CN1769707A - 齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于定量输送彩色漆、尤其是应用在喷漆机器人上的齿轮泵。齿轮泵具有两个相互啮合的齿轮，所述齿轮通过一被驱动的传动轴和一固定的支承轴可旋转地支承在泵壳的内部。为此，传动轴通过支承段多点地支承在泵壳内，并且以一连接段凸出于泵壳，以便与驱动装置连接。一方面为了避免出现由于高压力的磨损现象，另一方面为了接收由外部施加的负载，根据本发明，在传动轴凸出于泵壳外的连接段上构成一支承座，用于径向和轴向地支承传动轴。

Description

齿轮泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述用于定量输送彩色漆的齿轮泵。
背景技术
一种同类的齿轮泵从EP1 164 293 A2中已知。
已知的齿轮泵具有两个相互啮合的齿轮，所述齿轮可旋转地安装在泵壳内。在此，其中一个齿轮被保持在一传动轴的圆周上，传动轴支承在泵壳内的几个轴支承部位上。传动轴以一连接段凸出于泵壳以连接驱动装置。在泵壳内构成一冲洗通道系统，通过该冲洗通道系统能够用洗涤介质冲洗齿轮泵。为此，在更换颜料时在泵壳内部堆积的颜料残留物可以快速地且容易地被冲走。
已知的齿轮泵在用于油漆例如汽车零件的构件的喷漆装置中使用。为了在喷漆装置中处理复杂的构件，已知的是，使用喷漆机器人，该喷漆机器人在一机器人臂上持有一喷雾装置。
这种类型的喷漆机器人例如由EP 1 447 183 A1已知。在这里安装在机器人臂上的喷漆装置必须尽可能紧凑地构成。此外，由于机器人臂的运动，不断交变的加速力作用在所述装置上。为了使管路费用保持尽可能低，通常将喷漆泵与喷雾单元直接结合，以便得到一用于容纳在机器人臂中的组合部件。然而，已知的齿轮泵基本上设计用于固定的安装空间，在该安装空间中没有明显的来自于周围环境的负载作用于齿轮泵上。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开始所述类型的齿轮泵，该齿轮泵尤其适用于在喷漆机器人上定量输送彩色漆。
本发明的另一个目的在于，提供一种在高工作压力下也低磨损地输送彩色漆的齿轮泵。
该目的按本发明通过具有按权利要求1所述的特征的齿轮泵来实现。
本发明有利的扩展构造通过从属权利要求的特征和特征组合限定。
本发明的特征在于，内部的压力以及从外部作用于传动轴的力都能够有利地在泵壳外部通过单独的支承座接收。为此，在凸出于泵壳外的传动轴连接段上构成支承座，用于径向和轴向支承传动轴。通过轴向支承传动轴，作用在传动轴上的压力被有利地接收，使固定在传动轴的齿轮在前端面能够被基本无磨损地引导至泵壳。由此提高了齿轮的寿命，因为在齿轮上的磨损明显地减少。保持高的工作压力而不影响齿轮的磨损，因对传动轴的轴向支承与工作压力大小的无关。在泵壳外的传动轴的径向支承有利地接收了从外部作用于传动轴的力，并对泵壳内齿轮的轴支承部位没有明显的影响。
为了形成支承座建议，在支承壳体内部设置支承环，其中支承壳体固定地与泵壳连接并且由传动轴的连接段穿过一凹槽。在此支承环设置在传动轴径向台阶和支承壳体之间，其中为了相对于传动轴固定支承环，支承环固定地与支承壳体连接。
为了构成用于轴向和径向支承的两个止动面，支承环有利地通过一L形横截面构成，其以外圆周面和邻接的端面紧贴在支承壳体上，并且其以对置的内圆周面和邻接的端面贴靠在传动轴上。
为了实现特别紧凑的结构形式，按本发明有利的扩展构造，在支承壳体与泵壳之间压力密封地设置密封壳体，传动轴的连接段在一同轴于传动轴构成的凹槽中穿过密封壳体，并且该密封壳体包围一设置在传动轴的圆周面上的密封装置。因此构成泵壳的壳板本身可与齿轮的支承对齐。用于向外密封传动轴所必需的密封装置设计和配置为与支承无关。
有利地使用一种轴封填料和一个作用在轴封填料上的夹紧机构作为密封装置。由此可以在泵壳内实现相对于高的工作压力的密封。特别是因此使各彩色漆的回输成为可能，以便例如开始进行颜料更换。为此，传动轴可以以变化的旋转方向驱动。
作为夹紧机构，有利地多个压簧在轴封填料和支承壳体之间夹紧。
