CN102362073A - 液压式齿轮机 - Google Patents

Abstract

公开了一种齿轮机，其包括用于容纳两个彼此啮合的齿轮的壳体。它们在轴向上利用轴向面在容纳于壳体中的轴承体之间滑动地得到支承并且在径向上分别用容纳在轴承体中的支承轴滑动地得到支承。在齿轮机运行时出现液压力和机械力，其中，这些力的轴向分力分别沿相同的轴向方向作用到齿轮上。为了反作用于这些轴向分力，在齿轮的至少一个处在轴向分力的作用方向上的轴向面和与所述至少一个轴向面邻接的轴承体之间设置了压力场。

Description

液压式齿轮机

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的液压式齿轮机。

背景技术

在EP 1 291 526 A2中示出了一种带有壳体的齿轮机，两个彼此啮合且支承在轴套或轴承体中的齿轮布置在该壳体中，其中，该壳体在端侧分别用第一和第二壳盖封闭。齿轮在轴向用在轴承体之间的各两个轴向面以及在径向分别通过容纳在轴承体中的支承轴滑动地得到支承。齿轮机运行时，液压力和机械力分别沿相同的齿轮纵轴作用到齿轮上。为了使处在这些力的作用方向上的第一轴承体不是通过齿轮的轴向面压在齿轮和第一壳盖之间并且在齿轮和第二轴承体之间仅出现很小的滑动间隙，反作用力被施加到齿轮和第一轴承体上。在此，这个反作用力要大于液压力和机械力，因此第一轴承体被压靠在齿轮上，齿轮被压靠在第二轴承体上以及第二轴承体被压靠在第二壳盖上。合力全部沿第二壳盖方向作用到轴承体和齿轮上。

通过作用在支承轴上的活塞将反作用力施加到齿轮上。活塞在此被大致与齿轮纵轴共轴地滑动地容纳在处于第一壳盖和壳体之间的隔板中，并且用第一活塞端面贴靠在支承轴的指向第一壳盖方向的轴端面上，以及通过第二活塞端面分别用压力加载。反作用力通过形成在轴承体和隔板之间的压力场施加到第一轴承体上。

这种解决方案的缺陷在于，由轴承体和齿轮构成的整个封包被按压在齿轮机的第二壳盖上，因此第二壳盖和壳体受到极高且不均匀的负荷。由于将齿轮和轴承体按压到一起，在齿轮的轴向面和轴承体之间出现了相当高的磨损。此外，要将反作用力施加到支承轴和轴承体上，需要因多个构件而在设备技术上的较高费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，创造一种液压式齿轮机，其在设备技术上比较简单、用少量构件构造且具有较低的磨损。

该技术问题通过按权利要求1的特征所述的液压式齿轮机解决。

按照本发明，齿轮机具有容纳两个彼此啮合的齿轮的壳体。这两个齿轮在轴向上利用轴向面在容纳于壳体中的轴承体之间滑动地得到支承并且在径向上分别用容纳在轴承体中的支承轴滑动地得到支承。齿轮机运行时，由运行中出现的液压力和机械力合成的力的轴向分力朝相同的轴向方向作用到各齿轮上。在齿轮的至少一个处在轴向分力的作用方向上的轴向面和与所述至少一个轴向面邻接的轴承体之间设置了至少一个压力场。

这种解决方案的优点在于，通过压力场可以无需附加构件就能将一个与轴向分力反向作用的反作用力施加到齿轮上。此外，齿轮的作为按压力作用的轴向分力通过该压力场变小，因此在齿轮和处在轴向分力作用方向上的轴承体之间的滑动摩擦变小以及磨损被最小化。

齿轮优选被倾斜地制齿。

在一种优选的实施形式中，在齿轮的处在轴向分力的作用方向上的轴向面和轴承体的与该轴向面对置的滑动面之间分别设一个压力场。这样做的好处在于，这些压力场可以具有不同的大小，因此可以用不同的压力加载各个齿轮。

压力场可以简单地设计成压腔。

有利的是，压腔作为在制造成本低廉的压力槽被置入处在轴向分力作用方向上的轴承体的滑动面中。

第一压力槽优选同心环绕第一轴承孔地置入到处在轴向分力的作用方向上的轴承体的滑动面中并且第二压力槽以围绕第二轴承孔覆盖部分圆的方式置入到处在轴向分力的作用方向上的轴承体的滑动面中，因此实现了压力槽的不同的作用面。

