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DE2000477A1 - Hydraulische Pumpe oder Motor - Google Patents

Hydraulische Pumpe oder Motor

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Publication number
DE2000477A1
DE2000477A1 DE19702000477 DE2000477A DE2000477A1 DE 2000477 A1 DE2000477 A1 DE 2000477A1 DE 19702000477 DE19702000477 DE 19702000477 DE 2000477 A DE2000477 A DE 2000477A DE 2000477 A1 DE2000477 A1 DE 2000477A1
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DE
Germany
Prior art keywords
machine
shaft
hydraulic
housing
machine according
Prior art date
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Pending
Application number
DE19702000477
Other languages
English (en)
Inventor
Brundage Robert Wesley
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.)
Emerson Electric Co
Original Assignee
Emerson Electric Co
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 Emerson Electric Co filed Critical Emerson Electric Co
Publication of DE2000477A1 publication Critical patent/DE2000477A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00Commerce
    • G06Q30/06Buying, selling or leasing transactions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/001Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
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Description

Patentanmeldung
der Firma
Emerson Electric Co., 8100 Florissant Avenue, St. Louis, Missouri (USA) Hydraulische Pumpe oder Motor
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine mit das Gehäuse durchgreifender und in dem Gehäuse gelagerter Welle für den hydraulischen Maschinenteil. Insbesondere ist die Erfindung auf hydraulische Pumpen und Motoren der Verdrängerbauart, vorzugsweise auf Zahnradmaschinen mit ineinanderliegenden Verzahnungselementen gerichtet, wobei sie mit besonderem Vorteil bei solchen Maschinen zur Verwendung kommt, die auf hohe Verdrängungsvolumina und hohe Arbeitsdrücke in der Größenordnung von 50 PS und darüber ausgelegt sind.
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Hydraulische Pumpen der erfindungsgemäßen Bauart weisen üblicherweise ein Gehäuse und eine Welle auf, welche in das Gehäuse hineinragt und hier in Gehäuselagern abgestützt ist. Ein Pumpenelement, welches aus einem Paar mit Innen- und Außenverzahnung im Eingriff stehender Zahnräder bestehen kann, dreht sich mit der Welle in einer zu der Wellenachse exzentrischen Lagerfläche, wodurch eine Anzahl an im Volumen zunehmenden und abnehmenden Pumpenräumen gebildet wird. Mit diesen Pumpenräumen stehen die Einlaß- und Auslaßleitungen des Pumpengehäuses in Verbindung.
Bei Pumpen dieser Bauart herrscht der Hochdruck in den Pumpenräumen nur auf der einen Seite der Welle, während auf der anderen Wellenseite der Niederdruck vorhanden ist. Daraus ergibt sich eine unsymmetrische Belastung der Welle und ihrer Lager in dem Gehäuse. Um die hohen Kräfte bei Hochdruckbedingungen aufzunehmen, ist es üblich, die Welle in Präzisions-Wälzlagern zu lagern. Hit diesen Lagern lassen sich zwar die Betriebskräfte einwandfrei aufnehmen; diese Lager sind jedoch außerordentlich teuer und verhältnismäßig raumaufwendig. Obgleich Gleitlager im Vergleich hierzu billiger sind und weniger Raum in Anspruch nehmen als Rollen- oder Kugellager, konnten sie bisher bei Hochdruckpumpen oder Hochdruckmotoren nicht verwendet werden, da sie den hier auftretenden Betriebskräften nicht gewachsen sind.
Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte hydraulische Maschine (Pumpe oder Motor) zu schaf-
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fen, mit der diese und weitere Schwierigkeiten und Nachteile der bekannten Maschinen vermieden werden und die selbst bei hohen Arbeitsdrücken und großen Abmessungen eine einfache Bauweise bei Verwendung verhältnismäßig billiger Gleitlager für die Maschinenwelle ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Maschine kennzeichnet sich dadurch, daß der Welle zwei sich mit ihr drehende, in der Gehäusekammer befindliche hydraulische Maschinenteile zugeordnet sind und daß Mittel zur Herabsetzung der von den beiden hydraulischen Maschinenteilen auf die Welle übertragenen Belastungen vorgesehen sind.
