液壓式齒輪機的製作方法

2023-04-26 20:36:01 3

專利名稱：液壓式齒輪機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的液壓式齒輪機。
背景技術：
在EP 1 291 526 A2中示出了一種帶有殼體的齒輪機，兩個彼此嚙合且支承在軸套或軸承體中的齒輪布置在該殼體中，其中，該殼體在端側分別用第一和第二殼蓋封閉。齒輪在軸向用在軸承體之間的各兩個軸向面以及在徑向分別通過容納在軸承體中的支承軸滑動地得到支承。齒輪機運行時，液壓力和機械力分別沿相同的齒輪縱軸作用到齒輪上。為了使處在這些力的作用方向上的第一軸承體不是通過齒輪的軸向面壓在齒輪和第一殼蓋之間並且在齒輪和第二軸承體之間僅出現很小的滑動間隙，反作用力被施加到齒輪和第一軸承體上。在此，這個反作用力要大於液壓力和機械力，因此第一軸承體被壓靠在齒輪上， 齒輪被壓靠在第二軸承體上以及第二軸承體被壓靠在第二殼蓋上。合力全部沿第二殼蓋方向作用到軸承體和齒輪上。通過作用在支承軸上的活塞將反作用力施加到齒輪上。活塞在此被大致與齒輪縱軸共軸地滑動地容納在處於第一殼蓋和殼體之間的隔板中，並且用第一活塞端面貼靠在支承軸的指向第一殼蓋方向的軸端面上，以及通過第二活塞端面分別用壓力加載。反作用力通過形成在軸承體和隔板之間的壓力場施加到第一軸承體上。這種解決方案的缺陷在於，由軸承體和齒輪構成的整個封包被按壓在齒輪機的第二殼蓋上，因此第二殼蓋和殼體受到極高且不均勻的負荷。由於將齒輪和軸承體按壓到一起，在齒輪的軸向面和軸承體之間出現了相當高的磨損。此外，要將反作用力施加到支承軸和軸承體上，需要因多個構件而在設備技術上的較高費用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，創造一種液壓式齒輪機，其在設備技術上比較簡單、用少量構件構造且具有較低的磨損。該技術問題通過按權利要求1的特徵所述的液壓式齒輪機解決。按照本發明，齒輪機具有容納兩個彼此嚙合的齒輪的殼體。這兩個齒輪在軸向上利用軸向面在容納於殼體中的軸承體之間滑動地得到支承並且在徑向上分別用容納在軸承體中的支承軸滑動地得到支承。齒輪機運行時，由運行中出現的液壓力和機械力合成的力的軸向分力朝相同的軸向方向作用到各齒輪上。在齒輪的至少一個處在軸向分力的作用方向上的軸向面和與所述至少一個軸向面鄰接的軸承體之間設置了至少一個壓力場。這種解決方案的優點在於，通過壓力場可以無需附加構件就能將一個與軸向分力反向作用的反作用力施加到齒輪上。此外，齒輪的作為按壓力作用的軸向分力通過該壓力場變小，因此在齒輪和處在軸向分力作用方向上的軸承體之間的滑動摩擦變小以及磨損被最小化。齒輪優選被傾斜地制齒。
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在一種優選的實施形式中，在齒輪的處在軸向分力的作用方向上的軸向面和軸承體的與該軸向面對置的滑動面之間分別設一個壓力場。這樣做的好處在於，這些壓力場可以具有不同的大小，因此可以用不同的壓力加載各個齒輪。壓力場可以簡單地設計成壓腔。有利的是，壓腔作為在製造成本低廉的壓力槽被置入處在軸向分力作用方向上的軸承體的滑動面中。第一壓力槽優選同心環繞第一軸承孔地置入到處在軸向分力的作用方向上的軸承體的滑動面中並且第二壓力槽以圍繞第二軸承孔覆蓋部分圓的方式置入到處在軸向分力的作用方向上的軸承體的滑動面中，因此實現了壓力槽的不同的作用面。