CH674244A5

CH674244A5 -

Info

Publication number: CH674244A5
Application number: CH2733/87A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Dipl-Ing Hertell
Original assignee: Barmag Barmer Maschf
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1990-05-15
Also published as: US4770617A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere zur Druckerhöhung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Als Druckerhöhungspumpe dienende Zahnradpumpen, die z. B. hinter einem Aufschmelzextruder für thermoplastische so Kunststoffe angeordnet sind und aus zwei miteinander kämmenden, in einem Pumpengehäuse angeordneten Zahnrädern bestehen, von denen eines über einen Wellenschaft angetrieben wird und das andere mitläuft und beide Zahnräder in Gleitlagern gelagert sind, entsprechen dem Stand der Technik.

55 In der Kunststoffindustrie, insbesondere in der Chemiefaserindustrie, finden sie beispielsweise als Dosierpumpen zwischen dem den hochpolymeren Kunststoff aufschmelzenden und ihn mit Drücken bis zu etwa 100 bar und mehr weitergebenden Extruder und den Spinn- oder/und Spritzwerkzeugen Verwen-60 dung. Sie heben dabei ausserdem den Druck in der hochpolymeren Schmelze im allgemeinen auf den in der Regel bei mehreren hundert bar liegenden Spinn- oder Spritzdruck an. Bei genügend präziser Fertigung arbeiten sie zuverlässig und mit hoher Genauigkeit.

f>5 Da bei gegeneinander gleitenden Teilen ein Mindestspiel zwischen diesen unumgänglich ist, kommt es infolge des hohen Innendrucks insbesondere auf der Druckseite der Pumpe zwangsläufig dazu, dass Schmelze - etwa aus dem Bereich des beginnen

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den Zahneingriffs - in den engen Spalt zwischen den Zahnradstirnflächen und den Gehäusewänden und von da auch zu den Lagern, vor allem zu dem nach aussen fuhrenden Wellenschaft-lager, gedrückt wird. Der in das Wellenschaftlager gelangende Kunststoff kann dabei durch die Wellendichtung nach aussen gelangen und zu unangenehmen Verschmutzungen und Ablagerungen und dadurch zu Störungen fuhren.

Im Stand der Technik wurde für Zahnradpumpen, die zur Förderung schmierfahiger Flüssigkeiten benutzt werden, vorgeschlagen, zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Schmierung der Zahnradlager einen durch die einzelnen Lager geführten Nebenstrom zum Hauptförderstrom der Pumpe zu erzeugen und so einen stetigen Schmiermittelstrom aufrechtzuerhalten. Dabei wurde auch vorgeschlagen, den im Kämmbereich der Zahnräder in jeder einzelnen Zahnlücke vom Beginn des Eintauchens eines Zahns bis zu seinem Austritt ablaufenden Wechsel von hohen Drücken zu unter dem Eingangsdruck liegenden Drücken zu benutzen, um einen solchen Schmiermittelstrom zu erzeugen (US-Patente 3 447 472 und 3 490 382; EU-Patent 0 062 405).

Die EU-Patentschrift 0 062 405 hat die Verbesserung der Lagerschmierung einer Zahnradpumpe oder eines Zahnradmotors gegenüber dem Stand der Technik zum Gegenstand. Auf beiden Pumpenseiten sind die Rollenlager jeweils durch Schleissplat-ten von den rollengelagerten Zahnrädern getrennt. Die in den Schieissplatten vorgesehenen Durchlassbohrungen für die Lagerzapfen sind so gross gehalten, dass durch das vorhandene Spiel zwischen den Lagerzapfen und den Bohrungswandungen ein Schmiermittelfluss möglich ist. Jede Schieissplatte weist auf der den Zahnrädern zugekehrten Seite eine radiale Aussparung auf, die im Kämmbereich jeweils eines Zahnrades zum Pumpeneinlass hin angeordnet ist. Diese Aussparungen sind jeweils nur einem Zahnrad zugeordnet und auf dessen Lagerachse gerichtet, so dass eine Aussparung dem angetriebenen, die andere Aussparung dem mitlaufenden Zahnrad zugeordnet ist. Ausgehend von der jeweiligen Wellenbohrung in der Schleissplatte fuhren beide Aussparungen bis in den Bereich zwischen Grund- und Kopfkreis des jeweils zugeordneten Zahnrads. Auf der den Aussparungen jeweils gegenüberliegenden Seite der Zahnräder, jedoch auf der Aussenseite der Schieissplatten, ist je eine weitere Aussparung vorgesehen, die vom Pumpeneinlass bis zur zugeordneten Wellenbohrung führt.