Die genannten Mittel bestehen vorzugsweise aus einer sich mit der Welle drehenden Scheibe, einem an der Welle angeordneten Plansch od.dgl., die bzw. der von den hydraulischen Drücken der beiden Maschinenteile beaufschlagt ist. Dabei läßt sich die Anordnung erfindungsgemäß so treffen, daß die Hochdruckseite des einen Maschinenteils sich auf der einen Wellenseite befindet, während die Hochdruckseite des anderen Maschinenteils auf der gegenüberliegenden Wellenseite angeordnet ist, derart, daß die von den hydraulischen Drücken herrührenden, radial nach innen auf die Welle wirkenden Radialkräfte ein Momentenpaar an der Welle hervorrufen. Außerdem wirkt das Hochdruckmedium in den Kammern der beiden Maschinenteile gegen die Stirnfläche der rotierenden Scheibe, wodurch ein zweites Momentenpaar bewirkt wird, welches dem ersten Momentenpaar entgegenwirkt und dadurch die Gesamtbelastung auf die Welle
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und deren Lager entscheidend vermindert. Auf diese Weise läßt eich bei entsprechender Abstimmung der Baumaße und der Kräfte die Belastung der Wellenlager theoretisch bis auf Null herabsetzen, so daß anstelle teurer Wälzlager nunmehr einfache Gleitlager herkömmlicher Art verwendet werden können.
Mit der Erfindung wird es daher möglich, eine hydraulische Maschine zu schaffen, die eine einfache und kostensparende Bauweise selbst bei hohen Betriebsdrücken und bei großen Maschinenabmessungen ermöglicht. Da die Belastungen der Wellenlager entscheidend herabgesetzt werden können, ist die Lebensdauer der Wellenlager selbst bei hohen Betriebsdrücken und bei Verwendung einfacher Gleitlager groß.
Wie erwähnt, läßt sich die Erfindung mit besonderem Vorteil bei Zahnradmaschinen anwenden, die mit konzentrisch ineinanderliegenden Verzahnungselementen ausgestattet sind. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, die Erfindung bei Maschinen anderer Bauarten, z.B. bei Maschinen der Flügelbauart od.dgl. zur Anwendung zu bringen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine hydraulische Maschine gemäß der Erfindung im Axialschnitt;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.l; Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1;
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Fig. 5 «in zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine im Axialschnitt.
Die Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben sind, läßt in Fig. 1 eine Pumpe 10 erkennen, deren Gehäuse aus einem zylindrischen Gehäuseteil 11 und Stirnwänden 12 und 13 gebildet ist, die zusammen eine geschlossene Gehäusekammer 14 bilden. Eine Welle 16 ist durch die Gehäusestirnwand 13 in das Gehäuse eingeführt, wobei ihr inneres Wellenende 17 in einem Gleitlager 18 der Gehäusestirnwand 12 drehbar gelagert ist. In entsprechender Weise ist die Welle 16 in einem Gleitlager 19 der Gehäusestirnwand 13 gelagert.
Eine einstückig mit der Welle 16 verbundene Scheibe 20 liegt in der Gehäusekammer 14. Auf der einen Seite dieser Scheibe· 20 ist in der Gehäusekammer eine hydraulische Arbeitsvorrichtung bzw. ein hydraulischer Maschinenteil 22 angeordnet, während auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe ein hydraulischer Maschinenteil 24 in der Gehäusekammer 14 vorgesehen ist.