有利的是，壓力槽經由接口槽與齒輪機的高壓壓力介質連接。由此能使作用到壓力槽中的壓力與齒輪機的運行條件結合起來。在另一種優選的實施形式中，壓腔被置入到齒輪的處在軸向分力作用方向上的軸向面中。壓腔被構造為能沿圍繞齒輪的各支承軸的圓周區段簡單地製造，因此也出現了很小的洩露縫隙。因為可以實現對齒輪的均勻的壓力加載，所以有利的是，壓腔構造成環繞齒輪的各支承軸。優選為了提高壓腔的作用面而將至少一個壓腔拓寬，拓寬幅度為置入到齒輪的齒的齒端面中的齒槽部段。壓腔的壓力油供應可以通過鄰接的軸承體完成，其中，壓腔例如與齒輪機的高壓壓力介質連接。本發明其它有利的擴展設計是另外的從屬權利要求的主題。


接下來藉助示意性附圖詳細闡述本發明的多個實施例。附圖中 圖1以縱剖面圖簡化示出了齒輪機；
圖2以側視圖簡化示出了由軸承體和圖1的齒輪機的齒輪構成的封包； 圖3以縱剖面圖簡化示出了按第一種實施例的齒輪機的軸承體和齒輪； 圖4是圖3的軸承體的俯視圖；以及圖5是按第二種實施例的齒輪機的齒輪的俯視圖。
具體實施例方式圖1中以縱剖面示出了設計成齒輪機1的按第一種實施例的液壓式工作機。齒輪機具有藉助兩個殼蓋4和6封閉的機器殼體2。齒輪機1在圖1右邊的殼蓋6被第一支承軸8穿過，第一齒輪10在機器殼體2內布置在該第一支承軸上。第一齒輪10經由斜齒14 與第二齒輪12嚙合，其中，齒輪12抗扭地布置在第二支承軸16上。第一和第二支承軸8 和16分別在兩個滑動軸承18、20或22、24中導引。在圖1右邊的滑動軸承20J4在此承接在軸承體沈中，在圖1左邊的滑動軸承18、22則承接在軸承體觀中。齒輪10和10沿著軸線分別經由第一軸向面30或32滑動地支承在圖1右邊的第二軸承體沈上以及分別經由第二軸向面34或36滑動地支承在左邊的軸承體觀上。在齒輪10、12和軸承體沈、28 之間的滑動面可以配設有滑動塗層，如MoS2、石墨或PTFE (聚四氟乙烯)，以減小摩擦。軸承體沈和28分別用端面38或40指向殼蓋6或4。殼蓋4、6經由定心銷42在機器殼體2上定向。在殼蓋4和6與機器殼體2之間布置有殼體密封件44。此外，軸向場密封件46分別置入到軸承體沈或28的端面38和40 中，以便將齒輪機1的高壓區域和低壓區域分開。另一個軸密封圈48密封第一支承軸8的穿過圖1右邊的殼蓋6的穿孔。在齒輪機1運行時出現液壓力和機械力，這示意性地在接下來的圖2中詳細闡釋。圖2以側視圖簡化示出了由齒輪10和12以及軸承體沈和28構成的封包，以便闡釋在圖1的齒輪機1運行時出現的液壓力和主要通過斜齒14作用的機械力。液壓力的分力在兩個齒輪10、12中朝相同的軸向作用(圖2中向左)。附加地，機械力的一個機械分力沿液壓分力的作用方向作用到驅動齒輪上，亦即在圖2中的上部齒輪10上，一個機械分力則與液壓分力的作用方向相反地作用到從動齒輪上，亦即圖2中的下部齒輪12上。液壓分力和機械分力在兩個齒輪10、12上分別產生一個沿相同方向(圖2中是向左)但大小不同的合成軸向分力47、49。用軸向分力47、49加載的齒輪10和12分別用軸向面34或36支靠在圖2左側的軸承體觀上。右側的軸承體沈則不受作用到齒輪10、12上的軸向分力的負荷。為了減小在齒輪1_、12和圖2左側的軸承體觀之間的磨損，用反作用力加載齒輪，這在圖2中用虛線箭頭示出。在圖3中以縱剖面圖簡化示出了按圖1的齒輪機1的第一種實施例的軸承體26、 28和齒輪10、12。