Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
GEAR MACHINE AND METHOD FOR OPERATING A GEAR MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/153606
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gear machine (1), wherein, for axial compensation of a gap (25a, 25b) formed between a respective bearing bracket (36, 40) and the gear arrangement (14), an axial force (F) can be applied to the gear arrangement (14) by means of at least one piston (30). The invention further relates to a method for operating the gear machine (1).

Inventors:
BRANCZEISZ JAKOB (DE)
RIEDLE MATTHIAS (DE)
BREDENFELD GUIDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/051698
Publication Date:
August 30, 2018
Filing Date:
January 24, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F04C2/18
Foreign References:
US2823615A1958-02-18
US2312891A1943-03-02
DE1159763B1963-12-19
US3003425A1961-10-10
DE19924057A12000-11-30
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Zahnradmaschine (1 ) mit einem Gehäuse (10), das einen Innenraum (12) aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung (14) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad (16, 18) angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei das erste Zahnrad (16) und das zweite Zahnrad (18) jeweils mittels einer Lagerbrille (36, 40) gelagert sind, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der jeweiligen Lagerbrille (36, 40) und der Zahnradanordnung (14) ausgebildeten Spalts (25a, 25b) eine Axialkraft (F) durch zumindest einen Kolben (30) auf die Lagerbrille (36, 40) aufbringbar ist.

2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (16) auf einer ersten Welle (20) befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine

Wellendichtung (22) abgedichtet ist, und das zweite Zahnrad (18) auf einer zweiten Welle (24) befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben (30) in einem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnet und druckbeaufschlagbar ist, und wobei der Kolben (30) in einer in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) axial bewegbar angeordnet ist.

3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (20) einen benachbart zu einer ersten Stirnseite (16a) des ersten Zahnrads (16) angeordneten ersten Wellenabschnitt (20a) und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite (16b) des ersten Zahnrads (16) angeordneten zweiten Wellenabschnitt (20b) aufweist, wobei die zweite Welle (24) einen benachbart zu einer ersten Stirnseite (18a) des zweiten Zahnrads (18) angeordneten ersten Wellenabschnitt (24a) und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite (18b) des zweiten Zahnrads (18) angeordneten zweiten Wellenabschnitt (24b) aufweist, wobei der erste Wellenabschnitt (20a) des ersten Zahnrads (16) und der erste

Wellenabschnitt (24a) des zweiten Zahnrads (18) in einer ersten Lagerbrille (36) gelagert sind, und wobei der zweite Wellenabschnitt (20b) des ersten Zahnrads (16) und der zweite Wellenabschnitt (24b) des zweiten Zahnrads (18) in einer zweiten Lagerbrille (40) gelagert sind.

Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Lagerbrille (36) eine erste Lagerbuchse (34) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (20a) des ersten Zahnrads (16) und eine zweite Lagerbuchse (35) zur Lagerung des ersten

Wellenabschnitts (24a) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille (40) eine dritte Lagerbuchse (38) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (20b) des ersten Zahnrads (16) und eine vierte Lagerbuchse (39) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (24b) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, und wobei der in dem

Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnete Kolben (30) derart angeordnet ist, dass dieser die erste Lagerbrille (36) und die zweite Lagerbrille (40) parallel mit der Axialkraft (F) beaufschlagt.

Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) an einem axialen Endabschnitt (30a) eine zu einer Mittellängsachse (M1 ) des Kolbens (30) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung (42) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) eine erste Axialdruckfeder (44) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (44a) an einer Wandfläche (28a) des Gehäusedeckels (28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (44b) an einer Wandfläche (42a) der zweiten Aussparung (42) des Kolbens (30) abstützt.

Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel (26), welcher eine Öffnung (27) zur Aufnahme der Welle (20) der Zahnradmaschine (1 ) aufweist, oder in einem, zu dem

antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel (26) gegenüberliegend

angeordneten, zweiten Gehäusedeckel (28) angeordnet ist. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) eine Öffnung (46) aufweist, welche zur Druckversorgung des Kolbens (30) mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine (1 ), insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert.

Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine (1 ) die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen (36, 40) und der Zahnradanordnung (14) jeweils ausgebildeten Spalts (25a, 25b) mittels der ersten Axialdruckfeder (44) und während einer Betriebsphase der

Zahnradmaschine (1 ) mittels der ersten Axialdruckfeder (44) und mittels einer Beaufschlagung des Kolbens (30) mit einem Fluiddruck durchführbar ist.

Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, dass in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Kolben (30) und ein weiterer Kolben (48) angeordnet sind, wobei der Kolben (30) in einer in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten Aussparung (32) und der weitere Kolben (48) in einer in dem

Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten dritten Aussparung (50) axial bewegbar angeordnet sind.

0. Zahnradmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in die erste Lagerbrille (36) eine erste Lagerbuchse (34) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (20a) des ersten Zahnrads (16) und eine zweite Lagerbuchse (35) zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts (24a) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille (40) eine dritte Lagerbuchse (38) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (20b) des ersten Zahnrads (16) und eine vierte Lagerbuchse (39) zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts (24b) des zweiten Zahnrads (18) eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) angeordnete Kolben (30) und der weitere Kolben (48) derart angeordnet sind, dass diese die erste Lagerbrille (36) und die zweite Lagerbrille (40) parallel mit der Axialkraft (F) beaufschlagen.

1 1 . Zahnradmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) und die dritte Aussparung (50) des Gehäusedeckels (26, 28) zur Druckversorgung des Kolbens (30) und des weiteren Kolbens (48) mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine (1 ), insbesondere der

Zahnradpumpe fluidisch kommunizieren, wobei die erste Aussparung (32) des Gehäusedeckels (26, 28) und die dritte Aussparung (50) des

Gehäusedeckels (26, 28) durch eine Öffnung (46) miteinander fluidisch verbunden sind.

12. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch

gekennzeichnet, dass der Kolben (30) an einem axialen Endabschnitt (30a) eine zu einer Mittellängsachse (M1 ) des Kolbens (30) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung (42) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten ersten

Aussparung (32) eine erste Axialdruckfeder (44) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (60a) an einer Wandfläche (28a) des Gehäusedeckels (26, 28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (44b) an einer Wandfläche (42a) der zweiten Aussparung (42) des Kolbens (30) abstützt, und wobei der weitere Kolben (48) an einem axialen Endabschnitt

(48a) eine zu einer Mittellängsachse (M2) des weiteren Kolbens (48) im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung (58) aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel (26, 28) der Zahnradmaschine (1 ) ausgebildeten dritten Aussparung (50) eine zweite Axialdruckfeder (60) angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt (60a) an einer Wandfläche (44a) des Gehäusedeckels (26, 28) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (60b) an einer Wandfläche (58a) der vierten

Aussparung (58) des weiteren Kolbens (48) abstützt. 13. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, dass der Kolben (30) und/oder der weitere Kolben (48) an einem zu der Zahnradanordnung (14) benachbarten Abschnitt (30b, 48b) eine Entlastungsnut (52, 54) aufweist.

14. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Zulaufdruck zum Kolben (30) und/oder weiteren Kolben (48) über ein dem Kolben (30) und/oder weiteren Kolben (48) vorgeschaltetes Ventil (56) regelbar ist.

15. Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine (1 ), mit den Schritten:

Bereitstellen (S1 ) eines Gehäuses (10), das einen Innenraum (12) aufweist; Bereitstellen (S2) zumindest einer in dem Gehäuse (10) angeordneten Zahnradanordnung (14) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad (16, 18), die im Außeneingriff miteinander kämmen;

Lagern (S3) des ersten Zahnrads (16) und des zweiten Zahnrads (18) mittels einer jeweiligen Lagerbrille (36, 40); und

Aufbringen (S4) einer Axialkraft (F) durch zumindest einen Kolben (30) auf die Zahnradanordnung (14) zur axialen Kompensation eines zwischen der jeweiligen Lagerbrille (36, 40) und der Zahnradanordnung (14)

ausgebildeten Spalts (25a, 25b).

Description:
Beschreibung Titel

Zahnradmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine.