Die beiden hydraulischen Arbeitsvorrichtungen bzw. Maschinenteile sind in ihrer Bauweise vor allem aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen. Das hydraulische Maschinenteil 24 besteht demgemäß aus einem Zahnrad 26 mit Außenverzahnung, welches mittels einer Nut-Federverbindung 27 drehfest mit der Welle 16 verbunden ist. Das Zahnrad 26 ist umschlossen von einem Zahnkranz bzw. Zahnrad 28, mit dessen Innenverzahnung es zusammenwirkt.
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An der die Gehäusekammer 14 bildenden zylindrischen Gehäusewand ist ein Lagerring 29 abgestützt, dessen innere Ringfläche 50 exzentrisch zu der äußeren Ringmantelfläche 31 angeordnet ist.
Das Zahnrad 28 kann einen oder mehrere Zähne mehr aufweisen als das Zahnrad 26; es rotiert um eine Achse, die exzentrisch zu der Achse der Welle 16 verläuft, wodurch es mit den Zähnen des Zahnrades 26 eine Anzahl sich im Volumen erhöhender und vermindernder Verdrängungsräume 34 und 36 bildet. Diese Räume werden in Axialrichtung durch die Gehäusestirnwand 13 begrenzt, die in Dichtanlage mit der einen Seitenfläche der Zahnräder 26 und 28 steht. Auf der anderen Seite werden die Arbeitsräume von der Scheibe 20 begrenzt, gegen die sich die Zahnräder mit ihrer gegenüberliegenden Flanke abdichtend legen.
Die Gehäusestirnwand 13 weist eine Einlaßöffnung 38 und eine Auslaßöffnung 40 auf. Die Öffnung 38 ist mit dem Eingangslcanal 39 und die öffnung 40 mit dem Ausgangskanals 41 verbunden. Beide Kanäle sind angenähert kreisbogenförmig ausgebildet; sie stehen in ständiger Verbindung mit den sich in ihrem Volumen erhöhenden bzw. vermindernden Arbeitsräumen 34 und 36. Die beschriebene hydraulische Arbeitsvorrichtung 24 kann demgemäß als Rotorvorrichtung od.dgl. bezeichnet werden.
Die andere Vorrichtung 22 stimmt mit der Vorrichtung 24 überein. Sie weist ein Zahnrad 42 mit Außenverzahnung auf, welches mittels eines Paßstiftes 43 drehfest mit der Welle 16 verbun-
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den ist. Das Zahnrad 42 liegt im Inneren eines Getrieberades 44, welches mit Innenverzahnung versehen und in einem exzentrischen Lagerring 46 drehbar gelagert ist, der seinerseits von der Wandung der Gehäusekammer 14· getragen wird. Die Zähne der beiden Zahnräder 42 und 44 bilden zusammen eine Anzahl im Volumen zunehmender und abnehmender Arbeitsräume 48 und 49, die seitlich von der Gehäusestirnwand 14 bzw. von der Scheibe 20 begrenzt werden. In der Gehäusestirnwand 12 sind eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung 51 angeordnet, die über eine Einlaßleitung 52 bzw. eine Auslaßleitung 53 an die Arbeitsräume angeschlossen sind. Die Leitungen 52 und 53 sind entsprechend den Leitungen 39 und 41 bogenförmig ausgebildet und dabei in ständiger Verbindung mit den genannten Arbeitsräumen 48 und 49. Im Gegensatz zu den Leitungen 39 und 41 sind die Leitungen 52 und 53 versetzt derart angeordnet, daß sich die Einlaßleitungen 52 und 39 und die Auslaßleitungen 53 und 41 jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle 16 befinden (Pig. l).
