DE10201716A1

DE10201716A1 - Extruderanordnung

Info

Publication number: DE10201716A1
Application number: DE10201716A
Authority: DE
Original assignee: Az Formen & Maschbau GmbH
Current assignee: Az Formen & Maschbau GmbH
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Es ist eine Zahnradpumpe (10) für die Förderung von Kunststoffen, insbesondere von Elastomeren, mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern (12, 14) vorgesehen. Die Zahnräder sind mit einer Antriebsvorrichtung drehfest verbunden. Die Lagerbuchsen (26, 28, 34, 36) erstrecken sich beidseitig der Zahnräder (12, 14), die Wellenstummel (22, 24, 30, 32) der Zahnräder lagern. In den gegenüber einander liegenden Flächen von Wellenstummeln (22, 24, 30, 32) und Lagerbuchsen sind Fördernuten (38) bei den beiden Zahnrädern zueinander gegenläufig ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere für Elastomere, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Zahnradpumpe ist beispielsweise aus der CH-PS-687 781 bekannt. Diese Zahnradpumpe weist Lagerbuchsen auf, die sich beidseitig jedes Zahnrads erstrecken. Zwischen den Wellenstummeln und den Lagerbuchsen sind je spaltförmige Kanäle vorgesehen, die der Rückführung von Fördermaterial dienen und die zugleich die Gleitlager schmieren. Hierzu tritt Material von der Hochdruckseite durch diese Rücklaufkanäle in die Niederdruckseite zurück.

Gemäß dieser Lösung soll nun die Spaltbreite sich in Strömungsrichtung aufweiten, um die Flüssigkeitsströmung zu vergleichmäßigen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist es, dass die Schmierung der Lagerbuchsen erst dann erfolgen kann, wenn der Hochdruck aufgebaut ist. Beim Förderbeginn ist dies jedoch nicht der Fall, so dass die Lagerbuchsen kurzfristig trockenlaufen.

Bei Pumpen, die mit noch recht niedrigen Förderdrücken arbeiten, beispielsweise im Bereich von weniger als 100 bar, ist dies noch nicht so kritisch. Bei der Erhöhung des Förderdrucks wird jedoch auch die Lagerbelastung signifikant höher, so dass es im Grunde wichtig wäre, auch in diesem Fall eine Schmierung bereitzustellen.

Im Hinblick auf diese kritische Situation ist es vorgeschlagen worden, anstelle der Gleitlager Wälzlager zu verwenden. Wälzlager müssen jedoch vom Förderstrom abgedichtet werden, da beispielsweise Elastomermassen bei der Belastung von Wälzlagern in kurzer Zeit zur Schädigung führen. Außerdem sind Wälzlager teurer als Gleitlager und bedürfen der Wartung durch Schmierung usw. Die Abdichtung ist wesentlich aufwendiger, nachdem dann mindestens vier Dichtungen realisiert werden müssen, während bei sogenannten innengelagerten Zahnradpumpen lediglich eine Dichtung für die Antriebswelle erforderlich ist.

Ferner ist es bereits vorgeschlagen worden, an Wellenstummeln von nicht-innengelagerten Zahnradpumpen Fördernuten anzubringen, um die Gleitflächen zu schmieren. Bei dieser Lösung müssen jedoch besondere Maßnahmen ergriffen werden, um die geförderte Rücklaufmasse zu sammeln und über einen speziell eingerichteten Kanal der Niederdruckseite zuzuführen. Daher hat sich diese Lösung nicht durchgesetzt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Zahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die hinsichtlich der Anlaufphase verbessert ist, preisgünstig herzustellen ist, und besonders auch für hohe Drücke bei der Förderung von Elastomermassen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die einander gegenüber liegenden Flächen von Wellenstummeln und Lagerbuchsen Fördernuten aufweisen, die bei beiden Zahnrädern gegenläufig gerichtet sind. Bei einem Zahnrad fördern also beide Wellenstummel nach außen, und beim anderen Zahnrad fördern beide Wellenstummel nach innen.

Bevorzugt erfolgt die Förderung von der Druckseite zur Saugseite, so dass die hydrodynamischen Wirkungen der Fördernuten durch die hydrostatischen Verhältnisse unterstützt werden. Jedoch ist es auch möglich, von der Niederdruckseite zur Niederdruckseite über das erfindungsgemäß gegenläufige Prinzip zu fördern, was den besonderen Vorteil hat, dass bereits beim Förderbeginn die Schmierung stattfindet, also nicht erst, wenn der Hochdruck tatsächlich aufgebaut ist.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist insofern die Selbstschmierung, aber auch die Selbstreinigung, denn hierdurch ist sichergestellt, dass keine Ablagerungen der Elastomermassen die Fördernuten verstopfen.