Das sich vergrössernde eingeschlossene Volumen im Zahnzwischenraum soll bewirken, dass der dadurch entstehende Unterdruck über die beiden jeweils den Zahnrädern unmittelbar benachbarten Aussparungen Schmiermittel aus dem Zahnradlager abgesaugt und dann in den Pumpeneinlass gefordert wird. Eine Querverbindung zum auf derselben Pumpenseite liegenden Nachbarlager fuhrt dazu, dass der Unterdruck im ersten Lager auch in das Nachbarlager hineinwirkt und in diesem einen Sog erzeugt. Dieser wird für beide Pumpenseiten über die jeweils auf derselben Pumpenseite wie die ersteren Aussparungen, jedoch auf der Rückseite der Schleissplatte vorgesehene Aussparung vom Pumpeneinlass her aufgefüllt. Der beschriebene Vorgang ist auf beiden Pumpenseiten gleich. Die radialen Verbindungen zu den Fussräumen der Zahnräder sind in den den Zahnradstirnseiten gegenüberliegenden Oberflächen von den zahnradseitigen Enden der Wellenbohrungen ausgehend geführt und mit von dem Pumpeneinlass ausgehenden, ständig offenen Stichkanälen zu den zahnradseitigen Lagern kombiniert. Dadurch soll erreicht werden, dass auf beiden Stirnseiten der Zahnräder ein weitgehend nicht unterbrochener Schmierölkreislauf aufrechterhalten wird.

Zur Beseitigung der eingangs beschriebenen Schwierigkeiten bei der Verarbeitung von Kunststoffschmelzen oder dergleichen ist die in der genannten Druckschrift beschriebene Zahnradpumpe schon deshalb nicht geeignet, weil die zur Schmierung erzeugten Nebenströme die Dosiergenauigkeit der Pumpe zu sehr beeinträchtigen. Da ausserdem die Erfindung verhindern soll,

dass das unter dem Pumpenauslassdruck von mehreren hundert bar stehende Fördermedium durch die Dichtung des Wellenschaftes austreten kann, muss zur Sicherstellung der Entlastungswirkung insbesondere auch vermieden werden, dass durch eine direkte Verbindung zwischen dem Wellenschaft und dem Pum-5 peneinlass der dort bei den anmeldungsgemässen Pumpen bereits relativ hohe Vordruck von beispielsweise etwa 100 bar auf die Wellendichtung durchschlägt.

Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Zahnradpumpen muss daher ein anderer Weg gefunden werden. Danach liegt der io Erfindung die Aufgabe zugrunde, geeignete Mittel zur Verfügung zu stellen, um zu verhindern, dass sich Anteile der geförderten Flüssigkeit wie etwa Kunststoffschmelze in den Lagern festsetzen, insbesondere in das Lager des Wellenschafts und dort nach aussen gelangen, weiter, einen Weg zu finden, um in das Wellen-15 schaftlager gelangte Flüssigkeit wieder entfernen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Zahnradpumpe nach dem Anspruch 1 gelöst.