Mit der beschriebenen Anordnung ist es theoretisch möglich, die Belastungen an den Gleitlagern 18 und 19 bis auf Null herabzusetzen. Dies ergibt sich aus der nachfolgenden Betrachtung der bei der Maschine auftretenden Kräfte, wobei zunächst das Gewicht der Welle und der Zahnräder außer Betracht bleiben soll und somit lediglich die von den hydraulischen Drücken herrührenden dynamischen Kräfte Berücksichtigung finden sollen. Ee ist zu erkennen, daß die hydraulischen Drücke in den Arbeitsräumen 34, 36, 48 und 49 gewie-
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se Belastungen auf die Welle ausüben. Bei der Vorrichtung 24-bestehen die zu einem bestimmten Zeitpunkt wirkenden hydraulischen Kräfte einerseits aus den auf der Hochdruckseite wirkenden Kräften und andererseits aus den von der Niederdruckseite her wirkenden Kräften. Die Summe dieser Kräfte kann als Resultierende durch eine einsige Kraft, in Fig. 2 mit A bezeichnet, angegeben werden, die in der Mittellinie der Zahnräder radial nach innen wirkt. Zu demselben Betriebszeitpunkt wirkt in der Hittellinie des Zahnrades 42 der Vorrichtung 22 eine Radialkraft, die in Fig. 2 mit A1 bezeichnet ist. Da sich die Hochdruckkammern der Vorrichtungen 22 und 24 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle 16 befinden, wirkt die Kraft A1 der Kraft A entgegen. Betrachtet man die Belastungen, die von den Kräften A und A1 an den Lagern 19 hervorgerufen werden, so ergibt sich, daß die Kraft A* über einen größeren Momentenarm auf das Lager 19 wirkt als die Kraft A mit der Folge, daß ein resultierendes Momentenpaar vorhanden ist, welches bei der Darstellung gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn auf das Lager 19 wirkt. Umgekehrt liegen die Verhältnisse in bezug auf die Belastung des Lagers 18, da hier der Hebelarm der Kraft A größer ist als derjenige der Kraft A'. Addiert man die beiden Kräfte, so ergibt sich, daß das Momentenpaar der Kraft A' sich von dem Momentenpaar der Kraft A abzieht, wobei aufgrund des größeren Hebelarms der Kraft A ein resultierendes Moment verbleibt, welches im Uhrzeigersinn auf das Lager 18 wirkt.
Weiterhin ist zu erkennen, daß der Hochdruck der beiden Ma-
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schinenteile 22 und 24 gegen die Seitenfläche der rotierenden Scheibe 20 wirkt und dadurch die Kräfte B und B1 hervorruft, die im wesentlichen parallel zu der Welle 16, jedoch im Abstand von dieser gegenläufig wirken. Die beiden Kräfte B und B* erzeugen ein Moment, welches gemäß Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn auf die Welle 16 und deren Lager 18 und 19 wirkt und daher dem Moment der Kräfte A und A* entgegenwirkt, so daß hierdurch die Belastungen der Lager 18 und 19 zumindest teilweise aufgehoben werden.
Zu ähnlichen Ergebnissen kommt man, wenn man die Summe der von den Kräften A, A1, B und B* ausgeübten Momente im Punkt P, d.h. im Schnittpunkt zwischen der Mittellinie der Welle und der Mittellinie der Scheibe 20 betrachtet. Es ergibt sich hierbei, daß die Kräfte A und A* zusammen ein Moment CA im Uhrzeigersinn hervorrufen, während die Kräfte B und B* ein ■ im Gegenuhrzeigersinn wirkendes Moment CB erzeugen, welc-hes demgemäß dem Moment CA entgegengerichtet ist. Je nach der Größe der Momente CA und CB lassen sich demgemäß die Belastungen an der Welle mehr oder weniger weit ausgleichen.
Außerdem ergibt sich, daß die Verschiebekräfte, die die Welle 16 in ihrer Achsrichtung oder senkrecht zu ihrer Achsrichtung zu verschieben suchen, ausgeglichen werden, da die Kräfte A und A* bzw. B und B* gleich groß und einander entgegengerichtet sind.