有利的是，压力槽经由接口槽与齿轮机的高压压力介质连接。由此能使作用到压力槽中的压力与齿轮机的运行条件结合起来。

在另一种优选的实施形式中，压腔被置入到齿轮的处在轴向分力作用方向上的轴向面中。

压腔被构造为能沿围绕齿轮的各支承轴的圆周区段简单地制造，因此也出现了很小的泄露缝隙。

因为可以实现对齿轮的均匀的压力加载，所以有利的是，压腔构造成环绕齿轮的各支承轴。

优选为了提高压腔的作用面而将至少一个压腔拓宽，拓宽幅度为置入到齿轮的齿的齿端面中的齿槽部段。

压腔的压力油供应可以通过邻接的轴承体完成，其中，压腔例如与齿轮机的高压压力介质连接。

本发明其它有利的扩展设计是另外的从属权利要求的主题。

附图说明

接下来借助示意性附图详细阐述本发明的多个实施例。附图中：

图1以纵剖面图简化示出了齿轮机；

图2以侧视图简化示出了由轴承体和图1的齿轮机的齿轮构成的封包；

图3以纵剖面图简化示出了按第一种实施例的齿轮机的轴承体和齿轮；

图4是图3的轴承体的俯视图；以及

图5是按第二种实施例的齿轮机的齿轮的俯视图。

具体实施方式

图1中以纵剖面示出了设计成齿轮机1的按第一种实施例的液压式工作机。齿轮机具有借助两个壳盖4和6封闭的机器壳体2。齿轮机1在图1右边的壳盖6被第一支承轴8穿过，第一齿轮10在机器壳体2内布置在该第一支承轴上。第一齿轮10经由斜齿14与第二齿轮12啮合，其中，齿轮12抗扭地布置在第二支承轴16上。第一和第二支承轴8和16分别在两个滑动轴承18、20或22、24中导引。在图1右边的滑动轴承20、24在此承接在轴承体26中，在图1左边的滑动轴承18、22则承接在轴承体28中。齿轮10和10沿着轴线分别经由第一轴向面30或32滑动地支承在图1右边的第二轴承体26上以及分别经由第二轴向面34或36滑动地支承在左边的轴承体28上。在齿轮10、12和轴承体26、28之间的滑动面可以配设有滑动涂层，如MoS2、石墨或PTFE（聚四氟乙烯），以减小摩擦。轴承体26和28分别用端面38或40指向壳盖6或4。

壳盖4、6经由定心销42在机器壳体2上定向。在壳盖4和6与机器壳体2之间布置有壳体密封件44。此外，轴向场密封件46分别置入到轴承体26或28的端面38和40中，以便将齿轮机1的高压区域和低压区域分开。另一个轴密封圈48密封第一支承轴8的穿过图1右边的壳盖6的穿孔。

在齿轮机1运行时出现液压力和机械力，这示意性地在接下来的图2中详细阐释。

图2以侧视图简化示出了由齿轮10和12以及轴承体26和28构成的封包，以便阐释在图1的齿轮机1运行时出现的液压力和主要通过斜齿14作用的机械力。液压力的分力在两个齿轮10、12中朝相同的轴向作用（图2中向左）。附加地，机械力的一个机械分力沿液压分力的作用方向作用到驱动齿轮上，亦即在图2中的上部齿轮10上，一个机械分力则与液压分力的作用方向相反地作用到从动齿轮上，亦即图2中的下部齿轮12上。液压分力和机械分力在两个齿轮10、12上分别产生一个沿相同方向（图2中是向左）但大小不同的合成轴向分力47、49。

用轴向分力47、49加载的齿轮10和12分别用轴向面34或36支靠在图2左侧的轴承体28上。右侧的轴承体26则不受作用到齿轮10、12上的轴向分力的负荷。为了减小在齿轮1-、12和图2左侧的轴承体28之间的磨损，用反作用力加载齿轮，这在图2中用虚线箭头示出。

在图3中以纵剖面图简化示出了按图1的齿轮机1的第一种实施例的轴承体26、28和齿轮10、12。为了用反作用力加载齿轮10、12，在各齿轮10或12的处在轴向分力47、49作用方向上的轴向面34和36以及轴承体28的与轴向面34和36对置的滑动面50或52之间，设一个压力场。轴承体26、28可以如图3所示构造成由两部分组成。压力场通过分别置入到滑动面50和52中的压力槽54或56和各轴向面34或36限定边界。图3中简化地用双箭头标出通过压力场作用到轴承体28和齿轮10、12上的压力58、60，其中，轴承体28为了清楚示出压力58、60而被向左偏置。图4中可以看到压力槽54、56的设计。

图4以俯视图示出了图3的眼镜形轴承体28的滑动面50、52。第一压力槽54围绕图4上方的轴承孔62地置入到滑动面中。第二压力槽56形成环绕主要在图1的齿轮机1的高压区域内的下部的轴承孔64的部分圆。压力槽54、56经由径向槽66用压力介质与齿轮机1的高压连接。

齿轮10、12和轴承体28通过在图3和图4中分别置入到滑动面50和52中的压力槽54或56用压力58、60加载。压力58、60与轴向分力47、49反方向地作用，因此减小在齿轮10、12和轴承体28之间的滑动摩擦和磨损。压力槽54、56的大小在此设计成，使加载到齿轮10、12上的轴向分力47、49通过压力58、60基本上得到补偿，以及齿轮10、12因而被大致流体静力式地支承。在图3上方的轴向分力47要大于下方的轴向分力49，因为图4的上部的压力槽54构造得要比下部的压力槽56面积更大。

