CH647048A5

CH647048A5 - GEAR PUMP.

Info

Publication number: CH647048A5
Application number: CH532480A
Authority: CH
Inventors: Martin Schaich
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1984-12-28
Also published as: IT1137694B; FR2486595A1; GB2080424A; JPS5751985A; SU1039450A3; IT8122829A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit zwei ineinandergreifenden, aussenverzahnten Zahnrädern, die in einem Gehäuse angeordnet, auf einem zwischen einem Einlass und einem Auslass liegenden Teil ihres Umfangs von einer Innenwand des Gehäuses abdichtend umschlossen und in gegen die Stirnflächen der Zahnräder abdichtenden Lagerkörpern gelagert sind. The invention relates to a gear pump with two intermeshing, externally toothed gears, which are arranged in a housing, are sealed on a part of their circumference lying between an inlet and an outlet and are sealed by an inner wall of the housing and are mounted in bearing bodies which seal against the end faces of the gears.

Zahnradpumpen dieser Gattung haben sich mit Gehäusen, die aus Aluminium bestehen, beim Betrieb mit niederem oder höchstem Förderdruck (150 bis 300 bar) bewährt. Gehäuse aus Stahl, Stahlguss oder Sphäroguss haben dagegen den Nachteil, dass bei solch hohem Förderdruck die Zahnräder, die ebenfalls aus Stahl bestehen, infolge Lagerspiels und/ oder elastischer Verformung der Wellen oder Lagerzapfen, mit denen sie in den Lagerkörpern gelagert sind, von der Druckseite der Zahnradpumpe wegbewegt und mit ihren Zahnköpfen mit derart hoher Flächenpressung gegen die der Saugseite benachbarten Bereiche der Innenwand des Gehäuses gepresst werden, dass dort übermässiger Ver-schleiss oder sogar ein Anfressen der gepressten Flächen auftritt. Es sind in diesem Zusammenhang Zahnradpumpen aus Stahlgussgehäusen bekannt. Diese werden jedoch mit einem so grossen Spiel zwischen Gehäuse und Zahnrädern gebaut, dass ein Berühren zwischen Gehäuse und Zahnrädern ausgeschlossen ist. Dieses Spiel bewirkt einen Leckstrom zwischen Saug- und Druckseite. Dadurch sinkt entsprechend der Grösse des Spieles der volumetrische Wirkungsgrad. Gear pumps of this type have proven themselves with housings made of aluminum when operating at low or highest delivery pressure (150 to 300 bar). Housings made of steel, cast steel or nodular cast iron, on the other hand, have the disadvantage that the gears, which are also made of steel, from the pressure side due to bearing play and / or elastic deformation of the shafts or bearing journals with which they are mounted in the bearing bodies at such high delivery pressure The gear pump is moved away and its tooth heads are pressed with such high surface pressure against the areas of the inner wall of the housing that are adjacent to the suction side that excessive wear or even an erosion of the pressed surfaces occurs. Gear pumps made of cast steel housings are known in this connection. However, these are built with such a large clearance between the housing and the gear wheels that contact between the housing and the gear wheels is impossible. This game causes a leakage current between the suction and pressure side. This reduces the volumetric efficiency according to the size of the game.