Damit ist die Möglichkeit gegeben, bei der erfindungsgemäßen Maschine durch entsprechende Bemessung der einzelnen Bauteile
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die Wellenbelastung in den Lagern zumindest theoretisch auf Null herabzusetzen. Die Größe der radialen Kräfte A und Δ1 ist nicht nur abhängig von der Höhe des Hydraulikdruckes in den Arbeitsräumen, sondern auch von der Flächengröße der Zahnräder 26 und 42, gegen die der hydraulische Druck wirkt. Durch Verminderung der wirksamen Flächen dieser Zahnräder, z.B. durch Verminderung ihrer Breite, läßt sich die Größe der Kräfte A und A1 herabsetzen und demgemäß das Moment dieser Kräfte dem von den Kräften B und B1 bewirkten Moment anpassen, so daß sich die beiden Momente ausgleichen. Andererseits könnte aber auch der Durchmesser der Zahnräder und der Scheibe erhöht werden, wodurch das von den Kräften B und B1 an den Vellenlagern ausgeübte Moment entsprechend erhöht wird. Die an den Vellenlagern auftretenden Belastungen lassen sich in jedem Fall so einstellen, daß keine unzulässig hohen Lagerbelastungen auftreten können.
Es sei noch bemerkt, daß die Momente an der Scheibe 20 durch den Flüssigkeitsdruck beeinflußt werden können, der gegebenenfalls in dem Spalt 21 am Außenumfang der Scheibe wirkt. Bei der vorstehenden Kräfteanalyse ist dies unberücksichtigt geblieben, da der Einfluß dieser Kräfte von der jeweiligen Konstruktion der Arbeiteteile der Maschine sowie z.B. davon abhängig ist, ob der in diesem Spaltraum wirkende Druck zur Saugseite hin abgebaut wird oder nicht.
Bei der vorbeschriebenen Ausführung der Maschine ist es wichtig, daß die Scheibe 20 eine solche Breite und Festigkeit hat,
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daß sie die Kräfte B und B1 ohne Biegeverformung aufzunehmen vermag. Eine Verformung der Scheibe 20 würde zu Abdichtungsschwierigkeiten und gegebenenfalls zu einem Festlaufen der Zahnräder der Pumpvorrichtungen führen.
In Pig. 5 ist eine geänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haschine dargestellt. Obgleich das Gehäuse dieser Maschine 60 mit dem Gehäuse der in Pig. I dargestellten !faschine übereinstimmen kann, ist hier eine geänderte Gehäuseausführung vorgesehen. Das Gehäuse weist einen zylindrischen Gehäuseteil 61 und Stirnwände 62 und 63 auf, die zusammen eine geschlossene hydraulische Arbeitskammer 64 bilden. Durch die Stirnwand 62 ist eine Welle 66 in das Gehäuse geführt, die mit ihrem inneren Ende 67 in Lagern, z.B. Wälzlagern 68 der Stirnwand 63 gelagert ist. Auf der anderen Seite ist die Welle in entsprechenden Lagern 69 der Gehäusestirnwand 62 gelagert.
Wie bei der Ausführungsform gemäß Pig. 1 ist auch hier eine radiale Scheibe 70 vorgesehen, die einteilig mit der Welle 66 verbunden ist und zwei hydraulische Arbeitsvorrichtungen bzw. Maschinenteile 72 und 74- voneinander trennt, die auch hier aus zusammenwirkenden Verzahnungselementen bestehen. Ein Abstandsring 76 ist am Außenumfang der Scheibe 70 angeordnet; er hat die Aufgabe, die arbeitenden Maschinenteile 72 und 74 innerhalb der Gehäusekammer 64 im Abstand zu halten. Im übrigen entsprechen die Vorrichtungen 72 und 74 den hydraulischen Maschinenteilen 22 und 24 des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 4.
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Die Stirnwand 63 weist eine Einlaßöffnung 78 auf, die über Druckmittelkanäle 79 und 80 mit den Einlaßkanälen der beiden hydraulischen Arbeitsvorrichtungen 72 und 74- verbunden ist. Die Auslaßkanäle der beiden hydraulischen Arbeitevorrichtungen sind an eine (nicht dargestellte) Auslaßöffnung angeschlossen.
