專利名稱：液壓式齒輪機的制作方法
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。斜齒的齒輪在軸向用在軸承體之間的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線作用到齒輪上。為了使處在這些力的作用方向上的第一軸承體不通過齒輪的軸向面壓在齒輪和第一殼蓋之間并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，這個反作用力要大于液壓力和機械力，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線共軸地滑動地容納在處于第一殼蓋和殼體之間的隔板中，并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于，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。此外，由于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。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，創造一種帶有受力較小的機器元件特別是殼蓋和殼體的、磨損最小的液壓式齒輪機。該技術問題通過按權利要求1的特征所述的液壓式齒輪機解決。按照本發明，齒輪機包括用于容納兩個彼此嚙合的且尤其是傾斜制齒的齒輪的殼體，齒輪在軸向上利用軸向面在容納于殼體中的軸承體之間滑動地得到支承并且在徑向上分別利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。然后，齒輪和/或支承軸被與各個軸向分力方向相反地加載了反作用力，所述反作用力等于或小于各軸向分力的大小。這種解決方案的優點在于，齒輪機的齒輪分別用由于反作用力而變小的軸向分力壓到處在軸向分力的作用方向上的軸承體上，由此減小在齒輪和軸承體之間的滑動摩擦并且使另一個沒有處在軸向分力作用方向上的軸承體不受負荷。由于反作用力而變小的軸向分力然后可以設置作為在處在合力的作用方向上的軸承體和齒輪之間的滑動間隙的軸向間隙補償。可以與軸向分力無關地使用在未處在軸向分力的作用方向上的軸承體和齒輪之間的滑動間隙的軸向間隙補償。此外，基于作用到殼蓋和殼體上的軸向分力的負荷通過反作用 力下降。齒輪機的齒輪優選被傾斜地制齒。有利的是，處在作用的軸向分力方向上的第一軸承體被機械地通過齒輪和/或液壓地通過壓力壓到殼體的殼蓋上。為了使第二軸承體輕輕貼靠在齒輪上，軸承體在背對齒輪的端面上被加載液壓壓力。作用在齒輪和/或支承軸上的反作用力優選是液壓的壓力和/或機械力。反作用力有利地通過在至少一個齒輪和第一軸承體之間的壓力場作用到至少一個齒輪上。為了限定這個壓力場，可以簡單地將壓腔(Drucktasche)置入到至少一個齒輪的指向第一軸承體的軸向面中。齒輪的軸向面包括齒面和環形面，其中，壓腔優選是大致同心地環繞相應的齒輪的齒輪縱軸線的、置入到環形面中的環槽。為了擴大壓力場以及因而擴大液壓壓力的作用面，環槽可以擴大，擴大幅度為置入到齒輪的齒面中的齒槽部段(Zahntaschenabschnitt)。在本發明的另一種設計方案中，環槽被置入到主動的齒輪的指向第一軸承體的軸向面中并且環槽和齒槽部段一起被置入到驅動的齒輪的指向第一軸承體的軸向面中，因為軸向分力在驅動的齒輪中要大于在被帶動的齒輪中。相宜的，腔與齒輪機的高壓處于壓力介質連接中。壓力場可以被引入第二軸承體的背對齒輪的端面并且由此使第二軸承體被輕輕地壓靠在齒輪上。有利的是，將第一壓力槽完全同心環繞第一軸承孔地置入到第二軸承體的背對齒輪的端面中并且第二壓力槽以圍繞第二軸承孔覆蓋部分圓(Teilkreis)的方式置入到第二軸承體的背對齒輪的端面中。壓力槽于是通過壓力介質接頭與齒輪機的高壓壓力介質連接。在齒輪機的一種優選的設計方案中，活塞在殼體的殼蓋中以大致與齒輪縱軸線共軸以便對支承軸進行力加載的方式能夠沿軸向分別相對支承軸移動地得到支承。各活塞利用第一活塞端面近似與支承軸的指向軸向分力方向的軸端面貼靠地布置并且經由第二活塞端面受到壓力加載。機械的反作用力能夠通過活塞簡單地施加到支承軸上。第二活塞端面為了壓力加載而與齒輪機的高壓連接。作用到支承軸上的壓力能通過活塞端面直徑確定。本發明的其它有利的擴展設計方案是其它從屬權利要求的主題。