在此特别有利的是，在支承壳体内给每一个压簧配置一个接触活塞，该接触活塞设计为在弹簧容纳孔中可沿夹紧方向调整。因此，在确定的运行时间结束之后可以增加或更新作用在轴封填料上的夹紧力。
为了避免随着运行时间的增加由于微量的泄漏在泵壳外部的环形间隙中的堆积，按本发明一优选的扩展结构，在支承壳体内在传动轴圆周上设置轴密封环，并且在密封装置与轴密封环之间形成的环形腔内在传动轴的圆周上填充一种密封液。在这里例如使用含有溶剂的液体作为密封液。
其中本发明的扩展构造特别有利的是，在该扩展结构中环形腔通过单独的导向通道与一入口和出口连接，其中在密封壳体上构成入口和出口。因此在更换密封流体之后，在传动轴与壳体件之间的间隙可以有利地被冲洗。
为了能够在更换颜料后以尽可能短的时间和快速而无需任何拆卸工作地将包含在泵壳内的颜料残留物去除，在泵壳内构成一冲洗通道系统，通过该冲洗通道系统可以冲洗在齿轮、轮轴和泵壳之间形成的间隙。
附图说明
以下参考附图借助几个实施例详细地说明按本发明的齿轮泵，附图中：
图1示意示出按本发明齿轮泵的第一实施例的横截面图；
图2和图3示意示出按本发明齿轮泵的另一实施例的多个截面图。
具体实施方式
在图1中示出按本发明的齿轮泵的第一实施例。
该齿轮泵包括泵壳1。泵壳1由多个零件构成并且具有壳板1.1和1.2、以及固定在壳板1.1和1.2之间的中间板1.3。在壳板1.1和1.2的端面分别设置密封环1.4和1.5，通过所述密封环向外密封在中间板1.3与壳板1.1和1.2之间的间隙。
中间板1.3具有用于两个相互啮合的齿轮3和4的凹槽。齿轮3可旋转地支承在一固定的支承轴6上。为此，支承轴6在一容纳孔7中固定地与壳板1.1连接。在支承轴6和壳板1.1之间设置一个安装在容纳孔7中的密封环8。
第二齿轮4压在传动轴5上。传动轴5以一自由端支承在壳板1.1上的支承盲孔9内，使得在壳板1.1和传动轴5之间形成了一支承间隙。在齿轮4的另一侧，传动轴5可旋转地支承在壳板1.2的一个贯通的支承孔10中。在传动轴5和壳板1.2之间，在支承外部设置密封装置12，使得传动轴5自由的连接段5.2压力密封地向外伸至一驱动装置。为此，在传动轴5上在泵壳1内构成第一径向台阶15.1。其中，传动轴5的支承段5.1是传动轴5的支承在泵壳1内的部分。在壳板1.2内制出一泵入口和泵出口，所述泵入口和泵出口通道形地导入到一输入腔及输出腔(在这里没有示出)中。泵入口和泵出口位于一个平面中，从而在图1中通过附图标记2只给出一个用虚线表示的图示。
除了取决于运行的入口和出口通道，在泵壳1内在壳板1.1和1.2以及轴5和6中构成一具有多个冲洗通道11的冲洗系统，以便冲入一种从外部经由进口35供入的冲洗介质，用来冲洗在泵壳内部的旋转部件与固定部件之间的间隙。这种齿轮泵例如从EP 1 164 293 A2中已知，所以在此可以参考在那里给出的说明。
在泵壳1上，在齿轮泵的驱动侧设置一支承壳体14，以便容纳传动轴5的支承座。为此，支承壳体14固定地与泵壳1连接，在此一密封环17同心于支承孔10地设置在支承壳体14和泵壳1之间。在支承壳体14内构成一凹槽16，它一方面能够让传动轴5的连接段5.2穿过，另一方面沿径向和轴向向驱动侧固定一支承环13。支承环13为此设计为L形的，并且紧贴在传动轴5的第二径向台阶15.2上。支承环13优选由塑料制成，并且被固定地压入到支承壳体14的凹槽16中。为此，支承环13以一外圆周面无间隙地保持在台阶形凹槽16的内圆周面中。在此，支承环13以一个与外圆周面邻接的端面紧贴在支承壳体14上。相对的内圆周面和相对的端面构成用于传动轴的止动面。
传动轴5连接段5.2的伸出于支承壳体14外的端部(在这里没有示出)用于优选借助联轴器连接一驱动装置。
在运行状态中，经泵入口供入的彩色漆通过齿轮3和4的旋转被输送到泵出口，然后供给一喷漆装置的直接相连的雾化系统。在此，传动轴5由于在支承段5.1自由端面上经支承环13的压力作用而相对于支承壳体14被压紧。通过空隙和间隙的相应设计，防止齿轮4以其前端面朝壳板1.2压紧。此外，传动轴5上的从外部经由连接段5.2垂直指向的力通过支承环13和支承壳体14接收。有利地避免了传动轴5的传递到泵壳1的支承中的变形和弯曲。所以在图1中所示的实施例尤其适合应用在喷漆机器人上。但也有可能的是，这种齿轮泵应用于固定的使用场合，以使例如在高的工作压力下输送磨蚀性的彩色漆非常长的运行时间成为可能。
