-
Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe zum Fördern von liquidem Prozessmedium mit hoher Viskosität und abrasiver Wirkung, aufweisend eine in einem Antriebswellengehäuse drehbar gelagerten Antriebswelle zum Antreiben eines Außenzahnrades und eine Wellendichtung an der Antriebswelle.
-
Zum Transport von abrasiven Fluiden mit hoher Viskosität und hoher Abrasivität wie z.B. Polyurethankomponenten und Klebstoffen werden bevorzugt in Außenzahnradpumpen eingesetzt.
-
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass diese abrasiven Fluiden mit hoher Viskosität die in den Außenzahnradpumpen eingesetzten Kontaktdichtungen angreifen.
-
Bei langfristiger Verwendung kann es zu einer Abnutzung der Kontaktdichtungen, wie z.B. Stopfbuchsen bzw. Stopfdichtungen kommen, die von den abrasiven Fluiden angegriffen werden, insbesondere beim Betrieb der Außenzahnradpumpe.
-
Dies kann zu einem Verschleiß der Dichtwirkung bzw. zu einem Verschleiß der Dichtung führen, wodurch das abrasive Fluid auch in die Lager- und Antriebswellen der Außenzahnradpumpe eindringen kann und diese beschädigt. Die Partikel in den abrasiven Fluiden sorgen für einen erhöhten Verschleiß und schädigen so die Stopfdichtungen und auch insbesondere das Getriebe der Außenzahnradpumpe, wie beispielsweise die Wellen und Achsen, was zu einer Undichtigkeit der Außenzahnradpumpe führen kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Außenzahnradpumpe bereitzustellen, die auch abrasive und hochviskose liquide Prozessmedien fördern kann, ohne dass es zu einer Beschädigung der Dichtungen der Außenzahnradpumpe kommt.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Außenzahnradpumpe zum Fördern von liquidem Prozessmedium mit hoher Viskosität und abrasiver Wirkung, aufweisend eine in einem Antriebswellengehäuse drehbar gelagerten Antriebswelle zum Antreiben eines Außenzahnrades und eine Wellendichtung an der Antriebswelle, wobei die Wellendichtung eine Strömungsdichtungsvorrichtung, die in einem Förderzustand der Außenzahnradpumpe, bei dem das Außenzahnrad bewegt wird, gegen eine Prozessmediums-Leckage gegen das Antriebswellengehäuse berührungsfrei abdichtet, und eine Kontaktdichtung aufweist, die im Stillstandzustand der Außenzahnradpumpe, bei dem das Außenzahnrad stillsteht, das Antriebswellengehäuse und die Antriebswelle berührend abdichtet.
-
Unter einer Prozessmediums-Leckage ist hierbei ein nicht gewünschtes Vordringen des liquiden Prozessmediums über die aus Zahnräder hin zu der Antriebswelle und darüber hinaus zu verstehen. Das Prozessmedium ist insbesondere ein Liquid, das eine hohe Viskosität und gleichzeitig eine große abrasive Wirkung aufweist. Diese Kombination der Eigenschaften des Prozessmediums wirkt sich besonders negativ auf Kontaktdichtungen aus, die in Kontakt mit dem Prozessmedium kommen. Zum Schutz der Kontaktdichtung ist eine Strömungsdichtung vorgesehen, die das Vordringen von diesem aggressiven Prozessmedium hin zur Kontaktdichtung wenigstens beim Betrieb der Außenzahnrad Pumpe verhindert.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Außenzahnradpumpe ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Nach einer besonderen Ausgestaltung wird im Förderzustand der Außenzahnradpumpe das Antriebswellengehäuse von der Kontaktdichtung berührend abgedichtet.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung steht das erste Außenzahnrades in kämmenden Eingriff mit einem zweiten Außenzahnrad. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste Außenzahnrad und das zweiten Außenzahnrad zusammen das Prozessmedium fördern. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste Außenzahnrad auf der Antriebswelle und das zweite Außenzahnrad auf einer Lagerachse montiert ist, wobei vorzugsweise die Antriebswelle und/oder die Lagerachse die Wellendichtung und/oder die Kontaktdichtung aufweisen/aufweist.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Strömungsdichtungsvorrichtung im Förderzustand der Außenzahnradpumpe zum Fördern der Prozessmediums-Leckage hin zu dem ersten Außenzahnrades eingerichtet.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Strömungsdichtungsvorrichtung ein schraubenlinienförmiges Fördergewinde mit einer Gewinderichtung auf, die im Förderzustand der Außenzahnradpumpe das zu fördernde Prozessmedium zurück zu dem ersten Außenzahnrad fördert.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Strömungsdichtungsvorrichtung eine Förderhülse auf, die mit dem Fördergewinde versehen ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Förderhülse auf der Antriebswelle montiert ist und/oder an einem Abschnitt der Antriebswelle ausgebildet ist.
-
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen der Strömungsdichtungsvorrichtung und der Kontaktdichtung eine Schutzdichtungsvorrichtung zum Schutz der Kontaktdichtung vor dem Prozessmedium angeordnet.
-
Nach einer besonderen Ausgestaltung ist Schutzdichtungsvorrichtung im Förderzustand zum Fördern des Prozessmediums zum Sperren der Förderung von Prozessmedium hinzu der Kontaktdichtung eingerichtet.