图5是按图1的齿轮机1的第二种实施例的齿轮10、12的轴向面34、36的俯视图。在此，压力场不是通过图3中置入到轴承体28中的压力槽54、56限定边界，而是通过分别置入到齿轮10或12的轴向面34和36中的压腔68或70限定边界。在图5中下部的齿轮12的压腔70被构造成环槽，该环槽环绕地置入到在齿轮12的齿74的齿端面72和支承轴16的外表面之间的轴向面36中。在图5中上部的齿轮10的压腔68除了对应压腔79的环槽外，还具有置入到齿端面72中的齿槽部段76，因此压腔68被大面积地置入到轴向面34中。然后用围绕齿轮10的圆周的壁78在径向限定压腔68的边界。压腔68、70例如通过在邻接轴承体28（见图1）内的接口槽用压力介质与图1的齿轮机1的高压连接。

通过齿轮10、12的压腔68、70，图3的压力58、60在用轴向分力47、49加载的齿轮10、12的作用区域内被施加到轴承体28上。因为在图4上部的压腔68具有比下部的压腔70更大的轴向压力作用面，所以作用到上部齿轮10上的压力更高。

作为备选，可以考虑的是，图4的压腔68、70不是环绕成圆形地，而是环绕成部分圆且具有更大径向宽度地置入到齿轮10、12中。因此例如可以简化制造并缩小泄漏缝隙，这导致更小的液压损耗。

在此，前述轴向间隙补偿和轴向力补偿的作用方式与所使用的轴承元件的构造类型无关，且能够使用在所有适用于轴向密封齿轮机的结构元件中。同样道理也适用于齿部和其参数。这种轴向间隙补偿和轴向力补偿既可以使用在外齿轮机中也可以使用在内齿轮机中。

齿轮机可以用作齿轮泵或齿轮传动发动机。

公开了一种齿轮机，其有用于容纳两个彼此啮合的齿轮的壳体。这两个齿轮在轴向用轴向面在容纳于壳体中的轴承体之间滑动地得到支承，在径向则分别用容纳在轴承体中的支承轴滑动地得到支承。在齿轮机运行时，出现液压力和机械力，其中，这些力的轴向分力分别沿相同的轴向作用到齿轮上。为了反作用于这些轴向分力，在齿轮的至少一个处在轴向分力作用方向上的轴向面和与所述至少一个轴向面邻接的轴承体之间设置了压力场。

Claims (13)

1.齿轮机，包括用于容纳两个彼此啮合的齿轮（10、12）的壳体（2），所述齿轮在轴向上利用轴向面（30、32、34、36）在容纳于壳体（2）中的轴承体（26、28）之间滑动地得到支承并且在径向上分别利用容纳在轴承体（26、28）中的支承轴（8、16）滑动地得到支承，其中由在齿轮机（1）运行时出现的液压力和机械力合成的力的轴向分力（47、49）沿相同的轴向方向作用到各齿轮（10、12）上，其特征在于，在齿轮（10、12）的至少一个处在轴向分力的作用方向上的轴向面（34、36）和与所述至少一个轴向面（34、36）邻接的轴承体（28）之间设置了至少一个压力场。

2.按权利要求1所述的齿轮机，其中，所述齿轮（10、12）被倾斜地制齿。

3.按权利要求1或2所述的齿轮机，其中，分别在齿轮（10、12）的处在轴向分力的作用方向上的轴向面（34、36）和轴承体（28）的与该轴向面（34、36）对置的滑动面（50、52）之间设置了压力场。

4.按权利要求3所述的齿轮机，其中，所述压力场沿所述齿轮（10、12）的轴向具有不同的作用面。

5.按权利要求2或3所述的齿轮机，其中，所述压力场被构造成压腔（54、56）。

6.按权利要求5所述的齿轮机，其中，所述压腔（54、56）被作为压力槽（54、56）置入到处在轴向分力的作用方向上的轴承体（28）的滑动面（50、52）中。

7.按权利要求6所示的齿轮机，其中，第一压力槽（54）同心地环绕第一轴承孔（62）地置入到处在轴向分力（47、49）的作用方向上的轴承体（28）的滑动面（50、52）中并且第二压力槽（56）以围绕第二轴承孔（64）覆盖部分圆的方式置入到处在轴向分力（47、49）的作用方向上的轴承体（28）的滑动面（50、52）中。

8.按权利要求7所述的齿轮机，其中，所述压力槽（54、56）经由接口槽（66）与齿轮机（1）的高压压力介质连接。

9.按权利要求5所述的齿轮机，其中，压腔（68、70）被置入到齿轮（10、12）的处在轴向分力（47、49）的作用方向上的轴向面（34、36）中。

10.按权利要求9所述的齿轮机，其中，所述压腔（68、70）沿齿轮（10、12）的围绕各支承轴（8、16）的圆周区段地构造。

11.按权利要求9所述的齿轮机，其中，所述压腔（68、70）环形地围绕齿轮（10、12）的各支承轴（8、16）地构造。

12.按权利要求11所述的齿轮机，其中，至少一个压腔（68）被拓宽，拓宽幅度为置入到齿轮（10）的齿（74）的齿端面（72）中的齿槽部段（76）。

13.按权利要求10或11所述的齿轮机，其中，经由邻接的轴承体（28）来对压腔（68、70）进行压力油供应。

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