Stand der Technik

In bekannten Serien-Konstruktionen von Zahnradmaschinen, insbesondere Außenzahnradmaschinen bzw. Pumpen, wird ein Axiallager über eine

Zahnradstirnseite und einen entsprechenden Gegenpart wie beispielsweise eine Lagerbuchse oder eine Anlaufscheibe gebildet. Um eine Leckage über diese Lagerstelle möglichst geringzuhalten, findet in der Pumpe eine axiale

Kraftkompensation statt, wobei ein Kräftegleichgewicht zwischen Innen- und Außenfeld eingestellt wird. Ziel ist es, die beiden Lagerpartner über eine axiale Kraft aneinander zu pressen.

Diese axiale Kompensation kann entsprechend dem Betriebszustand der Pumpe folgendermaßen stattfinden. In einem ersten Betriebszustand ist die Pumpe im Anlauf. In den Lagerbuchsen/-brillen befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite zum Axiallager Dichtungen. Bei dieser Dichtung handelt es sich um eine Axialfelddichtung, von welchen je eine pro Pumpenseite vorgesehen ist. Diese Dichtungen trennen zum einen im Betrieb die Hochdruckseite von der

Niederdruckseite. Zum anderen liegen die Dichtungen vorgespannt in ihren Nuten und können so beim Anlauf der Pumpe die Lagerbuchse/-brille direkt oder über die Lagerbuchse/-brille eine Anlaufscheibe gegen die Zahnradstirnseite drücken. In einem zweiten Betriebszustand befindet sich die Pumpe im Betrieb und fördert gegen einen Betriebsdruck. Im druckbelasteten Zustand wird über die zuvor genannte Axialfelddichtung ein definiertes Druckfeld gegenüber dem Axiallager aufgebaut/abgegrenzt. Dieses Druckfeld erzeugt zusätzlich zur Vorspannung aus der Axialfelddichtung eine axiale Kraft auf das Axiallager. Entsprechend der Konstruktion der Pumpe, d.h. der Einbauposition der

Axialfelddichtung, wirkt die Axialkraft asymmetrisch auf das Axiallager.

Aggressive Medien, wie z.B. Ethanol, Cyclopenthan, Kältemittel, oder ähnliche können die Struktur der Axialfelddichtung, insbesondere des Elastomer, chemisch zersetzen bzw. die Dichtungen quellen oder aushärten lassen. Eine derart geschädigte Dichtung kann die geforderte Axialkraft beim Anlauf und/oder im Betrieb nicht mehr vollständig aufbringen, was zu einer erhöhten Leckage im

Axiallager und somit zu Wirkungsgradverlusten in der Pumpe führt.

Neben der Abgrenzung des Axialfelds übernimmt die Axialfelddichtung auch eine Abtrennung des Hochdruckbereichs zum Niederdruckbereich. Im Bereich einer Triebwerksbohrung bzw. an deren Kontur wird diese Abdichtung über Nasen an der Axialfelddichtung realisiert. Niederviskose Medien, wie z.B. ORC-Medien, in Verbindung mit Montagefehlern, z.B. eine gequetschte Dichtung oder Fehler an einer Außenform der Dichtung, können hier ungewollt zu Undichtigkeit und somit ebenfalls zu einem Wirkungsgradverlust führen.

Die DE 199 24 057 AI offenbart eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung angeordnet ist, die wenigstens zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder aufweist, auf die zur axialen Abdichtung auf eine erste Zahnrad Stirnseite zumindest ein erstes axial verschiebbares Bauteil und auf eine zweite

Seitenfläche zumindest ein zweites axial verschiebbares Bauteil gedrückt ist.

Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung schafft eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad angeordnet ist, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad mittels einer Lagerbrille gelagert sind, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts eine Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Lagerbrille aufbringbar ist. Somit wird die Leckage durch den Spalt verringert, indem die Höhe des Spalts reduziert wird. Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradmaschine.

Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Gehäuses, das einen Innenraum aufweist.

Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad, die im Außeneingriff miteinander kämmen.

Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lagern des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads mittels einer Lagerbrille.

Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Aufbringen einer Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Zahnradanordnung zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die axiale Kompensation realisiert über ein Druckfeld in Verbindung mit der Axialfelddichtung zu ersetzen bzw. auf andere Geometrieelemente wie den druckbeaufschlagbaren Kolben zu verlagern. Durch den Entfall der Axialfelddichtung bzw. das Vorsehen des

druckbeaufschlagbaren Kolbens ist die Zahnradmaschine wesentlich beständiger gegenüber aggressiven Medien wie beispielsweise ORC-Medien. Zudem kann die Zahnanordnung stets über die Lebensdauer der Zahnradmaschine mit einem definierbaren Druck beaufschlagt werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Zahnrad auf einer ersten Welle befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine Wellendichtung abgedichtet ist, und das zweite Zahnrad auf einer zweiten Welle befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben in einem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnet und druckbeaufschlagbar ist, und wobei der Kolben in einer in dem

Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung axial bewegbar angeordnet ist. Somit kann durch den ersten Kolben eine definierbare Kraft auf die Zahnradanordnung aufgebracht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Welle einen benachbart zu einer ersten Stirnseite des ersten Zahnrads angeordneten ersten Wellenabschnitt und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite des ersten Zahnrads angeordneten zweiten Wellenabschnitt aufweist, wobei die zweite Welle einen benachbart zu einer ersten Stirnseite des zweiten

Zahnrads angeordneten ersten Wellenabschnitt und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite des zweiten Zahnrads angeordneten zweiten Wellenabschnitt aufweist, wobei der erste Wellenabschnitt des ersten Zahnrads und der erste Wellenabschnitt des zweiten Zahnrads in einer ersten Lagerbrille gelagert sind, und wobei der zweite Wellenabschnitt des ersten Zahnrads und der zweite

Wellenabschnitt des zweiten Zahnrads in einer zweiten Lagerbrille gelagert sind. Somit können in vorteilhafter Weise das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad parallel durch nur einen Kolben mit der Axialkraft beaufschlagt werden. Die Lagerbrillen sind vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in die erste Lagerbrille eine erste Lagerbuchse zur Lagerung des ersten

Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine zweite Lagerbuchse zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille eine dritte Lagerbuchse zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine vierte Lagerbuchse zur

Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnete Kolben derart angeordnet ist, dass dieser die erste Lagerbrille und die zweite Lagerbrille parallel mit der Axialkraft beaufschlagt. Somit können die Lagerbrillen aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, während die

Lagerbuchsen aus einem Material ausgebildet sind, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung eine erste Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der zweiten

Aussparung des Kolbens abstützt. Durch Vorsehen der ersten Axialdruckfeder kann somit in vorteilhafter Weise sowohl eine Federkraft als auch ein Fluiddruck auf den ersten Kolben aufgebracht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel, welcher eine Öffnung zur Aufnahme der Welle der Zahnradmaschine aufweist, oder in einem, zu dem antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel gegenüberliegend angeordneten, zweiten

Gehäusedeckel angeordnet ist. Eine Anordnung des Kolbens kann somit nach jeweiligen baulichen bzw. systemischen Anforderungen ausgebildet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Aussparung des Gehäusedeckels eine Öffnung aufweist, welche zur

Druckversorgung des Kolbens mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert. Somit kann zur Druckbeaufschlagung des Kolbens in vorteilhafter Weise der durch die Zahnradmaschine erzeugte Druck des Hochdruckbereichs verwendet werden. Somit muss die Druckversorgung nicht gesondert bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen und der Zahnradanordnung jeweils ausgebildeten Spalts mittels der ersten Axialdruckfeder und während einer Betriebsphase der Zahnradmaschine mittels der ersten Axialdruckfeder und mittels einer

Beaufschlagung des Kolbens mit einem Fluiddruck durchführbar ist. Somit kann in vorteilhafter Weise unabhängig von einer Drehzahl bzw. einem

Betriebszustand der Zahnradmaschine ein erforderlicher Druck an den Kolben angelegt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Gehäusedeckel der Kolben und ein weiterer Kolben angeordnet sind, wobei der Kolben in einer in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung und der weitere Kolben in einer in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten dritten Aussparung axial bewegbar angeordnet sind. Durch Vorsehen eines Kolbens und eines weiteren Kolbens kann in vorteilhafter Weise ein höherer Druck auf die Zahnradanordnung angewendet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das in die erste Lagerbrille eine erste Lagerbuchse zur Lagerung des ersten

Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine zweite Lagerbuchse zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, wobei in die zweite Lagerbrille eine dritte Lagerbuchse zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des ersten Zahnrads und eine vierte Lagerbuchse zur

Lagerung des zweiten Wellenabschnitts des zweiten Zahnrads eingepresst sind, und wobei der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine angeordnete Kolben und der weitere Kolben derart angeordnet sind, dass diese die erste Lagerbrille und die zweite Lagerbrille parallel mit der Axialkraft beaufschlagen. Somit können die Lagerbrillen aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, während die Lagerbuchsen aus einem Material ausgebildet sind, das tribologisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Aussparung des Gehäusedeckels und die dritte Aussparung des

Gehäusedeckels zur Druckversorgung des Kolbens und des weiteren Kolbens mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommunizieren, wobei die erste Aussparung des Gehäusedeckels und die dritte Aussparung des

Gehäusedeckels durch eine Öffnung miteinander fluidisch verbunden sind. Somit kann zur Druckbeaufschlagung des ersten und weiteren Kolbens in vorteilhafter Weise der durch die Zahnradmaschine erzeugte Druck des Hochdruckbereichs verwendet werden. Somit muss die Druckversorgung nicht gesondert

bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschine ausgebildeten ersten Aussparung eine erste Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der zweiten

Aussparung des Kolbens abstützt, und wobei der weitere Kolben an einem axialen Endabschnitt eine zu einer Mittellängsachse des weiteren Kolbens im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung aufweist, wobei in der in dem Gehäusedeckel der Zahnradmaschineausgebildeten dritten Aussparung eine zweite Axialdruckfeder angeordnet ist, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche des Gehäusedeckels und an einem zweiten axialen Endabschnitt an einer Wandfläche der vierten Aussparung des weiteren Kolbens abstützt.

Durch Vorsehen der ersten und zweiten Axialdruckfeder kann somit in

vorteilhafter Weise sowohl eine Federkraft als auch ein Fluiddruck auf den ersten und zweiten Kolben aufgebracht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben und/oder der weitere Kolben an einem zu der Zahnradanordnung benachbarten Abschnitt eine Entlastungsnut aufweist. Diese Entlastungsnut dient zur Abführung der Lagerleckage aus den Radiallagern. Durch Vorsehen der Entlastungsnut im Kolben bzw. durch die Verlagerung der Entlastungsnut in die Kolben kann eine Vereinfachung der Fertigung der Lagerbuchsen erreicht werden, da eine Ausfräsung der Lagerbuchsen/-brillen entfällt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Zulaufdruck zum Kolben und/oder weiteren Kolben über ein dem Kolben und/oder weiteren Kolben vorgeschaltetes Ventil regelbar ist. Somit kann in vorteilhafter Weise in einer Betriebsphase der Zahnradmaschine der Druck unabhängig vom Betriebsdruck der Zahnradmaschine geregelt werden.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der

Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen

Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Zahnradmaschine gemäß einer ersten

Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer zweiten

Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer dritten

Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der

Zahnradmaschine gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung. In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts

Gegenteiliges angegeben ist.

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht einer Zahnradmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Die Zahnradmaschine 1 weist ein Gehäuse 10 auf, das einen Innenraum 12 aufweist, in dem zumindest eine Zahnradanordnung 14 mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad 16, 18 angeordnet ist. Das erste Zahnrad 16 und das zweite Zahnrad 18 kämmen miteinander im Außeneingriff.

Das erste Zahnrad 16 und das zweite Zahnrad 18 sind mittels einer Lagerbrille 36, 40 gelagert, wobei zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung 14 ausgebildeten Spalts 25a, 25b eine Axialkraft F durch zumindest einen Kolben 30 auf die Lagerbrille 40, und damit auch mittelbar auf die Zahnradanordnung 14 aufbringbar ist.

Das erste Zahnrad 16 ist auf einer ersten Welle 20 befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, die nach außen geführt und über eine Wellendichtung 22 abgedichtet ist. Das zweite Zahnrad 18 ist auf einer zweiten Welle 24 befestigt oder mit dieser integral ausgebildet ist, wobei der Kolben 30 in einem

Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnet und

druckbeaufschlagbar ist. Der Kolben 30 ist in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet.

