7 sind axialbeweglich im Gehäuse t angeordnet und liegen mit ihren äußeren Stirnseiten an einer Befestigungsplatte 8 bzw« einem Deckel 9 an« Befestigungsplatte 8 und * Deckel 9 sind in nicht näher dargestellter Weise mit dem Gehäuse 1 verschraubt·

Zum Ausgleich des Stirnspieles/Axialspieles zwischen Zahnrädern 2,3 und Lagerkörpern 6,7 sind Diuckfelder 10,11 angeordnet* welche durch ringförmige Dichtungen 12,13 begrenzt werden* Von einer weiteren Formdichtung 14, welche die ringförmigen Dichtungen 12,13 umschließt, werden ein Leckölraum 15 sowie zwei Konstantdruckfelder 16,17 gebildet* Der Leckölraum ist Über Leekölkanäle 18,19 mit einem Sammelraum 20 im Deckel 9 verbunden, welcher ttber weitere Kanäle 21,22 Verbindung zu den Druokfeidern 10,11 aufweist· Mittels Verschlußschrauben ist der Sammelraum 20 nach außen abgeschlossen, wobei wahlweise auch zusätzliche LeckÖlabfUhrungen angebracht werden können*

In den Kanälen 21,22 sind Steuerventile 24,25 angeordnet, welche als einfach wirkendes federloses Rückschlagventil ausgebildet sind, die in Richtung des Sammelraumes 20 für das Lecköl schließen*

Diese Steuerventile 24,25 besitzen kugelförmige Schließkörper und zylindrische Gehäuseferm,

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Die Stirnseiten der Steuerventile 24,25 liegen einerseits an einer Diohtung 26 sowie andererseits an einem Sicherungsring 27 an, womit deren dichte und lageetabile Anordnung im Deckel 9 gewährleistet ist; Von den Druokfeidern 10,11 führen Kanäle 28,29 zum Eingriffsbereich der Zahnräder 2,3 auf der Niederdruck- bzw· > Hochdruckseite 30,31 der Zahnradmaschine*

Die beschriebenen Druokfeider 10,11 sowie die Konstantdruckfelder 16,17 sind wahlweise auf beiden Lagerkörpern 6,7 angebracht, Über weitere Kanäle 32,33 in den Lagerkörpern 6,7 besteht Fliissigkeitsverbindung zu den Konstantdruckfeldern 16,17, welche mit reduziertem Druck gespeist werden·

Zur Abführung des Lecköles weist die Ritzelwelle 5 eine Längsbohrung 34 auf«

Die als Pumpe oder Motor einsetzbare hydrostatische Zahnradmaschine fllr wechselnde Drehrichtungen arbeitet nach bekannten Wirkprinzipien, wobei in der gezeigten Ausführung ge mäß Pig« 2 das Steuerventil 25 durch den anliegenden Flüssigkeitsdruck der Hochdruokseite 31 geschlossen ist« Das Druokfeld 11 bewirkt in bekannter Weise einen axialen Spiel«* ausgleich zwischen den Zahnrädern 2,3 und den Lagerkörpern 6,7 Das mit der Niederdruckseite 30 verbundene Steuerventil 24 ist hierbei geöffnet, wodurch das im Sammelraum 20 vorhandene Lecköl Über dieses Steuerventil 24 und den Kanal 28 der Niederdruokseite 30 zugeführt wird» In den Sammelraum 20 gelangt das Lecköl u« a· von der Längsbohrung 34 der Ritzelwelle 5 über den Leckölkanal 19·

Das mit der Hochdruckseite 31 verbundene Steuerventil 25 ist geschlossen, wodurch das Leoköl Über das geöffnete Steuerventil 24 zur Niederdruokseite geführt wird* Bei Weohsel derDrehriohtung der Ritzelwelle 4 wechseln auch Nieder- und Hochdruckseite 30,31» wodurch das Lecköl über das nunmehr geöffnete Steuerventil 25 abgeführt wird und der axiale Spielausgleich durch das Druckfeld 10 bei geschlossenem Steuerventil 24 erfolgt·-

