DE10114148C1 - Self-centering gearwheel pump, especially for flowable pastes and fluids, includes driving gearwheel axially fitted non-positively on smooth drive shaft and with eccentric hollow wheel to compensate radial heat expansions - Google Patents

Self-centering gearwheel pump, especially for flowable pastes and fluids, includes driving gearwheel axially fitted non-positively on smooth drive shaft and with eccentric hollow wheel to compensate radial heat expansions

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Abstract

The pump has a plastics driving gearwheel (4) in a cylindrical housing (1) and non-detachably connected to a force-locking connection with the gearwheel hub (7). When driven by the smooth drive shaft (3) about the locally fixed center point (5) torque suddenly produces the force locking connection between the drive shaft and hub through a freewheel roller (6). Through the permanent toothed engagement (9) an eccentric hollow elastic wheel (8) having one tooth more slides along inside the housing in relative rotary movement to the driving gearwheel (4). When the material warms up as a result of operation radial heat expansions are moved from the elastic hollow wheel into the existing clearance (16) and compensated. When the drive shaft warms up axial longitudinal expansion is compensated.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstzentrierende Zahnradpumpe, insbesondere zur Förderung und Dosie­ rung fließfähiger Pasten und Flüssigkeiten, jedoch in unterschiedlichsten Temperaturbereichen während des Fördervorganges, mittels eines auf einer zentrisch angeordneten glatten Motorwelle aufgesteckten außenverzahnten Kunststoff-Antriebszahnrads ohne formschlüssige Verbindung und einem exzentrisch zur Motorwelle inwandig kämmenden Hohlrad umlaufend innerhalb eines kreisförmigen Gehäuses, welches beidseitig durch Gehäuseseitenwände abgeschlossen aber planseitig inwandig am Hohlrad und am Antriebszahnrad mit geringem Laufspiel gleitend anliegend ist, wobei die vom Motor abgewandte Sei­ tenwand eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für den Durchlauf der Flüssigkeiten durch die Pumpe ent­ hält.The invention relates to a self-centering gear pump, in particular for delivery and Dosie flowable pastes and liquids, but in different temperature ranges during of the conveying process, by means of a plugged onto a centrally arranged smooth motor shaft externally toothed plastic drive gear without a positive connection and an eccentric ring gear which meshes with the motor shaft all the way inside a circular housing, which is closed on both sides by the housing side walls but on the internal side on the ring gear and is slidably fitted to the drive gear with little running play, the side facing away from the motor tenwand an inlet and an outlet opening for the passage of liquids through the pump ent holds.

Bei dieser Art Maschinen mit fliegend gelagertem Hohlrad und ortsfest umlaufenden Antriebszahnrad be­ darf es, um optimale Fördergenauigkeiten zu erreichen, besonderer Mittel und Vorkehrungen.In this type of machines with overhung ring gear and fixed rotating drive gear be In order to achieve optimal funding accuracy, special means and precautions may be required.

Bekannt ist zum Beispiel, Hohlrad und Antriebszahnrad durch seitlich mit Federkraft beaufschlagte Sei­ tenwände abzudichten (DE 451 437 C). Bei anderen Maschinen mit vertikaler Aufstellung dichtet die Eigen­ last der rotierenden Läufer (US 1631592) ab.It is known, for example, the ring gear and drive gear by means of a spring force on the side to seal the ten walls (DE 451 437 C). In other machines with vertical installation, the Eigen seals load of the rotating rotor (US 1631592).