Die von der Lagerbohrung des Wellenschaftes ausgehende Verbindung ist ein Entlastungskanal, dessen Kanalmündung auf 20 der Saugseite der Pumpe in einer Gehäuseseitenwand im Bereich des Zahneingriffs der auseinanderfahrenden Zahnräder innerhalb des Fusskreises eines der Zahnräder liegt. Mindestens ein Fussraum dieses Zahnrades ist durch einen Strömungskanal, der im Abstand der Kanalmündung von der Zahnradachse an der Stirn-25 seite des Zahnrades mündet, mit dem Entlastungskanal intermittierend verbunden. Bei einer bevorzugten Ausbildungsform ist die Kanalmündung des Entlastungskanals auf der Saugseite der Pumpe innerhalb des Fusskreises des miüaufenden Zahnrads angeordnet; sie kann aber auch auf der Saugseite der Pumpe 30 innerhalb des Fusskreises des direkt angetriebenen Zahnrads liegen.

Der mindestens einen Fuss mit der Kanalmündung intermittierend verbindende Strömungskanal kann vorteilhaft als eine vom Fussraum ausgehende und radial nach innen zur Zahnrad-35 achse hin gerichtete Nut ausgebildet sein, die in die der Kanalmündung zugewandte Stirnseite des Zahnrads eingearbeitet ist. Die aus der Ebene durch die beiden Zahnradachsen, bezogen auf die Achse des mit mindestens einem Strömungskanal versehenen Zahnrads, zur Saugseite hin herausgedrehte Kanalmündung des 40 Entlastungskanals liegt vorteilhaft an einer Stelle, wo der mit ihr verbundene Fussraum sein Volumen bereits zu vergrössern begonnen hat, jedoch noch sicher geschlossen ist. Der Winkel, um welchen die Kanalmündung aus der Ebene durch die beiden Zahnradachsen zur Saugseite hin herausgedreht ist, soll kleiner 45 sein als die Hälfte des eine Zahnteilung überstreichenden Winkels und mindestens etwa 2° betragen. Es können auf dem Umfang des Zahnrads, bei welchem einer oder einzelne Fussräume intermittierend mit der Kanalmündung verbindbar sein sollen, gleich-mässig verteilt mehrere Strömungskanäle vorgesehen sein. Aus-50 serdem können vorteilhaft die Fussräume, von welchen Strömungskanäle ausgehen, mit Fussraumvertiefungen versehen sein.

Um zu verhindern, dass durch das Absaugen von in die Lagerung des Wellenschafts gelangter Flüssigkeit die auf der Seite des Wellenschafts liegende Zahnradstirnfläche von der gegenüberlie-55 genden Zapfenlagerung her durch den auf die dortige Stirnseite wirkenden Druck einseitig belastet wird, kann vorteilhaft ein zweiter Entlastungskanal vorgesehen werden, der von der Lagerbohrung des zum angetriebenen Zahnrad gehörenden Wellenstumpfes ausgeht. Dessen Kanalmündung wird gleichfalls im Bereich 60 des Zahneingriffs der Zahnräder auf der Saugseite der Pumpe in der Gehäusewand innerhalb des Fusskreises des Zahnrads angeordnet, wobei mindestens ein Fussraum des betreffenden Zahnrades durch einen Strömungskanal, der auf einem Kreis, dessen Radius dem Abstand der Kanalmündung von der Zahnradachse 65 entspricht, in der Stirnseite des Zahnrades mündet, mit dem Entlastungskanal intermittierend verbunden ist. Durch die Anordnung der Kanalmündung innerhalb des Fusskreises des Zahnrads, zu welchem der Entlastungskanal hingeführt ist, wird erfindungs-

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gemäss sichergestellt, dass eine direkte Verbindung zwischen dem zu entlastenden Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Wellenschaftlager und der Dichtung und dem Pumpeneinlass verhindert wird. Vorteilhaft wird der zum Wälzkreis weisende Rand der einzelnen Kanalmündung soweit vom Fusskreis aus nach innen verschoben, dass eine wirksame Abdichtung gegenüber allen nicht mit Radialnuten versehenen Fussräumen gewährleistet ist.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird sichergestellt, dass ein Austritt von Schmelze durch die Abdichtung des Wellenschaftlagers praktisch nicht auftreten kann, wobei durch die wirksame Trennung zwischen dem von der Pumpe geforderten Fluidstrom und der Absaugung von in die Lager gelangten Schmelzeanteilen die normale Funktion der Pumpe nicht gefährdet wird.