在图2和3中示出按本发明齿轮泵的另外的实施例。只要没有明确指出是参考其中一个附图，以下说明适用于两个图。在图2中以齿轮副的第一截面图示出齿轮泵，在图3中示出垂直于图2截面图的传动轴的第二截面图。
该实施例在齿轮3和4的齿轮副以及泵壳1的结构方面基本上与前面所述的实施例相同，所以此处参考上述说明。
传动轴5经由轴衬18.1和18.2可旋转地支承在壳板1.1的支承盲孔9和壳板1.2的支承孔10内。在壳板1.1和1.2之间，被驱动的齿轮4固定在传动轴5的支承段5.1的圆周上。壳板1.1、中间板1.3和壳板1.2压力密封地相互连接，其中一泵入口和泵出口(在这里没有示出)分别构成在壳板1.2上，在此泵入口和泵出口设置在一个平面中，所以在图2中仅以附图标记2标示。
在泵壳1的驱动侧，传动轴5的连接段5.2从泵壳1中突出。该传动轴5的连接段5.2在端部区域中具有一径向台阶15，支承环13紧贴在该径向台阶上。支承环13设计成L形的并被保持在支承壳体14的凹槽16中。
支承环13和用于容纳支承环13的支承壳体14的结构设计成与图1的实施例相同，因此引用前面的实施例以进一步进行说明。
支承壳体14被传动轴5的连接段5.2穿过，并且以一个用于连接驱动装置的自由的连接端5.3突出于支承壳体14。在连接端5.3和径向台阶15之间，在支承壳体14和传动轴5之间设置一轴密封环33。支承壳体14压力密封地经由密封壳体19与泵壳1固定地连接。为此，在泵壳1和密封壳体19之间，同心于支承孔10且在密封壳体19和支承壳体14之间、在第二密封环17.2之内设置一第一支承环17.1。密封壳体19具有一个设计为与传动轴5同心的容纳孔20，该容纳孔20用来容纳一轴封填料21，该轴封填料设置在传动轴5的圆周上。轴封填料21在密封壳体19面对泵壳1的一端直接地支承在壳板1.2上。在轴封填料21的另一端，与传动轴5同心的压紧环22在密封壳体19内可移动地导引。
如图3所示，压紧环22通过一由多个压簧24.1和24.2构成的夹紧机构朝轴封填料21压紧。为此，多个压簧24.1和24.2通过可移动导引的保持架23.1和23.2保持在密封壳体19的容纳孔25.1和25.2中。保持架23.1和23.2以一环绕的凸缘36直接作用在一个在压紧环上构成的环绕的凸肩37上。与可移动导引的保持架23.1和23.2相对，压簧24.1和24.2在支承壳体14的弹簧容纳孔27.1和27.2中导引。在容纳孔27.1和27.2的端部设置了接触活塞26.1和26.2，该接触活塞可压力密封地在弹簧容纳孔27.1和27.2中导引。在这里，压簧24.1和24.2紧贴在接触活塞26.1和26.2的一个端面上。在接触活塞26.1和26.2的另一端面上分别作用有一个调节螺钉28.1和28.2，通过所述调节螺钉可以调整接触活塞26.1和26.2，以便调整轴封填料21的弹簧预紧力。
在图3所示的情况下，所述预紧力通过总共两个压簧24.1和24.2施加在壳板1.2和支承壳体14之间的轴封填料21上。为了得到均匀的预紧力，可以有利地以相同的方式和方法在密封壳体19内设计多个压簧，使得例如轴封填料21可以通过四个、五个或者六个压簧夹紧。
此外，由图2中的截面图可以看出，在轴封填料21和轴密封环33之间构成的环形腔29在传动轴5和密封壳体19以及支承壳体14之间通过两个通道30.1和30.2分别与入口31和出口32连通。所述入口31和出口32设计成可关闭的，从而在运行状态下密封液被引入到密封壳体19中，通过其填充环形腔29。在此，为了溶解可能通过缝隙渗漏排出的在环形腔29内的油漆颗粒，优选使用含有溶剂的流体作为密封液，从而避免在缝隙中硬化。尤其在考虑调整弹簧张力的情况下保证保持压紧环22的可移动性。另外，在维护和更换密封液时可以通过通道30.1和30.2以及入口31和出口32以简单的方式和方法清洗环形腔29。