Die erste Welle 20 weist einen benachbart zu einer ersten Stirnseite 16a des ersten Zahnrads 16 angeordneten ersten Wellenabschnitt 20a und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite 16b des ersten Zahnrads 16

angeordneten zweiten Wellenabschnitt 20b auf.

Die zweite Welle 24 weist einen benachbart zu einer ersten Stirnseite 18a des zweiten Zahnrads 18 angeordneten ersten Wellenabschnitt 24a und einen benachbart zu einer zweiten Stirnseite 18b des zweiten Zahnrads 18

angeordneten zweiten Wellenabschnitt 24b auf.

Der erste Wellenabschnitt 20a des ersten Zahnrads 16 und der erste

Wellenabschnitt 24a des zweiten Zahnrads 18 sind in einer ersten Lagerbrille 36 gelagert. Der zweite Wellenabschnitt 20b des ersten Zahnrads 16 und der zweite Wellenabschnitt 24b des zweiten Zahnrads 18 sind in einer zweiten Lagerbrille 40 gelagert.

In die erste Lagerbrille 36 sind eine erste Lagerbuchse 34 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 20a des ersten Zahnrads 16 und eine zweite

Lagerbuchse 35 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 24a des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 34, 35 sind optional.

In die zweite Lagerbrille 40 sind eine dritte Lagerbuchse 38 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 20b des ersten Zahnrads 16 und eine vierte

Lagerbuchse 39 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 24b des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 38, 39 sind optional.

Der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnete Kolben 30 ist derart angeordnet, dass dieser die erste Lagerbrille 36 und die zweite Lagerbrille 40 parallel mit der Axialkraft F beaufschlagt.

Der Kolben 30 weist an einem axialen Endabschnitt 30a eine zu einer

Mittellängsachse M1 des Kolbens 30 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung 42 auf. In der in dem Gehäusedeckel 28 der

Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 ist eine erste

Axialdruckfeder 44 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen

Endabschnitt 44a an einer Wandfläche 28a des Gehäusedeckels 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 44b an einer Wandfläche 42a der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 abstützt.

Der Kolben 30 ist in einem antriebsseiteigen ersten Gehäusedeckel 26, welcher eine Öffnung 27 zur Aufnahme der Welle 20 der Zahnradmaschine 1 aufweist, oder in einem, zu dem antriebsseitigen ersten Gehäusedeckel 26

gegenüberliegend angeordneten, zweiten Gehäusedeckel 28 angeordnet. Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 weist eine Öffnung 46 auf, welche zur Druckversorgung des Kolbens 30 mit einer Zuleitung aus einem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine 1 , insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch kommuniziert.

Während einer Anlaufphase der Zahnradmaschine 1 ist die axiale Kompensation des zwischen den Lagerbrillen 36, 40 und der Zahnradanordnung 14 jeweils ausgebildeten Spalts 25a, 25b mittels der ersten Axialdruckfeder 44 und während einer Betriebsphase der Zahnradmaschine 1 mittels der ersten Axialdruckfeder 44 und mittels einer Beaufschlagung des Kolbens 30 mit einem Fluiddruck durchführbar.

Des Weiteren sind die Gehäusedeckel 26, 28 dazu ausgebildet, eine

Wärmeabfuhr von in dem Spalt 25a, 25b angeordnetem Fluid an eine Umgebung zu realisieren.

Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In dem Gehäusedeckel 26, 28 sind der Kolben 30 und ein weiterer Kolben 48 angeordnet, wobei der Kolben 30 in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 und der weitere Kolben 48 in einer in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten dritten Aussparung 50 axial bewegbar angeordnet sind.

In die erste Lagerbrille 36 sind eine erste Lagerbuchse 34 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 20a des ersten Zahnrads 16 und eine zweite

Lagerbuchse 35 zur Lagerung des ersten Wellenabschnitts 24a des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 34, 35 sind optional.