接下來借助示意性附圖詳細闡釋本發明的優選實施例。附圖中 圖1以縱剖面圖簡化示出了按一種實施例的齒輪機；
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是第二種實施例的齒輪的俯視圖，并且圖4是齒輪的第三種實施例的軸承體的俯視圖。
具體實施方式
在圖1中用縱剖面示出了按照一種實施例的設計成齒輪機1的液壓式工作機。這種齒輪機1具有借助兩個殼蓋4和6封閉的機器殼體2。齒輪機1的在圖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中布置在該支承軸上。第一齒輪10通過斜齒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20、24 在此承接在軸承體26中，在圖1左邊的滑動軸承18、22則承接在軸承體28中。齒輪10和 12在軸向分別通過第一軸向面30或32滑動地支承在第二軸承體26 (右)上以及通過第二軸向面34或36滑動地支承在第一軸承體28 (左)上。在齒輪10、12和軸承體26、28之間的滑動面可以配設滑動涂層，如MoS2、石墨或PTFE(聚四氟乙烯)以減小摩擦。軸承體26和 28分別用端面38或40指向殼蓋6或4。殼蓋4、6通過定心銷42在機器殼體2上定向。在殼蓋4和6與機器殼體2之間布置一個殼體密封件44。此外，軸向密封件46分別被置入到軸承體26或28的端面38和 40中，以將齒輪機1的高壓區域和低壓區域分開。軸密封圈48通過在圖1右邊的殼蓋6密封第一支承軸8的穿孔。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中進一步說明。圖2以側視圖簡化地示出了由齒輪10和12以及軸承體26和28組成的封包，用來解釋在圖1的齒輪機1運行時出現的液壓力和機械力。在兩個齒輪10、12中，液壓力的分力朝相同的軸向方向(在圖2中向左)作用。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的齒輪，亦即圖2中的上齒輪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被帶動的齒輪，亦即圖2中的下齒輪12上。液壓分力和機械的分力在兩個齒輪10、12上分別產生各一個朝相同方向(在圖2中向左)的各一個合成的、但大小不同的軸向分力47、49。受軸向分力47、49加載的齒輪10和12分別用軸向面34或36支撐在圖2左邊的軸承體28上。右邊的軸承體26不受作用到齒輪10、12上的軸向分力的負載。為了減小齒輪10、12和圖2中左邊的軸承體28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。在圖中，兩個圓柱形活塞70、72以能沿軸向移動的方式在殼蓋4內導引。這兩個活塞具有不同的直徑，其中，在圖1上方的活塞具有更大的直徑。第一活塞70大致布置成與圖1上方的支承軸8共軸，第二活塞72則大致布置成與圖1下方的支承軸16大致共軸。 各活塞70或72用活塞端面74和76分別貼靠在支承軸8和16的指向圖2的軸向分力49 方向的軸端面78或80。活塞70和72分別經由另一個活塞端面82或84用液壓壓力加載， 并且將這個液壓壓力在軸向作為反作用力傳遞到支承軸8和16上。為了壓力加載活塞端面82、84，設殼蓋4和另一個未示出的殼蓋限定邊界的壓力室86。壓力場用壓力介質與齒輪機1的高壓連接。作用到支承軸8、16上的機械反作用力通過活塞70、72的活塞直徑以及壓力室86 內的壓力大小預定。因為在圖2中示出的軸向分力47、49具有不同的大小，所以各機械反作用力應當同樣具有不同的大小。如前所述，圖1上方的活塞70具有比圖1下方的活塞 72更大的直徑，因此上方的活塞具有更大的壓力作用面以及因而有更高的壓力通過活塞 70被作為反作用力傳遞到支承軸8上，倘若如實施例所示有相同的壓力作用到活塞70、72上。也可以考慮的是，活塞70、72具有相同的活塞直徑并且用不同的壓力加載，或在活塞直徑不同時也受到大小不同的壓力的加載。