Anhand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Schnitt senkrecht zu den Zahnradachsen;

Fig. 2 Schnitt durch die Zahnradachsen;

Fig. 3 Zahneingriffsbereich in starker Vergrösserung.

Die Zahnradpumpe besteht aus dem Gehäuse 1, dem Gehäusedeckel 21, den beiden Zahnrädern 2 und 3 und den Schleiss-platten 22 und 23 zu beiden Seiten der Zahnräder 2, 3. Beide Zahnräder 2, 3 sind in entsprechenden Lagerbohrungen 29, 30; 39,40 in den Schieissplatten gelagert. Ein Zahnrad 2 ist über den Wellenschaft 27 angetrieben, das im angetriebenen Zahnrad kämmende Zahnrad 3 läuft mit diesem mit. In der vom Wellenschaft 27 durchdrungenen Seitenwand des Gehäuses 1 ist eine den Wellenschaft 27 umgebende Dichtung 25 vorgesehen, die diesen nach aussen abdichtet. Die Pfeile 46 der Figur 1 geben die Drehrichtung der Zahnräder 2, 3 an; der Flüssigkeitsstrom tritt demzufolge durch den Einlass auf der Saugseite 4 in die Pumpe ein und ver-lässt sie durch den Auslass 5.

Die als Druckerhöhungspumpe dienende Zahnradpumpe liegt mit ihrer Saug- oder Einlassseite 4 beispielsweise hinter einem Aufschmelzextruder, aus dem der zu fordernde Fluidstrom, etwa hochpolymere Spinnschmelze mit Drücken bis zu etwa 100 bar und ggf. mehr austritt. Die Pumpe dient der genauen Dosierung der zu fordernden Flüssigkeit und hebt den Druck ausserdem auf den Spinn- oder Spritzdruck an, der bis zu mehreren 100 bar betragen kann. Dieser hohe Innendruck führt dazu, dass die Spinnschmelze auch in die sehr engen Zwischenräume zwischen den Stirnflächen 31, 32; 33, 35 der beiden Zahnräder 2, 3 und den Schieissplatten 22,23 eindringt und insbesondere entlang der Lagerbohrung 29 des Wellenschafts 27 nach aussen wandern kann.

Um das Austreten von Förderflüssigkeit, insbesondere von Spinnschmelze, durch die Lagerbohrung 29 des Wellenschafts 27 zu verhindern, ist erfindungsgemäss ein Entlastungskanal 6 vorgesehen. Dieser geht von der Lagerbohrung 29 des Wellenschafts 27 aus und beginnt in dem Zwischenraum zwischen der Dichtung 25 und der Stirnwand 32 des Zahnrades bzw. in der durch die Zeichnung dargestellten Ausführungsform, zwischen der Dichtung 25 und der Schleissplatte 22 und führt zum Eingriffs- oder Kämmbereich der beiden Zahnräder 2, 3. In einem Abstand von der Achse 37 des Zahnrads 3, der Meiner ist als der Fusskreis 16 dieses Zahnrads 3, ist der Entlastungskanal 6 zur Gehäuse- bzw. Schleissplatteninnenwand geführt und endet zur Saugseite 4 der Pumpe hin verschoben in der Kanalmündung 8. Wie aus der Zeichnung zu erkennen, ist dabei der Abstand der Kanalmündung 8 von der Zahnradachse 37 vorteilhaft so bemessen, dass seine zum Wälzkreis 15 hin liegende Begrenzung einen Abstand 26 vom Fusskreis 16 bzw. von Grund der Fussräume 20 des Zahnrads 3 aufweist. Dieser Abstand 26 ist bevorzugt so bemessen, dass eine wirksame Abdichtung gegenüber den Fussräumen 20 gegeben ist.