Wird die Abführung des Leoköles durch Lösen der Verschlußschraube 23 aber eine zusätzlich anzubringende Leitung vom Sammelraum 20 realisiert, kann diese hydrostatische Zahnradmaschine als Pumpe mit erhöhtem Vordruck arbeiten, während bei Einsatz als Hydromotor ein erhöhter Ablaufdruck auf der Niederdruckseite 30 zu verzeichnen ist« In einer weiteren Ausführung gemäß Fig» 4 ist eine Formdichtung 35 gezeigt, welohe mit der Hoch-· bzw« Niederdruck·-· seite verbundene Druokfeider 36,37 aufweist, die Über die Steuerventile 24,25 gespeist werden« Vorhanden sind in dieser Formdichtung 35 auch Konstantdruckfelder 38,39, welche, wie bereits beschrieben, mit reduziertem Druck gespeist werden·

Das AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig· 5 zeigt einen Deckel 9a» von dessen Sammelraum 20 für das Lecköl jeweils zwei Kanäle 21,21a sowie 22,22a zu den Druckfeldern 10,11 führen· Jeder Kanal 21,21a,22,22a weist ein Steuerventil 24,24a, 29,25a auf, welche mittels Dichtungen 26 gegenüber dem Deckel 9a abgedichtet und durch Sicherungsringe 27 in diesem befestigt sind* Diese parallel geschalteten Steuerventile 24,24a,25,25a sind für Zahnradmaschinen mit großem Förderbzw· Schluckvolumen vorteilhaft einsetzbar, wodurch die Verwendung nur einer Ventilgröße für unterschiedlich große Zahnradmaschinen gewährleistet ist*

Die Steuerventile 24»24a,25,25a sind im Bereich einer Querachse 40 sowie im Eingriffsbereich der Zahnräder 2,3 angeordnet*

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Leerseite

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   <f 1Δ Hydrostatische Zahnradmaschine (Pumpe/Motor) mit im Äußeneingriff stehenden Zahnrädern für wechselnde Drehrichtung, wobei an den Stirnseiten der Zahnräder axial bewegliche lagerkb'rper anliegen, auf diesen Lagerkörpern hydrostatische Druclcfelder angeordnet sind und in Verbindungskanälen von den Druckfeldern zu einem Lecköl-Saramelraum Steuerventile angeordnet sind, daduroh gekennzeichnet, daß vom Leckö'l-Sammelraum (20) mit Steuerventilen (24,24a25,25a) versehene Kanäle (21,21a,22,22a) zu separaten Druckfeldern (10,11,36,37) fuhren, welche in Abhängigkeit der Drehrichtung mit der Nieder«- bzw» Hochdruckseite (30,31) verbunden sind·

   Z₀ Hydrostatische Zahnradmaschine nach funkt 1 dadurch ge« kennzeichnet, daß jedem Druckfeld (10,11,36,37) mehrere parallel geschaltete Steuerventile (24,24a,25,25a) zu« geordnet sind«

   3· Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß vom stirnseitigen Bereich der Ritzelwellen (4,5) de ein Leckölkanal (18,19) zum Sammelraum (20) führt*

   4· Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Steuerventilen (24,24a,25,25a) um einfach wirkende federlose Rückschlagventile mit kugelförmigem Schließkörper und zylindrischer Gehäuseform handelt«

   5* Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1,2 und 4 daduroh gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24,24a, 25,25a) einerseits an einer Dichtung (26) sowie andererseits an einem Sicherungsring (27) anliegen·

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   6. Hydrostatische Zahnradmaschine nach. Funkt 1,2,4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24,24a, 25,25a) im Bereich einer Querachse (40) sowie im Ein.* griffsbereich der Zahnräder (2,3) angeordnet sind·

   7· Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1*2,4*5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24,24a,25,25a) sowie Dichtungen (12, t3) und Porm«· dichtungen (14,35) zur Begrenzung der Druckfelder (10,11,36,37) in einem separaten Deckel (9»9a) ange** ordnet sind*

   «Hierzu 5 Blatt Zeichnung«