In die zweite Lagerbrille 40 sind eine dritte Lagerbuchse 38 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 20b des ersten Zahnrads 16 und eine vierte

Lagerbuchse 39 zur Lagerung des zweiten Wellenabschnitts 24b des zweiten Zahnrads 18 eingepresst. Die Lagerbuchsen 38, 39 sind optional. Der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 angeordnete Kolben 30 und der weitere Kolben 48 sind derart angeordnet, dass diese die erste Lagerbrille 36 und die zweite Lagerbrille 40 parallel mit der Axialkraft F beaufschlagen.

Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 und die dritte Aussparung 50 des Gehäusedeckels 26, 28 zur Druckversorgung des Kolbens 30 und des weiteren Kolbens 48 kommunizieren mit einer Zuleitung aus einem

Hochdruckbereich der Zahnradmaschine 1 , insbesondere der Zahnradpumpe fluidisch.

Die erste Aussparung 32 des Gehäusedeckels 26, 28 und die dritte Aussparung 50 des Gehäusedeckels 26, 28 sind durch eine Öffnung 46 miteinander fluidisch verbunden.

Der Kolben 30 weist an einem axialen Endabschnitt 30a eine zu einer

Mittellängsachse M1 des Kolbens 30 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete zweite Aussparung 42 auf.

In der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten Aussparung 32 ist eine erste Axialdruckfeder 44 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt 60a an einer Wandfläche 28a des

Gehäusedeckels 26, 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 44b an einer Wandfläche 42a der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 abstützt.

Der weitere Kolben 48 weist an einem axialen Endabschnitt 48a eine zu einer Mittellängsachse M2 des weiteren Kolbens 48 im Wesentlichen konzentrisch angeordnete vierte Aussparung 58 auf.

In der in dem Gehäusedeckel 26, 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten dritten Aussparung 50 ist eine zweite Axialdruckfeder 60 angeordnet, welche sich an einem ersten axialen Endabschnitt 60a an einer Wandfläche 44a des

Gehäusedeckels 26, 28 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 60b an einer Wandfläche 58a der vierten Aussparung 58 des weiteren Kolbens 48 abstützt. Der Kolben 30 und der weitere Kolben 48 weisen an einem zu der

Zahnradanordnung 14 benachbarten Abschnitt 30b, 48b eine Entlastungsnut 52, 54 auf.

Alternativ kann zusätzlich zu dem Vorsehen des Kolbens 30, welcher in der in dem Gehäusedeckel 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten

Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet ist, ein in der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 angeordneter weiterer axial bewegbar Kolben vorgesehen sein. Dieser wirkt als Druckübersetzer zum Erhöhen eines Drucks relativ zu dem lediglich durch den ersten Kolben 30 erzeugbaren Druck.

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht der Zahnradmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Druckbeaufschlagung des Kolbens unabhängig vom Betriebsdruck bzw. Betriebsphase der

Zahnradmaschine, insbesondere der Zahnradpumpe 1, regelbar ist. Ein

Zulaufdruck zum Kolben 30 ist über ein dem Kolben 30 vorgeschaltetes Ventil 56 regelbar. Das Ventil 56 kann beispielsweise ebenfalls in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform Anwendung finden.

Alternativ kann zusätzlich zu dem Vorsehen des Kolbens 30, welcher in der in dem Gehäusedeckel 28 der Zahnradmaschine 1 ausgebildeten ersten

Aussparung 32 axial bewegbar angeordnet ist, ein in der zweiten Aussparung 42 des Kolbens 30 angeordneter weiterer axial bewegbarer Kolben vorgesehen sein. Dieser wirkt als Druckübersetzer zum Erhöhen eines Drucks relativ zu dem lediglich durch den Kolben 30 erzeugbaren Druck.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der

Zahnradmaschine gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung.

Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S1 eines Gehäuses, das einen

Innenraum aufweist. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S2 zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Zahnradanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Zahnrad, die im Außeneingriff miteinander kämmen.

Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lagern S3 des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads mittels einer Lagerbrille.

Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Aufbringen S4einer Axialkraft durch zumindest einen Kolben auf die Zahnradanordnung zur axialen Kompensation eines zwischen der Lagerbrille und der Zahnradanordnung ausgebildeten Spalts.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Beispielsweise kann eine Form, Abmessung und/oder Beschaffenheit der Komponenten der Zahnradmaschine entsprechend jeweiliger baulicher bzw. konstruktiver Anforderungen abgeändert werden.