在图2和图3中所示的按本发明齿轮泵的实施例尤其适用于，以高的工作压力进行彩色漆的定量。尤其在喷漆机器人中使用这种类型的齿轮泵的情况下，当更换颜料时调整齿轮泵的回输，以便更换颜料。在这种情况下通常达到较高的工作压力，但是由于预紧的轴封填料能够可靠地承受该工作压力而没有渗漏的危险。
在图1至图3中所示的按本发明齿轮泵的实施例在其各部件的结构和构造上是示例性的。原则上，在泵壳外部在传动轴上构成的支承座可以由其它常见的用于径向和轴向支承的支承装置构成。在这里重要的是，对作用在传动轴上的压力进行轴向支承。由此特别是减少传动齿的磨损。此外，传动轴的径向支承使泵壳内轴承的寿命增加，其中尤其是减小传动轴上的从外部作用的横向负载。
附图标记清单
1.                                     泵壳
1.1                                    壳板
1.2                                    壳板
1.3                                    中间板
1.4                                    密封环
1.5                                    密封环
2                                      泵入口/泵出口
3                                      齿轮(随动)
4                                      齿轮(从动)
5                                      传动轴
5.1                                    支承段
5.2                                    连接段
5.3                                    连接端部
6                                      支承轴
7                                      容纳孔
8                                      密封环
9                                      支承盲孔
10                                     支承孔
11.1…                                 冲洗通道
12                                     密封装置
13                                     支承环
14                                     支承壳体
15、15.1、15.2                         径向台阶
16                                     凹槽
17、17.1、17.2                         密封环
18.1、18.2                             轴衬
19                                     密封壳体
20                            凹槽
21                            轴封填料
22                            压紧环
23.1、23.2                    保持架
24.1、24.2                    压簧
25.1、25.2                    盲孔
26.1、26.2                    接触活塞
27.1、27.2                    弹簧容纳孔