Da aber die rotierenden Verdrängerelemente zwecks leichter Beweglichkeit auch für nichtschmierende Flüssigkeiten und im Falle einer größeren Wärmedehnung rotieren sollen, ist eine besondere Abstufung von Pumpen für verschiedene Temperaturbereiche unbedingt erforderlich.However, since the rotating displacement elements also make it easier for non-lubricating people to move more easily Liquids and should rotate in the event of greater thermal expansion is a special gradation of pumps for different temperature ranges is absolutely necessary.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine sich selbst zentrierende Zahnradpumpe zu gestalten, die selbstansaugend fließfähige Pasten und auch nichtschmierende Flüssig­ keiten selbst beim Einsatz in verschiedensten Temperaturbereichen gleichbleibend fördern und dosieren kann.The invention specified in claim 1 is based on the object, a self-centering Gear pump to design, the self-priming flowable pastes and also non-lubricating liquid pumping and metering even when used in a wide range of temperatures can.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Anspruch 1 der Erfindung ermög­ licht bei wachsender Wärmedehnung auch mit größeren Temperaturdifferenzen eine gleichbleibende Funktionsfähigkeit mit Werkstoffmäßig gleichen Ausdehnungskoeffizienten, wobei ein Axialschub bei Längenausdehnung der Antriebswelle 3 nicht auf das von dieser getragene Antriebszahnrad 4 übertragen wird. Eine radiale Wärmedehnung von Antriebszahnrad 4 und dem fliegend umlaufenden elastischen Hohlrad 8 wird von dem vorhandenen saugseitigen Freiraum 16 innerhalb des langlochförmigen Gehäuseinnenraums aufgenommen und kompensiert. Axial wie radial können somit die rotierenden Verzahnungselemente während des Arbeitsablaufs gleitend für jeden Temperaturbereich sich selbst in ihre optimale Lage einpendeln und positionieren.This object is solved by the features of claim 1. The claim 1 of the invention made light with increasing thermal expansion even with larger temperature differences, a constant functionality with the same material expansion coefficient, wherein an axial thrust with linear expansion of the drive shaft 3 is not transmitted to the drive gear 4 carried by this. Radial thermal expansion of the drive gear 4 and the floating revolving ring gear 8 is absorbed and compensated for by the existing suction-side clearance 16 within the slot-shaped housing interior. Axially and radially, the rotating toothing elements can slide and position themselves in their optimal position for every temperature range during the work process.

Die selbstzentrierende Zahnradpumpe besteht aus einem kreisförmigen geringfügig als Langloch zwischen Mittelachse 17 und 18 ausgebildeten Gehäuseinnenraum, in dem eine drehbare, zentrisch gelagerte glatte Antriebswelle 3 ohne formschlüssige Verbindung ein axial verschiebbares Antriebszahnrad 4 aus Kunst­ stoff trägt. Bei Drehung der glatten Antriebswelle 3 in Pfeilrichtung um den ortsfesten Mittelpunkt 5 wird mittels eines Rollenfreilaufs 6 das entstandene Drehmoment schlagartig zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Antriebswelle 3 und Zahnradnabe 7 innerhalb des Antriebszahnrades 4 genutzt und, nimmt ent­ sprechend der Drehrichtung dieses in seine Drehbewegung mit.The self-centering gear pump consists of a circular housing slightly formed as an elongated hole between the central axis 17 and 18 , in which a rotatable, centrally mounted smooth drive shaft 3 carries an axially displaceable drive gear 4 made of plastic without a positive connection. When the smooth drive shaft 3 rotates in the direction of the arrow around the fixed center point 5 , the resulting torque is abruptly used by means of a roller freewheel 6 for the non-positive connection between the drive shaft 3 and gear hub 7 within the drive gear 4 and accordingly takes the direction of rotation of this in its rotary motion.

Das Antriebszahnrad 4, welches ständig mit dem fliegend gelagerten, einen Zahn mehr aufweisendes, innen­ verzahntes Hohlrad 8 im Zahneingriff 9 steht, macht um den ortsfesten Mittelpunkt 5 eine kreisförmige Umlaufbewegung, während gleichzeitig inwandig entlang der Wandung des Halbkreises 10 in der Gehäusein­ nenwand das Hohlrad 8 umlaufend gleitet.The drive gear 4 , which is constantly with the overhung, one more tooth, internally toothed ring gear 8 in meshing 9 , makes a circular orbital movement around the fixed center 5 , while at the same time inwall along the wall of the semicircle 10 in the housing inner wall of the ring gear 8 circumferentially slides.