Zum Zusammenwirken mit dem Entlastungskanal 6 weist das Zahnrad 3 beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf seinem

Umfang gleichmässig verteilt mehrere hier als radial verlaufende Nuten ausgebildete, von den jeweiligen Fussräumen 20 ausgehende Strömungskanäle 9 auf, die in die Stirnwand 31 des Zahnrads 3 eingearbeitet sind. Diese Nuten reichen so weit radial nach innen, dass sie die Kanalmündung 8 des Entlastungskanals 6 im wesentlichen voll überstreichen. Statt der Radialnuten können beispielsweise auch von den Fussräumen 20 schräg zur Zahnradstirnwand 31 geführte Bohrungen als Strömungskanäle 9 vorgesehen sein.

Nun ist es ebenfalls praktisch nicht zu verhindern, dass Teile der geforderten Flüssigkeit auch in die Lagerbohrung 24 des Wellenstumpfs 28 gelangen, der auf der dem Wellenschaft 27 entge-gengesetzen Seite des Zahnrads 2 dessen Lagerung dient, so dass der Pumpeninnendruck auch dorthin wirkt. Wird nun die Stirnseite 32 des Zahnrads 2 über den Entlastungskanal 6 und den Strömungskanal 9 entlastet, so ist es unvermeidlich, dass das Zahnrad 2 einer einseitigen von der Seite der Lagerung 24 ausgehenden axialen Druckbelastung ausgesetzt ist. Daher wird vorteilhaft auch vom Hohlraum 24 der Lagerbohrung 30 ausgehend ein Entlastungskanal 7 vorgesehen, der mit seiner Kanalmündung 38 auf der der Kanalmündung 8 gegenüberliegenden Gehäusewand im Bereich der Stirnseite 33 des Zahnrads 3 mündet. Ebenso wie in der Stirnseite 31 in bezug auf die Kanalmündung 8 sind in der Stirnseite 33 des Zahnrads 3 Strömungskanäle in Form von radial nach innen geführten Nuten 9A vorgesehen, die intermittierend mit dem Entlastungskanal 7 bzw. mit dessen Mündung 38 verbunden sind. Auf diese Weise wird die axiale Druckbelastung des angetriebenen Zahnrads 2 vermieden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform fuhren die Entlastungskanäle 6 und 7 zu den Stirnseiten 31, 33 des mitlaufenden Zahnrads 3. Es ist jedoch ebenso möglich, die Entlastungskanäle 6 und 7 innerhalb des Fusskreises 16 des angetriebenen Zahnrads 2 in den dieses begrenzenden Seitenwänden des Gehäuses münden zu lassen, wobei dann entsprechend die Strömungskanäle 9 von den Fussräumen 20 des Zahnrads 2 ausgehen. In gleicher Weise ist es auch möglich, bei Bedarf die Lagerbohrungen 39,40 des mitlaufenden Zahnrads 3 ähnlich der Lagerbohrung 24 des Wellenstumpfs 28 über entsprechende Entlastungskanäle mit den Strömungskanälen 9 oder 9A intermittierend in Verbindung zu bringen; diese Möglichkeit ist in Figur 2 strichpunktiert angedeutet, wobei die Lagerbohrung 39 mit der Kanalmündung 8 und die Lagerbohrung 40 mit der Kanalmündung 38 verbunden ist.

Die Erfindung nutzt den in den jeweiligen, von der Druckseite 5 zur Saugseite 4 im Kämmbereich der Zahnräder 2, 3 wandernden und sich zunächst verkleinernden und dann vergrössem-den Fussräumen 20 und den mit Beginn der Volumenvergrösse-rung beginnenden starken Druckabfall zur Entlastung der Lagerbohrung 29 und in Weiterbildung auch der Lagerbohrung 30 sowie auch ggf. der Lagerbohrungen 39,40. Da bei sorgfältig gearbeiteter Pumpe die in die Lagerbohrungen gelangenden Flüssigkeitsanteile sehr klein sind, kann es in manchen Fällen bereits genügen, nur einen oder einige wenige Strömungskanäle 9 vorzusehen. Als vorteilhaft hat es sich dabei auch gezeigt, wenn die Fussräume 20, von denen Strömungskanäle ausgehen, mit Fuss-raumvertiefungen 10 versehen werden. Deren Tiefe 13, vom Fusskreis 16 aus gemessen, sollte jedoch möglichst um einen Abstand 14 kleiner sein als und höchstens ebenso gross sein wie der Abstand 26 der äusseren Begrenzung der Kanalmündung 8 bzw. 38 vom Fusskreis 16.