Die erfindungsgemäßen Fördernuten können sowohl in den Innenseiten der Gleitlagerbuchsen als auch in den Oberflächen der Wellenstummel ausgebildet sein. Überraschend ergibt sich trotz der durch die Fördernuten reduzierten Auflagerflächen hierdurch eine bessere Lager-Belastungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Gleitlager.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Die einzige Figur der Zeichnung einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe in einer Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Zahnradpumpe 10 weist zwei Zahnräder 12 und 14 auf, die in an sich bekannter Weise miteinander kämmen. Das Zahnrad 12 ist über eine Antriebswelle 16 angetrieben, die sich eine Dichtung 18 durchtretend aus dem Pumpengehäuse 20 seitlich heraus erstreckt.
Die Zahnräder 12 und 14 sind nach außen von Lagerbuchsen begrenzt, wobei das Zahnrad 12 zwei mit seinen Wellenstummeln 22 und 24 in zwei Lagerbuchsen 26 und 28 gelagert ist, während das Zahnrad 14 mit seinen Wellenstumeln 30 und 32 in zwei Lagerbuchsen 34 und 36 gelagert ist. Die Lagerbuchsen und Wellenstummel weisen einander gegenüber liegende Flächen auf, wozu beispielhaft auf die Lagerbuchse 26 und den Wellenstummel 22 verwiesen sei. Die einander gegenüber gelegenen Flächen sind erfindungsgemäß mit Fördernuten 38 ausgestattet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wellenstummel 22 ausgebildet sind - und selbstverständlich auch in den weiteren Wellenstummeln.
Alternativ kann es auch ohne weiteres vorgesehen sein, die Fördernuten 38 in der Lagerbuchse 26 innenseitig auszubilden. Durch die Scherbewegung entsteht bei den spiraligen Fördernuten eine Förderwirkung, wobei es erfindungsgemäß vorgesehen ist, die Förderwirkung bei den Wellenstummeln 22 und 24 nach außen verlaufen zu lassen, und bei den Wellenstummeln 30 und 32 des Zahnrads 14 nach innen, also insofern zueinander gegenläufig.
Erfindungsgemäß ist außen seitlich der Wellenstummel 22 und der einander zugewandten Bereiche der Lagerbuchse 26 und 34 ein Raum 40 vorgesehen, der von der zu fördernden Masse durchtretbar ist. Der Raum ist im dargestellten Ausführungsbeispiel spaltförmig, und entsprechender Raum 42 ist an der gegenüber liegenden Seite vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass der Raum 40 in beliebiger geeigneter Weise ausgestaltet sein kann.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich die zylindrische Fläche der Lagerbuchsen und Wellenstummel mit Fördernuten 38 versehen. In einer modifizierten Ausgestaltung kann aber auch die Stirnfläche 44 jedes Zahnrads 12 und 14 mit entsprechenden Hilfs-Fördernuten versehen sein, so dass auch dort kein Spalt verbleiben muss.

Claims

1. Zahnradpumpe für die Förderung von Kunststoffen, insbesondere von Elastomeren, mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, die mit einer Antriebsvorrichtung drehfest verbunden sind, wobei sich Lagerbuchsen beidseitig der Zahnräder erstrecken, die Wellenstummel der Zahnräder lagern, dadurch gekennzeichnet, dass in den einander gegenüber liegenden Flächen von Wellenstummeln (22, 24, 30, 32) und Lagerbuchsen (26, 28, 34, 36) Fördernuten (38) bei den beiden Zahnrädern (12, 14) zueinander gegenläufig ausgebildet sind.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchsen (26, 28, 34, 36) als Gleitlager ausgebildet sind, die das Pumpengehäuse (20) seitlich der Zahnräder (12, 14) im Wesentlichen ausfüllen.

3. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der von den Zahnrädern (12, 14) abgewandten Seite der Lagerbuchsen (26, 28, 34, 36) ein insbesondere spaltförmiger Raum (40, 42) vorgesehen ist, der von einem Nebenstrom der zu fördernden Masse durchdringbar ist und einen Übergang zwischen einer Lagerbuchse (24) eines Zahnrads (12) und der Lagerbuchse (34) des anderen Zahnrads (14) bildet.

4. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördernuten (38) als Spiralnuten ausgebildet sind, die sich insbesondere in zylindrischer Form erstrecken und deren Förderrichtung parallel zur Achse der Zahnräder (12, 14) ist.

5. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördernuten (38) auf beiden Seiten jedes Zahnrads (12, 14) in einer Förderrichtung ausgebildet ist, die beim einen Zahnrad (14) auf das Zahnrad zuweist und beim anderen Zahnrad (12) vom Zahnrad wegweist.

6. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördernuten (38) in der Oberfläche der Wellenstummel (22, 24, 30, 32) ausgebildet sind.

7. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Hilfs-Fördernuten in der Stirnfläche der Zahnräder (12, 14) ausgebildet sind, die sich insbesondere in Verlängerung der Fördernuten (38) erstrecken.

8. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (10) lediglich eine Antriebswelle aufweist, die ihr druckfestes Gehäuse durchtritt, das im Übrigen - abgesehen von Einlassanschluss und Auslassanschluss für die zu fördernde Masse - geschlossen ist, und dass eine Dichtung (18) der Antriebswelle der Zahnradpumpe außerhalb der Lagerbuchsen (26, 28, 34, 36) vorgesehen ist.

9. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenstrom der zu fördernden Masse über die Wellenstummel (22, 24, 30, 32) von der Druckseite der Zahnradpumpe zur Saugseite der Zahnradpumpe verläuft.

10. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite verläuft.

11. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal von der Niederdruckseite zur Niederdruckseite verläuft.

12. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstromkanal hydrodynamisch arbeitet.