Die Zähnezahldifferenz 1 zwischen Antriebszahnrad 4 und Hohlrad 8 bewirkt eine Relativbewegung zwischen beiden, wodurch sich ständig ändernde Hohlräume 11 bilden, welche sich saugseitig von null bis zur größten Ausdehnung erweitern und druckseitig wieder bis auf null verkleinern, was bewirkt, daß die zu fördernde Flüs­ sigkeit über den Pumpeneingang 12 und den Überströmkanal 13 in das Pumpeninnere angesaugt wird und druckseitig durch den Überströmkanal 14 zum Pumpenausgang 15 wieder verdrängt wird.The number of teeth difference 1 between the drive gear 4 and ring gear 8 causes a relative movement between the two, whereby constantly changing cavities 11 are formed, which expand on the suction side from zero to the greatest extent and decrease on the pressure side again to zero, which causes the liquid to be conveyed liquid is sucked into the pump interior via the pump inlet 12 and the overflow channel 13 and is displaced again on the pressure side through the overflow channel 14 to the pump outlet 15 .

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel noch weiter erläutert und anhand von Zeichnungen dargestellt.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and with reference to Drawings shown.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der Vorderansicht einer selbstzentrierenden Zahnradpumpe. Fig. 1 shows a sectional view of the front view of a self-centering gear pump.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer selbstzentrierenden Zahnradpumpe mit aufliegendem Gehäuse­ deckel. Fig. 2 shows a front view of a self-centering gear pump with the cover lying on the housing.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung im Verlauf A-A nach Fig. 2 einer selbstzentrierenden Zahnrad­ pumpe. Fig. 3 shows a sectional view in the course AA of FIG. 2 of a self-centering gear pump.

Durch Antrieb der glatten Antriebswelle 3 in Pfeilrichtung um den ortsfesten Mittelpunkt 5 stellt mittels des Rollenfreilaufs 6 und des axial aufgestekten Antriebszahnrads 4 das entstandene Dreh­ moment schlagartig die kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebswelle 3 und Zahnradnabe 7 her und bringt das Antriebszahnrad 4 in eine Drehbewegung. Über den ständigen Zahneingriff 9 wird das einen Zahn mehr aufweisende innenverzahnte Hohlrad 8 gleitend entlang des innwandigen Halb­ kreises 10 des Gehäuses 1 ebenfalls in Drehung versetzt. Die Zähnezahldifferenz 1 zwischen Antriebs­ zahnrad 4 und Hohlrad 8 erzeugt eine Relativbewegung zwischen beiden und bildet Hohlräume 11 welche ihren Rauminhalt saugseitig von null bis zur größten Ausdehnung erweitern und druckseitig wieder bis auf null verkleinern, was bewirkt, daß die zu fördernde Flüssigkeit über den Pumpenein­ gang 12 und den Überströmkanal 13 in das Pumpeninnere angesaugt wird und druckseitig durch den Überströmkanal 14 zum Pumpenausgang 15 wieder verdrängt wird.By driving the smooth drive shaft 3 in the arrow direction about the fixed center 5 illustrates by means of the roller one-way clutch 6 and the axially aufgestekten drive gear 4, the resulting rotational torque abruptly, the frictional connection between drive shaft 3 and the gear hub 7 forth and brings the drive gear 4 in a rotational movement. About the constant tooth engagement 9 , the one tooth more internal toothed ring gear 8 is also set in rotation along the inner half-circle 10 of the housing 1 in rotation. The difference in the number of teeth 1 between the drive gear 4 and the ring gear 8 generates a relative movement between the two and forms cavities 11 which expand their volume on the suction side from zero to the greatest extent and reduce on the pressure side again to zero, which causes the liquid to be conveyed to enter the pump 12 and the overflow channel 13 is sucked into the interior of the pump and is displaced on the pressure side by the overflow channel 14 to the pump outlet 15 .