為了用反作用力加載齒輪10、12，在各齒輪10或12的處在軸向分力47、 49作用方向上的軸向面34和36以及軸承體28的與軸向面34和36對置的滑動面50或 52之間，設一個壓力場。軸承體沈、觀可以如圖3所示構造成由兩部分組成。壓力場通過分別置入到滑動面50和52中的壓力槽M或56和各軸向面34或36限定邊界。圖3中簡化地用雙箭頭標出通過壓力場作用到軸承體觀和齒輪10、12上的壓力58、60，其中，軸承體 28為了清楚示出壓力58、60而被向左偏置。圖4中可以看到壓力槽M、56的設計。圖4以俯視圖示出了圖3的眼鏡形軸承體觀的滑動面50、52。第一壓力槽M圍繞圖4上方的軸承孔62地置入到滑動面中。第二壓力槽56形成環繞主要在圖1的齒輪機 1的高壓區域內的下部的軸承孔64的部分圓。壓力槽M、56經由徑向槽66用壓力介質與齒輪機1的高壓連接。齒輪10、12和軸承體28通過在圖3和圖4中分別置入到滑動面50和52中的壓力槽M或56用壓力58、60加載。壓力58、60與軸向分力47、49反方向地作用，因此減小在齒輪10、12和軸承體觀之間的滑動摩擦和磨損。壓力槽M、56的大小在此設計成，使加載到齒輪10、12上的軸向分力47、49通過壓力58、60基本上得到補償，以及齒輪10、12因而被大致流體靜力式地支承。在圖3上方的軸向分力47要大於下方的軸向分力49，因為圖 4的上部的壓力槽M構造得要比下部的壓力槽56面積更大。圖5是按圖1的齒輪機1的第二種實施例的齒輪10、12的軸向面34、36的俯視圖。 在此，壓力場不是通過圖3中置入到軸承體觀中的壓力槽M、56限定邊界，而是通過分別置入到齒輪10或12的軸向面34和36中的壓腔68或70限定邊界。在圖5中下部的齒輪12的壓腔70被構造成環槽，該環槽環繞地置入到在齒輪12的齒74的齒端面72和支承軸 16的外表面之間的軸向面36中。在圖5中上部的齒輪10的壓腔68除了對應壓腔79的環槽外，還具有置入到齒端面72中的齒槽部段76，因此壓腔68被大面積地置入到軸向面34 中。然後用圍繞齒輪10的圓周的壁78在徑向限定壓腔68的邊界。壓腔68、70例如通過在鄰接軸承體觀(見圖1)內的接口槽用壓力介質與圖1的齒輪機1的高壓連接。通過齒輪10、12的壓腔68、70，圖3的壓力58、60在用軸向分力47、49加載的齒輪 10,12的作用區域內被施加到軸承體觀上。因為在圖4上部的壓腔68具有比下部的壓腔 70更大的軸向壓力作用面，所以作用到上部齒輪10上的壓力更高。作為備選，可以考慮的是，圖4的壓腔68、70不是環繞成圓形地，而是環繞成部分圓且具有更大徑向寬度地置入到齒輪10、12中。因此例如可以簡化製造並縮小洩漏縫隙， 這導致更小的液壓損耗。在此，前述軸向間隙補償和軸向力補償的作用方式與所使用的軸承元件的構造類型無關，且能夠使用在所有適用於軸向密封齒輪機的結構元件中。同樣道理也適用於齒部和其參數。這種軸向間隙補償和軸向力補償既可以使用在外齒輪機中也可以使用在內齒輪機中。齒輪機可以用作齒輪泵或齒輪傳動發動機。公開了一種齒輪機，其有用於容納兩個彼此嚙合的齒輪的殼體。這兩個齒輪在軸向用軸向面在容納於殼體中的軸承體之間滑動地得到支承，在徑向則分別用容納在軸承體中的支承軸滑動地得到支承。在齒輪機運行時，出現液壓力和機械力，其中，這些力的軸向分力分別沿相同的軸向作用到齒輪上。為了反作用於這些軸向分力，在齒輪的至少一個處在軸向分力作用方向上的軸向面和與所述至少一個軸向面鄰接的軸承體之間設置了壓力場。
權利要求