Die Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten Maschine 60 entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 1. Allerdings ist zu erkennen, daß die hydraulische Arbeitsvorrichtung 74 eine größere Baubreite hat als die hydraulische Arbeitsvorrichtung 72. Die Differenz in den Breitenabmessungen dieser beiden Vorrichtungen kann in der Größenordnung von etwa 25 bis 38 mm oder bei Maschinen größerer Hubvolumen etwa 76 bis 102 mm betragen. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind auch bei der in Fig. 5 dargestellten Maschine die Hochdruckzonen der beiden Arbeitsvorrichtungen 72 und 74- auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle 66 angeordnet.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist insbesondere für solche Fälle verwendbar, in denen die Welle 66 unter einer äußeren Belastung steht. Wie in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 erwähnt, ist es theoretisch möglich, die Belastungen der Welle bis auf Null auszugleichen. Wenn jedoch auf die Welle eine äußere Belastung wirkt, so kann dies zu einem Verkanten bzw. Verspannen der Welle führen mit der Folge, daß sich an den aufeinander gleitenden Flächen der Zahnräder ein übermäßig starker Verschleiß und gegebenenfalls ein Festfressen an diesen Flächen einstellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5
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wird dies dadurch vermieden, daß die Vorrichtung 74- größer bemessen wird als die Vorrichtung 72, was zur Folge hat, daß eine verhältnismäßig kleine, jedoch positive Lagerbelastung hervorgerufen wird, die an beiden Wellenlagern in derselben Richtung wirkt und die die Welle 66 bei Vorhandensein der äußeren Wellenbelastung in ihrer Fluchtlage hält.
Die größere wirksame Fläche in der Hochdruckzone der hydraulischen Arbeitsvorrichtung 74- führt zu einer Zusatzbelastung der Welle 66, die die Welle an den beiden Lagern 68 und 69 in derselben Richtung beaufschlagt. Wenn z.B. bei der Anordnung gemäß Fig. 5 die Hochdruckzone der Vorrichtung 74· an der Unterseite der Welle 66 liegt, so wirkt die Belastung der in den Wellenlagern 68 und 69 liegenden Welle von unten nach oben. Die Größe dieser Lagerbelastungen läßt sich durch Einstellung der geometrischen Verhältnisse und der Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen 72 und 74· und der Scheibe 70 so abstimmen, daß die auftretenden Momente die Gesamtlagerbelastung auf das gewünschte Maß herabsetzen.
Falls die Gesamtlagerbelastung nicht auf Null herabgesetzt ist, sondern einen positiven Belastungswert hat, so wirkt diese Restbelastung als Gegenkraft zu der äußeren Wellenbelastung mit der Folge, daß die Welle in ihrer genau ausgerichteten Lage verbleibt.
Es versteht sich, daß sich die erfindungsgemäße Maschine in verschiedener Hinsicht ändern läßt, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise braucht die Scheibe 20,
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70 nicht unbedingt einstückig mit der Welle gefertigt zu
sein. Sie kann z.B. durch einen Preßsitz drehfest an der
Welle befestigt sein. Außerdem lassen sich zur Befestigung
der Scheibe andere Befestigungsmittel, wie z.B. die Befestigung durch Verkeilen, durch Nut-Federverbindungen oder
Schrumpfverbindungen verwenden. Außerdem besteht die Möglichkeit, zusätzliche Paare der hydraulischen Arbeitsvorrichtungen 22, 24 bzw. 72, 74 vorzusehen, wobei die Vorrichtungen eines jeden Paares einander gegenüberliegende Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweisen, wie dies vorstehend beschrieben ist. Das erfindungsgemäße Prinzip des Kräfteausgleichs
an Wellenlagern ist nicht nur bei Zahnradpumpen der beschriebenen Art anwendbar, sondern läßt sich mit Vorteil auch bei anderen Arten hydraulischer Vorrichtungen, z.B. bei Maschinen der Flügelbauart anwenden.