Man hat versucht, solchen Verschleiss und daraus entstehende Undichtheiten dadurch zu vermeiden, dass man die dichtende Berührung mit dem Umfang der Zahnräder auf zylindrisch gerundete, der Aussenkontur der Lagerkörper angepasste Blechstreifen beschränkt hat, deren den Zahnrädern abgewandte Rückseiten mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung stehen (DE-OS 2 239 727). Diese Blechstreifen, die das gesamte Druckgefälle zwischen der Druckseite und der Saugseite der Pumpe auf einem verhältnismässig schmalen Umfangsbereich der Zahnräder zu überbrücken haben, geraten jedoch leicht in Schwingungen, die sich im Pumpengehäuse und im Fördermedium fortpflanzen, erheblichen Verschleiss der Blechstreifen selbst und gegebenenfalls der Lagerkörper hervorrufen und über das Pumpengehäuse sowie über das Fördermedium auf andere Maschinenelemente übertragen werden und dort ebenfalls störend wirken, weshalb sich die Abdichtung mit solchen Blechstreifen nicht bewährt hat. Attempts have been made to avoid such wear and tear and the resulting leaks by restricting the sealing contact with the circumference of the gearwheels to cylindrically rounded sheet metal strips adapted to the outer contour of the bearing bodies, the rear sides of which, facing away from the gearwheels, are connected to the pressure side of the pump (DE-OS 2 239 727). These sheet metal strips, which have to bridge the entire pressure drop between the pressure side and the suction side of the pump on a relatively narrow circumferential area of the gearwheels, easily get into vibrations that propagate in the pump housing and in the pumping medium, considerable wear of the sheet metal strips themselves and possibly the bearing body cause and be transferred to other machine elements via the pump housing and via the pumped medium and also have a disturbing effect there, which is why the sealing with such sheet metal strips has not proven itself.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Zahnradpumpe der eingangs beschriebenen Gattung, insbesondere für hohen Förderdruck, die Abdichtung am Umfang der Zahnräder mit weniger verschleiss- und schwingungsanfälligen Mitteln zu verbessern. The invention is based, to improve the seal on the circumference of the gears with less wear and vibration-prone means in a gear pump of the type described above, especially for high delivery pressure.

Die Aufgabe ist erfmdungsgemäss dadurch gelöst, dass die Innenwand des Gehäuses zumindest in den Bereichen, in denen sie die Zahnräder abdichtend umschliesst, mit einem Lagermetall beschichtet ist. The object is achieved according to the invention in that the inner wall of the housing is coated with a bearing metal at least in the areas in which it seals the gearwheels.

Damit wird erreicht, dass die Zahnköpfe der Zahnräder mit geringer Reibung an der Innenwand des Gehäuses entlanggleiten. Wenn bei hohem Druckgefälle zwischen Druck-und Saugseite der Pumpe infolge Durchbiegung der Wellenoder Lagerzapfen der Zahnräder und/oder infolge Lagerspiels die Zahnköpfe mit erhöhter Flächenpressung gegen die beschichtete Innenwand des Gehäuses gedrückt werden, so schälen sich die Kanten der Zahnköpfe in das Lagermetall ein, ohne dass sich die Zahnköpfe verletzen oder sich Riefen im Lagermetall bilden. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Zahnkopfflächen in der üblichen Weise geschliffen sind. This ensures that the tooth tips of the gearwheels slide along the inner wall of the housing with little friction. If the pressure heads between the pressure and suction sides of the pump are pressed against the coated inner wall of the housing with increased surface pressure due to deflection of the shaft or bearing journals of the gear wheels and / or due to bearing play, the edges of the tooth heads peel into the bearing metal without that the tooth tips are injured or grooves form in the bearing metal. It is assumed that the tooth tip surfaces are ground in the usual way.

Die Erfindung wird vorzugsweise bei Zahnradpumpen der bekannten Bauart angewandt, bei der das Gehäuse eine durchgehende, die Zahnräder und Lagerkörper enthaltende Ausnehmung aufweist. In diesem Fall ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Innenwand des Gehäuses auch in den Bereichen, in denen sie die Lagerkörper umschliesst, mit dem Lagermetall beschichtet. Die Beschich-tung erstreckt sich somit vorzugsweise über die gesamte axiale Länge des Gehäuses, was einerseits die Herstellung der Beschichtung vereinfacht und andererseits Gewähr dafür bietet, dass die Lagerkörper beim Zusammenbau der Zahnradpumpe abdichtend an die Stirnflächen der Zahnräder angepresst werden können, ohne bei ihrer dazu erforderlichen Axialverschiebung durch irgendeine Stufe in der Beschichtung aus Lagermetall behindert zu werden. The invention is preferably applied to gear pumps of the known type in which the housing has a continuous recess which contains the gear wheels and bearing bodies. In this case, according to a development of the invention, the inner wall of the housing is also coated with the bearing metal in the areas in which it encloses the bearing body. The coating thus preferably extends over the entire axial length of the housing, which on the one hand simplifies the production of the coating and on the other hand guarantees that the bearing bodies can be pressed onto the end faces of the gearwheels in a sealing manner when the gearwheel pump is assembled, without doing so required axial displacement to be hindered by any step in the bearing metal coating.