Da die Kanalmündung 8 des Entlastungskanals 6 sowie die Kanalmündung 38 des Entlastungskanals 7 aus der Ebene durch die beiden Zahnradachsen 36, 37 zur Saugseite hin soweit herausgedreht sein sollen, dass sie im Bereich der sich bereits vergrös-sernden Fussräume 20 liegen, wird die intermittierende Verbindung zwischen den Strömungskanälen 9 bzw. 9A und den Entlastungskanälen 6 bzw. 7 dann hergestellt, wenn in dem betreffenden Fussraum 20 Unterdruck besteht; vorteilhaft ist die jeweilige

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Breite des Strömungskanals 9 in Umfangsrichtung gemessen kleiner als die entsprechende Breite der Kanalmündung 8 bzw. 38.

Die Grösse des Winkels 11, um den die Kanalmündung 8 aus der Ebene durch die beiden Zahnradachsen 36, 37 zur Saugseite 4 hin herausgeschwenkt ist, hängt auch davon ab, ob die Zähne der ineinander kämmenden Zahnräder 2, 3 jeden einzelnen Fussraum, in welchen sie eintauchen, über einen bestimmten Drehwinkel abdichten, also ohne Spiel ineinandergreifen oder ob ein geringes Spiel zwischen den kämmenden Zähnen vorgesehen ist, so dass der jeweils relevante geschlossene Raum zwei benachbarte Fussräume 20 umfasst, von welchen einer zum Zahnrad 2, der andere zum Zahnrad 3 gehört. Während im ersteren Fall ein bereits geringer Winkel 11 (etwa 2°) genügt, da mit dem Wandern des Zahngrunds 20 über die Ebene durch die beiden Zahnachsen 36, 37 hinaus zur Saugseite 4 die Vergrösserung des Fussraumes 20 und damit das Entstehen des Unterdrucks beginnt, muss im zweiten Fall der Winkel soviel grösser sein, dass bei Beginn der Überdeckung des Strömungskanals 9 und der Kanalmündung 8 der eine Fussraum 20 bereits mindestens ein grösseres Volumen erlangt hat als der andere Fussraum 20, vorzugsweise dass die zum Fussraum 20 gehörende Zahnlücke des Zahnrads 2 mindestens zur Hälfte durch die Ebene durch die Achsen 36, 37 gewandert ist.

Insgesamt hat sich gezeigt, dass der Winkel 11 nicht grösser sein sollte als die Hälfte des eine vollständige Zahnteilung überstreichenden Winkels 34, jedoch nicht kleiner als etwa 2° ; bei den Zahnradpumpen, bei denen die Zähne mit leichtem Spiel kämmen, bei denen also zwei Fussräume 20 zusammen erst ein Volumen bilden, hat der Winkel 11 vorteilhaft einen Wert, der mindestens dem vierten Teil des Winkels 34 entspricht. Dabei hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kanalmündung 8 bzw. 38 um einen geringen Betrag 12 weiter zur Zahnradachse 37; 36 reicht als die radiale Nut 9.

Die Festlegung der Zahl der auf dem Zahnradumfang vorgesehenen Strömungskanäle 9 bzw. 9A richtet sich nach den tatsächlich auftretenden Leckagen und sollte möglichst so erfolgen, dass letztere durch die Absaugkapazität möglichst nicht oder nur geringfügig übertroffen werden. Dabei kann es bei Anordnung von Entlastungskanälen für zwei (29; 30) oder alle Lagerbohrungen ggf. zweckmässig sein, auch getrennte Strömungskanäle 9, 9A vorzusehen. Werden dabei Strömungskanäle bei beiden Zahnrädern vorgesehen, die vorzugsweise strömungstechnisch gegeneinander abgeschirmt sind, indem sie beispielsweise von verschiedenen Fussräumen ausgehen, so wird es möglich, jeder Lagerbohrung eine eigene, einzeln bemessene Absaugstrecke zuzuordnen.