28.1、28.2                    调整螺钉
29                            环形腔
30.1、30.2                    通道
31                            入口
32                            出口
33                            轴密封
34                            密封环
35                            进口
36                            凸缘
37                            凸肩

Claims (11)

1.一种用于定量输送彩色漆、尤其是应用在喷漆机器人上的齿轮泵，包括两个相互啮合的齿轮(3，4)，所述齿轮通过一驱动的传动轴(5)和一固定的支承轴(6)可旋转地支承在一泵壳(1)的内部，其中传动轴(5)通过一支承段(5.1)多点地支承在泵壳(1)内并且通过在泵壳(1)外的一连接段(5.2)可与一驱动装置连接，其特征在于：在凸出于泵壳(1)外的连接段(5.2)上构成一支承座(13，14)，用于径向和轴向地支承传动轴(5)。
2.根据权利要求1所述的齿轮泵，其特征在于：所述支承座通过一设置在传动轴(5)的一径向台阶(15)和一支承壳体(14)之间的支承环(13)构成，其中支承壳体(14)与泵壳(1)固定地连接，并且传动轴(5)的连接段(5.2)在一凹槽(16)中穿过所述支承壳体。
3.根据权利要求2所述的齿轮泵，其特征在于：支承环(13)具有一种L形横截面包括一外圆周面和一邻接的端面，其固定在支承壳体(14)上，并且该支承环(13)以其相对的内圆面和一邻接的端面紧贴在传动轴(5)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮驱动泵，其特征在于：在支承壳体(14)与泵壳(1)之间压力密封地设置一密封壳体(19)，传动轴(5)的连接段(5.2)在一个同心于传动轴(5)构成的凹槽(20)中穿过该密封壳体，并且该密封壳体包围一在传动轴(5)的圆周上设置的密封装置(21)。
5.根据权利要求4所述的齿轮泵，其特征在于：所述密封装置通过一轴封填料(21)和一作用在该轴封填料(21)上的夹紧机构(24.1，24.2)构成。
6.根据权利要求5所述的齿轮泵，其特征在于：所述夹紧机构由多个压簧(24.1，24.2)构成，所述压簧(24.1，24.2)在轴封填料(21)和支承壳体(14)之间夹紧。
7.根据权利要求6所述的齿轮泵，其特征在于：为了容纳压簧(24.1，24.2)，分别设置一圆筒形保持架(23.1，23.2)，该保持架(23.1，23.2)在密封壳体(19)的一个端侧的容纳孔(25.1，25.2)中可移动地导引，并且保持架(23.1，23.2)通过其内部的凸缘(36)支承在轴封填料(21)的一压紧环(22)上。
8.根据权利要求6或7所述的齿轮泵，其特征在于：在支承壳体(14)内为每个压簧(24.1，24.2)配设一接触活塞(26.1，26.2)，该接触活塞(26.1，26.2)设计为在一弹簧容纳孔(27.1，27.2)内可沿夹紧方向调整。
9.根据权利要求4到8中任一项所述的齿轮泵，其特征在于：在支承壳体(14)内在传动轴(5)的圆周上设置一轴密封环(33)，并且在传动轴(5)的圆周上，在密封装置(21)和密封环(33)之间构成的环形腔(29)用一种密封液填充。
10.根据权利要求9所述的齿轮泵，其特征在于：环形腔(29)通过单独的通道(30.1，30.2)与一入口(31)和一出口(32)连通，并且所述入口(31)和出口(32)在密封壳体(19)上构成。
11.根据上述权利要求中任一项所述的齿轮泵，其特征在于：在泵壳(1)内构成一冲洗通道系统(11)，用于在更换颜料之前冲洗在齿轮(3，4)、轴(5，6)和泵壳(1)之间的缝隙。
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