1.齒輪機，包括用於容納兩個彼此嚙合的齒輪(10、12)的殼體(2)，所述齒輪在軸向上利用軸向面(30、32、34、36 )在容納於殼體(2 )中的軸承體(沈、28 )之間滑動地得到支承並且在徑向上分別利用容納在軸承體(26、觀)中的支承軸(8、16)滑動地得到支承，其中由在齒輪機(1)運行時出現的液壓力和機械力合成的力的軸向分力(47、49)沿相同的軸向方向作用到各齒輪(10、12)上，其特徵在於，在齒輪(10、12)的至少一個處在軸向分力的作用方向上的軸向面(34、36 )和與所述至少一個軸向面(34、36 )鄰接的軸承體(28 )之間設置了至少一個壓力場。
2.按權利要求1所述的齒輪機，其中，所述齒輪(10、12)被傾斜地制齒。
3.按權利要求1或2所述的齒輪機，其中，分別在齒輪(10、12)的處在軸向分力的作用方向上的軸向面(34、36 )和軸承體(28 )的與該軸向面(34、36 )對置的滑動面(50、52 )之間設置了壓力場。
4.按權利要求3所述的齒輪機，其中，所述壓力場沿所述齒輪(10、12)的軸向具有不同的作用面。
5.按權利要求2或3所述的齒輪機，其中，所述壓力場被構造成壓腔(54、56)。
6.按權利要求5所述的齒輪機，其中，所述壓腔(54、56)被作為壓力槽(54、56)置入到處在軸向分力的作用方向上的軸承體(28)的滑動面(50、52)中。
7.按權利要求6所示的齒輪機，其中，第一壓力槽(54)同心地環繞第一軸承孔(62)地置入到處在軸向分力(47、49)的作用方向上的軸承體(28)的滑動面(50、52)中並且第二壓力槽(56)以圍繞第二軸承孔(64)覆蓋部分圓的方式置入到處在軸向分力(47、49)的作用方向上的軸承體(28)的滑動面(50、52)中。
8.按權利要求7所述的齒輪機，其中，所述壓力槽(54、56)經由接口槽(66)與齒輪機 (1)的高壓壓力介質連接。
9.按權利要求5所述的齒輪機，其中，壓腔(68、70)被置入到齒輪(10、12)的處在軸向分力(47、49)的作用方向上的軸向面(34、36)中。
10.按權利要求9所述的齒輪機，其中，所述壓腔(68、70)沿齒輪(10、12)的圍繞各支承軸(8、16)的圓周區段地構造。
11.按權利要求9所述的齒輪機，其中，所述壓腔(68、70)環形地圍繞齒輪(10、12)的各支承軸(8、16)地構造。
12.按權利要求11所述的齒輪機，其中，至少一個壓腔(68)被拓寬，拓寬幅度為置入到齒輪(10)的齒(74)的齒端面(72)中的齒槽部段(76)。
13.按權利要求10或11所述的齒輪機，其中，經由鄰接的軸承體(28)來對壓腔(68、 70)進行壓力油供應。
全文摘要
公開了一種齒輪機，其包括用於容納兩個彼此嚙合的齒輪的殼體。它們在軸向上利用軸向面在容納於殼體中的軸承體之間滑動地得到支承並且在徑向上分別用容納在軸承體中的支承軸滑動地得到支承。在齒輪機運行時出現液壓力和機械力，其中，這些力的軸向分力分別沿相同的軸向方向作用到齒輪上。為了反作用於這些軸向分力，在齒輪的至少一個處在軸向分力的作用方向上的軸向面和與所述至少一個軸向面鄰接的軸承體之間設置了壓力場。
文檔編號F04C2/18GK102362073SQ201080011320
公開日2012年2月22日 申請日期2010年2月25日 優先權日2009年3月12日
發明者D.施武喬, G.布雷登費爾德, K.格裡澤, M.威廉, M.拉策爾, S.塞爾尼, S.特茨拉夫 申請人:羅伯特·博世有限公司