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In diesem Fall ist dann die Verwendung der ohne Spiel ineinander kämmenden Zahnräder ein Vorteil.

Bezugszeichenaufstellung

1 Gehäuse

2 Zahnrad

3 Zahnrad

4 Saugseite, Einlass

5 Hochdruckseite, Auslass

6 Entlastungskanal

7 Entlastungskanal

8 Kanalmündung

9 Strömungskanal, Nut, Radialnut

10 Fussraumvertiefung

11 Winkel

12 Differenz

13 Vertiefungsmass

14 Abstand

15 Wälzkreis, Teilkreis

16 Fusskreis

17 Fusskreisradius

18 Wälzradius

19 Strömungsrichtung

20 Fussraum

21 Gehäusedeckel

22 Schleissplatte

23 Schleissplatte

24 Hohlraum

25 Dichtung

26 Abstand

27 Wellenschaft

28 Wellenstumpf

29 Lagerbohrung

30 Lagerbohrung

31 Stirnseite

32 Stirnseite

33 Stirnseite

34 Winkel, Zahnteilungswinkel

35 Stirnseite

36 Zahnradachse

37 Zahnradachse

38 Kanalmündung

39 Lagerbohrung

40 Lagerbohrung

46 Pfeil

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G

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Zahnradpumpe, insbesondere zur Druckerhöhung, mit einem Pumpeneinlass und einem Pumpenauslass mit Vordruck am Pumpeneinlass und Gegendruck am Pumpenauslass, bei der das Lager des nach aussen führenden Wellenschaftes durch eine Dichtung nach aussen abgedichtet ist und die jeweils in Eingriff befindlichen Zähne des einen Zahnrades mit den Zahnlücken des anderen Zahnrades Zellen bilden, die sich in ihrer Grösse ständig verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenzapfen der Zahnräder (2, 3) in Gleitlagern gelagert sind und dass von dem Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Lager (29) des Wellenschaftes (27) und der Dichtung (25) des Wellenschaftes (27) ausgehend eine intermittierende Verbindung zu den auf der Saugseite (4) der Pumpe in den Zahnlücken im Bereich des Zahneingriffes der auseinanderfahrenden Zahnräder (2, 3) gebildeten geschlossenen Zellen gefuhrt ist, die zur Verhinderung einer direkten Verbindung zwischen dem zu entlastenden Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Lager (29) des Wellenschaftes (27) und der Dichtung (25) des Wellenschaftes (27) einerseits und dem Pumpeneinlass auf der Saugseite (4) andererseits unterbrochen wird, bevor die jeweils mit dem Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Lager (29) des Wellenschaftes (27) und der Dichtung (25) des Wellenschafites (27) verbundene geschlossene Zelle sich öffnet.
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Lager (29) des Wellenschaftes (27) und der Dichtung (25) des antriebsseitigen Wellenschaftes (27) zu den geschlossenen Zellen führende Verbindung ein Entlastungskanal (6) ist, dessen Kanalmündung (8) auf der Saugseite (4) der Pumpe in einer Gehäuseseitenwand im Bereich des Zahneingriffes der Zahnräder (2, 3) mündet und zur Vermeidung einer direkten Verbindung zum Pumpeneinlass auf der Saugseite (4) mit einem Abstand (26) vom Fusskreis (16) des angetriebenen Zahnrades (2) innerhalb dessen Fusskreises (16) liegt, und dass mindestens ein Fussraum (20) des angetriebenen Zahnrades (2), jedoch nur, während dieser Fussraum (20) geschlossen ist, durch einen Strömungskanal (9), der in der Stirnseite (32) des Zahnrades (2) mündet und im wesentlichen den gleichen Abstand von der Achse des Zahnrades (2) hat wie die Kanalmündung (8), mit dem Entlastungskanal (6) in intermittierende Verbindung gebracht ist.
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Zwischenraum zwischen dem antriebsseitigen Lager (29) des Wellenschaftes (27) und der Dichtung (25) des antriebsseitigen Wellenschaftes (27) zu den geschlossenen Zellen fuhrende Verbindung ein Entlastungskanal (6) ist, dessen Kanalmündung (8) auf der Saugseite (4) der Pumpe in einer Gehäuseseitenwand im Bereich des Zahneingriffes der Zahnräder (2, 3) mündet und zur Vermeidung einer direkten Verbindung zum Pumpeneinlass auf der Saugseite (4) mit einem Abstand (26) vom Fusskreis (16) des mitlaufenden Zahnrades (3) innerhalb dessen Fusskreises (16) hegt, und dass mindestens ein Fussraum (20) des mitlaufenden Zahnrades (3), jedoch nur, während dieser Fussraum (20) geschlossen ist, durch einen Strömungskanal (9), der in der Stirnseite (31) des Zahnrades (3) mündet und im wesentlichen den gleichen Abstand von der Achse des Zahnrades (3) hat wie die Kanalmündung (8), mit dem Entlastungskanal (6) in intermittierende Verbindung gebracht ist.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Fussraum (20) mit der Kanalmündung (8) verbindende Kanal (9) durch eine vom Fussraum (20) ausgehende und radial nach innen gerichtete Nut gebildet ist, die in die der Kanalmündung (8) zugewandte Stirnseite (31 ; 32) des Zahnrads (3; 2) eingearbeitet ist.
5. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalmündung (8) des Entlastungskanals (6) aus der Ebene durch die beiden zueinander parallelen Zahnradachsen (36, 37), bezogen auf die Achse (38;