反作用力小于軸向力47、49，因此用合成的力將齒輪10、12壓靠到軸承體28上以及將軸承體28壓靠到殼蓋4上。通過經由支承軸8、16加載到齒輪10、12上的機械反作用力，其余的軸向力在避開軸承體28的情況下被導入到殼體2。圖3是另一個實施例的齒輪10、12的軸向面34、36的俯視圖，其中，在下文中闡釋用液壓反作用力加載齒輪10、12。在圖3中清楚可見斜齒14。為了用液壓反作用力與圖2 的各自的軸向分力49相反地壓力加載齒輪10、12，分別將壓腔50或52置入到齒輪10和 12的軸向面34和36中。壓腔50、52分別與圖1的第一軸承體28限定一個用壓力介質與齒輪機1的高壓連接的壓力場。齒輪12的壓腔52設計成環形地置入在齒輪12的齒54的齒端面53和支承軸16的外表面之間的軸向面36中的環槽52。除對應壓腔52的環槽外， 齒輪10的壓腔50還具有置入到齒端面53中的齒槽部段56，因此壓腔50可以大面積地置入軸向面34中并且它的膨脹要大于壓腔52。然后用環繞齒輪14圓周的壁58在徑向限定壓腔50。根據圖2，在驅動的齒輪10中作用有比在被帶動的齒輪12中更大的軸向分力47。 通過比壓腔52更大面積的壓腔50在齒輪10上創造出一個用于齒輪機1的高壓的更大的壓力作用面，因此對應更高的軸向分力47的是，在齒輪10上作用有比在齒輪12上更高的反作用力。通過壓腔50或52施加到齒輪10、12上的反作用力，如前所述要小于或等于圖2的各個軸向分力47、49。由此減小在齒輪10、12和軸承體28之間的滑動摩擦，由此使磨損最小化。因此反作用力作為軸向力補償作用到齒輪10、12上。由軸向分力47、49和反作用力產生的合力然后用于對在齒輪10、12和軸承體28之間的滑動間隙進行軸向間隙補償(前提是合力不為零)。在軸承體28的面朝殼蓋4的端面上，不需要任何措施來補償在齒輪10、12 和軸承體26、28之間的軸向間隙，因此在此無需較高加工費用就能實現極為方便的制造。在圖1右邊的軸承體26不受由軸向分力和反作用力的合成的合力加載。在齒輪 10,12和軸承體26之間的滑動間隙可以與軸向分力和反作用力無關地以普通方式在齒輪 10、12和軸承體28之間得到補償。圖4示出了第三種實施例的在圖1左邊的眼鏡形軸承體28的面朝圖1所示齒輪 10、12的端面39。軸承體28可以如圖4所示設計成由兩部分構成。環繞圖4上側的軸承孔60地將第一環形壓力槽62置入軸承體28的端面39中。第二壓力槽64形成環繞主要在齒輪機1的高壓區域中的軸承體28的下軸承孔66的部分圓。壓力槽62、64經由徑向槽 68用壓力介質與齒輪機1的高壓連接。壓力槽62形成第一壓力場，壓力槽64形成第二壓力場，第二壓力場小于第一壓力場。在此大小不同的反作用力也對抗不同大小的軸向力47、 49。因此在按圖3和4的實施例中，用在設備技術方面很少的費用就能實現在齒輪10、 12和軸承體28之間的軸向力補償。例如不需要任何附加的構件，這使制造成本較低。齒輪機1的內部液壓壓力直接用于軸向力補償，因此軸向力補償能直接與齒輪機1的運行條件聯系起來。在此，軸承體28在總的軸向力的作用下貼靠在蓋4上。前述軸向間隙補償和軸向力補償的作用方式在此與所使用的軸承元件的構造形式無關，并且可以應用在所有適用于齒輪機軸向密封的構件中。同樣道理也適用于齒部和其參數。這種軸向間隙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，其有用于容納兩個彼此嚙合的齒輪的殼體。該齒輪機在軸向用軸向面在容納于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，沿相同的軸向向每一個齒輪施加由在運行時出現的液壓力和機械力合成的力的軸向分力。齒輪和/或支承軸與各軸向分力地反向地分別用反作用力加載，所述反作用力等于或小于各軸向分力的大小。
權利要求
1.齒輪機，包括用于容納兩個彼此嚙合且特別是傾斜制齒的齒輪(10、12)的殼體(2)， 所述齒輪在軸向上利用軸向面(30、32、34、36)在容納于殼體(2)中的軸承體(26、28)之間滑動地得到支承并且在徑向上分別利用容納在軸承體(26、28)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，其特征在于，齒輪(10、12)和/或支承軸 (8、16)被與各個軸向分力(47、49)方向相反地分別加載了反作用力，所述反作用力分別等于或小于各軸向分力(47、49)的大小。