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Claims (11)

  1. Ansprüche
    ( 1J Hydraulische Maschine mit das Gehäuse durchgreifender und in dem Gehäuse gelagerter Welle für den hydraulischen Maschinenteil, insbesondere Zahnradmaschine od.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Welle (16, 66) zwei sich mit ihr drehende, in der Gehäusekammer (14, 64) befindliche hydraulische Maschinenteile (22, 24 bzw. 72, 74) zugeordnet sind, und daß Mittel zur Herabsetzung der von den beiden hydraulischen Maschinenteilen auf die Welle übertragenen Belastungen vorgesehen sind.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel eine sich mit der Welle (16, 66) drehende Scheibe (20, 70) od.dgl. aufweisen, die von den hydraulischen Drücken der beiden Maschinenteile (22, 24 bzw. 72, 74) beaufschlagt ist.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel Hoch- und Niederdruckkammern (34, 36) der beiden hydraulischen Maschinenteile (22, 24 bzw. 72, 74) umfassen, wobei die Hochdruckkammer des einen hydraulischen Maschinenteils auf der einen Seite der Welle und die Hochdruckkammer des anderen hydraulischen Maschinenteils auf der gegenüberliegenden Wellenseite liegt.
  4. 4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (20, 70) zwischen den beiden hydraulischen Maschinenteilen (22, 24 bzw. 72, 74) liegt.
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  5. 5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Maschinenteile (22, 24 bzw. 72, 74) jeweils innere und äußere Maschinenelemente (26, 28) aufweisen, die zusammen Arbeitsräume mit zu- und abnehmendem Füllvolumen bilden, und daß die zwischen den beiden hydraulischen Maschinenteilen liegende Scheibe (20, 70) auf der einen Seite von den Drücken in den Arbeitsräumen des einen Maschinenteils und auf der anderen Seite von den Drücken in den Arbeitsräumen des anderen Maschinenteils beaufschlagt ist.
  6. 6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (16) mittels Gleitlager (18, 19) in dem Gehäuse gelagert ist.
  7. 7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Maschinenelemente aus zusammenwirkenden Zahnrädern (26, 28 bzw. 42, 44) bestehen, und daß in der einen Gehäusestirnwand (12) die Ein- und Auslaßleitungen des einen Maschinenteils und in der anderen Gehäusestirnwand (13) die Ein- und Auelaßleitungen des anderen Maschinenteils angeordnet sind, wobei die Auslässe (40, 51) der beiden Maschinenteile auf gegenüberliegenden Seiten der Welle (16) liegen.
  8. 8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7« dadurch gekenn zeichnet, daß die Scheibe (20, 70) mit der Welle einstückig verbunden ist.
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  9. 9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Maschinenteile (22, 24· bzw. 72, 74) aus Zahnradvorrichtungen mit im wesentlichen gleichen Bauabmessungen bestehen.
  10. 10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden hydraulischen Maschinenteile jeweils einen Hochdruck- und einen Niederdruckraum aufweisen, wobei der Hochdruckraum des einen Maschinenteils eine von dem Flüssigkeitsdruck belastete wirksame Fläche hat, die größer ist als die wirksame Fläche des Hochdruckraums des anderen Maschinenteils, derart, daß eine die Welle in einer vorbestimmten Richtung beaufschlagende Bestlast erzeugt wird.
  11. 11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der zwischen den beiden Maschinenteilen (72, 74-) angeordneten, mit der Welle (66) rotierenden und vom Flüs sigkeitsdruck belasteten Scheibe (70) so eingestellt ist, daß das von den gegen die Scheibe wirkenden Brücken bewirkte Momentenpaar die von den hydraulischen Maschinenteilen (72, 7^) auf die Welle übertragene Gesamtbelaetung herabsetzt.
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DE19702000477 1969-01-10 1970-01-07 Hydraulische Pumpe oder Motor Pending DE2000477A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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