37) des mit mindestens einem Strömungskanal (9) versehenen Zahnrades (3; 2), zur Saugseite (4) hin um einen Winkel (11) herausgedreht ist, bei welchem das Volumen der mit ihr intermittierend verbundenen Fussräume (20) sich zu vergrössern begonnen 5 hat.
6. Zahnradpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (11), um den die Kanalmündung (8) aus der Ebene durch die Zahnradachsen (36, 37) herausgedreht ist, kleiner ist als die Hälfte des eine Zahnteilung überstreichenden Win-

lo kels (34) und mindestens etwa 2° beträgt.
7. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Umfang des Zahnrads (3; 2) gieichmässig verteilt mehrere Strömungskanäle (9) vorgesehen sind.

15 8. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fussräume (20), welche Strömungskanäle (9) aufweisen, mit Fussraumvertiefungen (10) versehen sind, von denen die Strömungskanäle (9), insbesondere Radialnuten, ausgehen, und dass die Kanalmündung (8) mit 20 einem Abstand (14) von dem die Fussraumvertiefungen (10) berührenden Kreis innerhalb dieses Kreises liegt.
9. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Entlastungskanal (7) von der Lagerbohrung (24) des zum angetriebenen Zahnrad

25 (2) gehörenden, dem Wellenschaft (27) gegenüber liegenden Wellenstumpfes (28) ausgeht, dessen Kanalmündung (38) auf der Saugseite (4) der Pumpe in einer Gehäusewand im Bereich des Zahneingriffs der Zahnräder (2, 3) liegt und dass mindestens ein Fussraum (20) des einen Zahnrades (2; 3) durch einen Strö-3o mungskanal (9A), der auf einem Kreis, dessen Radius dem Abstand der Kanalmündung (38) von der Zahnradachse entspricht, in der Stirnseite (33; 35) des Zahnrades (2; 3) mündet, mit dem Entlastungskanal (7) intermittierend verbunden ist.
10. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü-35 che, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (14; 26), um den die Mündung(en) (8; 38) des oder der Entlastungskanäle (6; 7) mit ihrem zum Wälzkreis (18) weisenden Rand vom Fusskreis (16) oder der Fussraumvertiefung (10) aus radial nach innen gerückt ist (sind), eine wirksame Abdichtung gegenüber den nicht 4o mit Radialnuten (9) versehenen Fussräumen (20) gewährleistet.

45 BESCHREIBUNG