Claims (2)

1. Selbstzentrierende Zahnradpumpe mit folgenden Merkmalen:
  • a) in einem zylinderförmigen Gehäuse (1) wird durch eine glatte, kreisrunde, drehbar gelagerte Antriebswelle (3) ein axial mit der Zahnradnabe (7) aufsteckbares An­ triebszahnrad (4) aus Kunststoff getragen;
  • b) das Antriebszahnrad (4) ist mit einer kraftschlüssigen Verbindung zur Zahnrad­ nabe (7) nicht lösbar fest verbunden;
  • c) durch Antrieb der Antriebswelle (3) um den ortsfesten Mittelpunkt (5) stellt ein entstandenes Drehmoment mittels eines Rollenfreilaufs (6) schlagartig die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen Antriebswelle (3) und Zahnradnabe (7) her, wobei sich Rollen des Rollenfreilaufs (6) über den gesamten Umfang an der glatten Ober­ fläche der Antriebswelle (3) verklammern, aber bei Stillstand der Antriebswelle (3) wieder lösen;
  • d) über den ständigen Zahneingriff (9) wird ein einen Zahn mehr aufweisendes elasti­ sches Hohlrad (8) gleitend entlang des innwandigen Halbkreises (10) innerhalb des Gehäuses (1) in eine relative Drehbewegung zum antreibenden Antriebszahnrad (4) versetzt;
  • e) das zylinderförmige Gehäuse (1) hat einen kreisförmigen geringfügig, als Langloch ausgebildeten Gehäuseinnenraum bei dem die innere Wandung zwischen den Mittel­ achsen (17) und (18) als kurze Gerade ausgebildet ist;
  • f) bei betriebsbedingter Materialerwärmung werden radiale Wärmedehnungen vom elastischen Hohlrad (8) bzw. Antriebszahnrad (4) in den vorhandenen Freiraum (16) verlagert und kompensiert;
  • g) eine axiale Längendehnung bei Erwärmung der Antriebswelle (3) wird bei Verwen­ dung des Rollenfreilaufs (6) durch diesen die axiale Verschiebemöglichkeit des An­ triebszahnrades (4) auf der glatten Antriebswelle (3) zur Kompensation der Längen­ ausdehnung genutzt;
1. Self-centering gear pump with the following features:
  • a) in a cylindrical housing ( 1 ) through a smooth, circular, rotatably mounted drive shaft ( 3 ) an axially with the gear hub ( 7 ) can be plugged on drive gear ( 4 ) made of plastic;
  • b) the drive gear ( 4 ) with a non-positive connection to the gear hub ( 7 ) is not releasably connected;
  • c) by driving the drive shaft ( 3 ) around the fixed center point ( 5 ), a torque created by means of a roller freewheel ( 6 ) abruptly establishes the positive connection between the drive shaft ( 3 ) and the gear hub ( 7 ), with rollers of the roller freewheel ( 6 ) over the entire periphery on the smooth upper surface of the drive shaft (3) by stapling, but at standstill of the drive shaft (3) released again;
  • d) over the constant tooth engagement ( 9 ) is a one more tooth elastic ring gear ( 8 ) slidably along the inner semicircle ( 10 ) within the housing ( 1 ) in a relative rotational movement to the driving drive gear ( 4 );
  • e) the cylindrical housing ( 1 ) has a circular slightly, as an elongated hole housing interior in which the inner wall between the central axes ( 17 ) and ( 18 ) is designed as a short straight line;
  • f) in the case of operational material heating, radial thermal expansions from the elastic ring gear ( 8 ) or drive gear ( 4 ) are shifted into the available space ( 16 ) and compensated;
  • g) an axial elongation when the drive shaft ( 3 ) heats up, the axial shifting possibility of the drive gear ( 4 ) on the smooth drive shaft ( 3 ) is used to compensate for the length expansion when the roller freewheel ( 6 ) is used;
2. Selbstzentrierende Zahnradpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet: daß die rotierenden Verzahnungsteile Antriebszahnrad (4) und Hohlrad (8) die werk­ stoffmäßig gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Gehäuse (1) haben.2. Self-centering gear pump according to claim 1, characterized in that the rotating toothed parts drive gear ( 4 ) and ring gear ( 8 ) have the same material expansion coefficients as the housing ( 1 ).
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