Als Lagermetall hat sich Kadmium mit einer Reinheit von mindestens 98% besonders gut bewährt. Cadmium with a purity of at least 98% has proven itself particularly well as a bearing metal.

Die Schichtdicke des Kadmiums beträgt vorzugsweise 0,1 ±0,4 mm. The layer thickness of the cadmium is preferably 0.1 ± 0.4 mm.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt: An embodiment of the invention is described below with reference to a schematic drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine Zahnradpumpe im Querschnitt längs der Linie Fig. 1 shows a gear pump in cross section along the line

I-I in Fig. 2 und I-I in Fig. 2 and

Fig. 2 die Zahnradpumpe im Längsschnitt längs der Linie Fig. 2 shows the gear pump in longitudinal section along the line

II-II in Fig. 1. II-II in Fig. 1.

Die dargestellte Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 12 aus Stahlguss, das an seinen beiden Stirnseiten mit je einem angeschraubten Deckel 14 bzw. 16 dicht verschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses 12 sind zwei miteinander kämmende, aus-senverzahnte Zahnräder 18 und 20 angeordnet, von denen das Zahnrad 18 auf einer Antriebswelle 22 befestigt ist oder mit dieser aus einem Stück besteht. Die Antriebswelle 22 erstreckt sich durch den Deckel 16 hindurch und endet mit einem Wellenzapfen 24, auf dem sich ein nicht dargestelltes Rad oder Kupplungsteil zum Antreiben der Zahnradpumpe befestigen lässt. Das Zahnrad 20 hat zwei Lagerzapfen 26. Die Welle 22 und die Lagerzapfen 26 sind beiderseits der Zahnräder 18 und 20 in Lagerkörpern 28 aus Lagermetall The gear pump shown has a housing 12 made of cast steel, which is sealed on both ends with a screwed cover 14 and 16, respectively. Arranged within the housing 12 are two meshing, externally toothed gears 18 and 20, of which the gear 18 is attached to a drive shaft 22 or consists of one piece with the latter. The drive shaft 22 extends through the cover 16 and ends with a shaft journal 24, on which a wheel or coupling part, not shown, for driving the gear pump can be fastened. The gearwheel 20 has two bearing journals 26. The shaft 22 and the bearing journals 26 are on both sides of the gearwheels 18 and 20 in bearing bodies 28 made of bearing metal

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

647048 647048

gelagert. Der Lagerkörper 28, in dem der durch den Deckel 16 hindurchragende Teil der Welle 22 gelagert ist, ist gegen diese Welle, sowie gegen den Deckel 16 mit einer Dichtung 30 abgedichtet. Die Welle 22 ist ausserdem gegen den Deckel 16 durch eine an dessen Aussenseite angeordnete Lippendichtung 32 abgedichtet. stored. The bearing body 28, in which the part of the shaft 22 projecting through the cover 16 is mounted, is sealed against this shaft and against the cover 16 with a seal 30. The shaft 22 is also sealed against the cover 16 by a lip seal 32 arranged on the outside thereof.