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，處在作用的軸向分力(47、49)的方向上的這個(多個)第一軸承體(28)機械地通過齒輪(10、12)并且/或者液壓地通過壓力被壓靠到殼體(2)的殼蓋(4)上。
4.按權利要求3所述的齒輪機，其中，這個(多個)第二軸承體(26)在背對所述齒輪 (10、12)的殼體側向的端面(38)上被加載了液壓壓力。
5.按前述權利要求之一所述的齒輪機，其中，所述反作用力是壓力和/或機械力。
6.按前述權利要求之一所述的齒輪機，其中，所述反作用力通過在至少一個齒輪(10、 12)和這個(多個)第一軸承體(28)之間的壓力場作用到所述至少一個齒輪(10、12)上。
7.按權利要求6所述的齒輪機，其中，壓腔(50、52)被置入到至少一個齒輪(10、12)的指向這個(多個)第一軸承體(28)的軸向面(34、36)中以用于限定壓力場。
8.按權利要求7所述的齒輪機，其中，齒輪(10、12)的軸向面(34、36)包括齒端面(53) 和環形面并且壓腔(50、52)包括至少一個大致同心地環繞相應齒輪(10、12)的齒輪縱軸線走向的、置入到環形面中的環槽(50、52 )。
9.按權利要求8所述的齒輪機，其中，壓腔(50、52)被拓寬，拓寬幅度為置入到齒輪 (10)的齒端面(53)內的齒槽部段(56)。
10.按權利要求9所述的齒輪機，其中，環槽(52)被置入到被帶動的齒輪(12)的指向這個(多個)第一軸承體(28 )的軸向面(36 )中并且壓腔(50 )和齒槽部段(56 ) 一起被置入到驅動的齒輪(10)的指向這個(多個)第一軸承體(28)的軸向面(34)中。
11.按權利要求7至10之一所述的齒輪機，其中，腔(50、52、56)處在與齒輪機(1)的高壓的壓力介質連接中。
12.按權利要求6所述的齒輪機，其中，至少部分地環繞軸承孔(60、66)走向的壓力槽 (62、64)被置入這個(多個)第一軸承體(28)的面朝齒輪(10、12)的端面(39)中。
13.按權利要求12所述的齒輪機，其中，第一壓力槽(62)被一次性地、完整地、同心環繞第一軸承孔(60)地置入到這個(多個)第一軸承體(28)的面朝齒輪(10、12)的端面(39) 中并且第二壓力槽(64)以圍繞第二軸承孔(66)覆蓋部分圓的方式置入到這個(多個)第一軸承體(28)的面朝齒輪(10、12)的端面(39)中，并且其中，壓力槽(62、64)經由壓力介質接頭(68)與齒輪機(1)的高壓壓力介質連接。
14.按權利要求3至13之一所述的齒輪機，其中，活塞(70、72)在殼體(2)的殼蓋(4) 中以相對于各支承軸(8、16)滑動地、大致與齒輪縱軸線共軸以便對支承軸(8、16)進行力加載的方式得到支承，并且其中各活塞(70、72)利用第一活塞端面(74、76)貼靠在支承軸 (8,16)的指向軸向分力的方向的軸端面(78、80)上，并且其中各活塞(70、72)的第二活塞端面(82、84)被加載了壓力。
15.按權利要求14所述的齒輪機，其中，這兩個活塞(70、72)彼此相比具有不同大小的受壓力加載的面積。
16.按權利要求15所述的齒輪機，其中，活塞(70、72)的第二活塞端面(82、84)與齒輪機(1)的高壓連接。
全文摘要
公開了一種齒輪機，其包括用于容納兩個彼此嚙合且特別是傾斜制齒的齒輪的殼體。它們在軸向上利用軸向面在容納于殼體中的軸承體之間的滑動地得到支承并且在徑向上分別利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，由在運行時出現的液壓力和機械力合成的力的軸向分力沿相同的軸向方向作用到各齒輪上。齒輪和/或支承軸被與各個軸向分力方向相反地分別加載了反作用力，所述反作用力分別等于或小于各軸向分力的大小。
文檔編號F04C15/00GK102348897SQ201080011318
公開日2012年2月8日 申請日期2010年2月25日 優先權日2009年3月12日
發明者施武喬 D., 布雷登費爾德 G., 格里澤 K., 威廉 M., 拉策爾 M., 塞爾尼 S., 特茨拉夫 S. 申請人:羅伯特·博世有限公司