Das Gehäuse 12 ist in den die Zahnräder 18 und 20 umschliessenden Bereichen 34 seiner Innenwand mit einem Lagermetall 36 beschichtet. Die Schichtdicke des Lagermetalls 36 ist in Fig. 1 und 2 stark übertrieben dargestellt; sie beträgt in Wirklichkeit etwa 0,2 mm und ist so gewählt, dass die Zahnräder 18 und 20, die an ihren Zahnkopfflächen geschliffen sind, mit einer Passung, die einem Gleitsitz entspricht, also im wesentlichen spielfrei, im Gehäuse 12 aufgenommen sind. Die Beschichtung aus dem Lagermetall 36 erstreckt sich über die gesamte axiale Länge des Gehäuses 12, und somit auch auf die Bereiche 38, in denen das Gehäuse 12 die Lagerkörper 28 umschliesst. Die Lagerkörper 28 sind in die Beschichtung aus dem Lagermetall 36 mit einem spielfreien Schiebesitz oder einem leichten Pressitz aufgenommen. The housing 12 is coated with a bearing metal 36 in the areas 34 of its inner wall enclosing the gears 18 and 20. The layer thickness of the bearing metal 36 is shown in a greatly exaggerated manner in FIGS. 1 and 2; in reality it is approximately 0.2 mm and is selected such that the gears 18 and 20, which are ground on their tooth tip surfaces, are accommodated in the housing 12 with a fit that corresponds to a sliding fit, that is to say essentially without play. The coating of the bearing metal 36 extends over the entire axial length of the housing 12, and thus also to the regions 38 in which the housing 12 encloses the bearing body 28. The bearing bodies 28 are incorporated in the coating from the bearing metal 36 with a play-free sliding fit or a slight press fit.

Das Gehäuse 12 weist zwei in der Symmetrie-Ebene zwischen den beiden Zahnrädern 18 und 20 einander diametral gegenüber angeordnete Anschlüsse 40 und 42 für nicht dargestellte Leitungen auf. Bei der in Fig. 1 mit Pfeilen angege-5 benen Drehrichtung der Zahnräder 18 und 20 ist der Anschluss 40 der saugseitige und der Anschluss 42 der druckseitige Anschluss. Wegen dieser Anschlüsse 40 und 42 und wegen des Ineinandergreifens der beiden Zahnräder 18 und 20 lässt das Gehäuse 12 die Zahnräder 18 und 20 in einem io Winkelbereich von je etwa 120° frei; die Bereiche 34, in denen die mit dem Lagermetall 36 beschichtete Innenwand des Gehäuses 12 die Zahnräder 18 und 20 abdichtend umschliesst, erstrecken sich somit über einen Winkel von je etwa 240°. The housing 12 has two connections 40 and 42 arranged diametrically opposite one another for lines not shown in the plane of symmetry between the two gear wheels 18 and 20. In the direction of rotation of the gearwheels 18 and 20 indicated by arrows in FIG. 1, the connection 40 is the suction-side connection and the connection 42 is the pressure-side connection. Because of these connections 40 and 42 and because of the meshing of the two gears 18 and 20, the housing 12 leaves the gears 18 and 20 free in an io angular range of approximately 120 ° each; the areas 34 in which the inner wall of the housing 12 coated with the bearing metal 36 sealingly encloses the gears 18 and 20 thus extend over an angle of approximately 240 ° each.

IS IS

Um die axiale Dichtung zwischen den Zahnrädern 18,20 und den Lagerkörpern 28 gewährleisten zu können, kann das beschriebene Beispiel so weitergebildet werden, dass die Lagerkörper mit einer zusätzlichen Anordnung an die Zahn-20 räder gedrückt werden. In order to be able to guarantee the axial seal between the gear wheels 18, 20 and the bearing bodies 28, the example described can be developed in such a way that the bearing bodies are pressed onto the toothed wheels with an additional arrangement.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

647 048 PATENT CLAIMS

1. Gear pump with two intermeshing, externally toothed gears, which are arranged in a housing, are sealed on a part of their circumference lying between an inlet and an outlet and are sealed by an inner wall of the housing and are mounted in bearing bodies sealing against the end faces of the gears characterized in that the inner wall of the housing (12) is coated with a bearing metal (36) at least in the areas (34) in which it seals the gears (18, 20).

2. Gear pump according to claim 1, the housing of which has a continuous recess containing the gear wheels and bearing body, characterized in that the inner wall of the housing (12) also in the areas (38) in which it encloses the bearing body (28) the bearing metal (36) is coated.

3. Gear pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing metal (36) is cadmium with a purity of at least 98%.

4. Gear pump according to claim 3, characterized in that the layer thickness of the cadmium is 0.1 to 0.4 mm, preferably 0.2 mm.

5. Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (12) and the gears (18, 20) consist of steel.