-
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Schutzdichtungsvorrichtung zum Fördern eines liquiden Sperrmediums eingerichtet, das über eine Sperrmedium-Zuführdurchgangsöffnung zuführbar ist, die in dem Antriebswellengehäuse ausgebildet ist. Bevorzugt weist das Sperrmedium eine gleiche Viskosität des Prozessmediums auf. Es kann zu einer Vermischung des Sperrmediums mit dem Prozessmedium kommen, aber wegen der vorbestimmten Förderrichtung nur auf der Seite der Außenzahnräder.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist Schutzdichtungsvorrichtung ein schraubenlinienförmiges Fördergewinde auf, dessen Gewinderichtung entgegengesetzt zu der Gewinderichtung des Fördergewindes der Strömungsdichtungsvorrichtung ist.
-
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Schutzdichtungsvorrichtung eine Schutzhülse auf, die mit dem Fördergewinde versehen ist, wobei die Schutzhülse auf der Antriebswelle angrenzend zu der Förderhülse und benachbart zu der Kontaktdichtung angeordnet ist.
-
Nach einer besonderen Ausgestaltung weist die Kontaktdichtung eine berührende Wellendichtung auf, insbesondere eine Gleitringdichtung einen Wellendichtung und/oder eine Stopfbuchse.
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, aus denen sich weitere Vorteile und Ausführungsformen der Außenzahnradpumpe ergeben.
-
In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Perspektivansicht einer Außenzahnradpumpe zum Fördern von abrasiven Medien mit hoher Viskosität
- 2 eine Vorderansicht auf die Antriebswelle und die Antriebsanschlussgehäuseplatte der Außenzahnradpumpe,
- 3 eine Ansicht auf die Prozessmediumsfördergehäuseplatte der Außenzahnradpumpe, wobei die Förderrichtung bzw. Drehrichtung der Außenzahnradräder mit angezeigt ist,
- 4 eine Schnittansicht der Außenzahnradpumpe gemäß Schnitt A-A aus 2, und
- 5 eine Detailansicht der Wellendichtung der Außenzahnradpumpe in einem größeren Maßstab.
-
Mit der erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe 1 können liquide Prozessmedien, wie Polyurethankomponenten, Klebstoffe usw., die eine hohe Abrasivität und hohe Viskosität haben sicher und fluiddicht ohne Schädigung der Dichtungen der Außenzahnradpumpe 1 gefördert werden.
-
Die einzelnen Komponenten der Außenzahnradpumpe 1 werden nachstehend beschrieben unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert.
-
In 1 ist eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe 1 zum Fördern von liquiden Prozessmedien mit einer hohen Viskosität und einer hohen abrasiven Wirkung gezeigt.
-
Die Außenzahnradpumpe 1 weist ein Antriebswellengehäuse 10 mit einer darin drehbar gelagerten Antriebswelle 6 auf. Mit der Antriebswelle wird ein erstes Außenzahnrad 2 angetrieben. Die Antriebswelle ist mit einer Wellendichtung 9 versehen, die eine berührungsfreie Wellendichtung 90 und eine berührende Wellendichtung 91 aufweist. Die berührungsfreie Wellendichtung 90 ist lediglich in Kontakt mit der Antriebswelle 6, weist jedoch kontaktfreie Abschnitte zu dem Antriebswellengehäuse 10 auf.
-
Weiteres wird in Verbindung mit den 4 und 5 beschrieben. Zunächst wird das Gehäuse und seine verschiedenen Ansichten beschrieben.
-
In 2 ist eine Vorderansicht der Außenzahnradpumpe 1 gezeigt. Zusätzlich ist die Schnittführung A-A angedeutet, deren Schnittansicht in 4 gezeigt ist.
-
Nach der Vorderansicht von 2 weist die Außenzahnradpumpe 1 eine Antriebswelle 6 mit einem Montagezapfen 61 auf, der zur besseren Kraftübertragung eine Passfeder 62 aufweist, die in einer entsprechenden Nut 63 dem Antriebszapfen passgenau montiert ist. Zusätzlich ist die Gehäuseplatte 26 der Außenzahnradpumpe 1 gezeigt, die nachfolgend auch Antriebsanschlussgehäuseplatte 26 genannt wird.
-
3 zeigt die zur Antriebswelle entgegengesetzte Gehäuseplatte 22, die nachfolgend als Prozessmediumsfördergehäuseplatte 22 bezeichnet wird. Nach 3 weist die Prozessmediumsfördergehäuseplatte 22 eine Einlassdurchgangsöffnung 221 für das fluide Prozessmedium und eine Auslassdurchgangsöffnung 220 auf, durch die das von dem Außenzahnräder 2, 3 der Außenzahnradpumpe 1 gefördert worden ist.
-
Ferner ist in 3 wenigstens teilweise in gestrichelten Linien das erste angetriebene Außenzahnrad 2 und das zweite von dem ersten Außenzahnrad 2 getriebene Außenzahnrad 4 zusammen mit deren Förderdrehrichtung 101 und 102 angezeigt.
-
4 zeigt eine Schnittansicht der Außenzahnradpumpe 1 nach Schnittführung A-A aus 2.
-
Die Außenzahnradpumpe 1 zum Fördern von liquiden Prozessmedien mit einer hohen Viskosität und abrasiven Wirkung wie beispielsweise Klebstoffe weist ein Antriebswellengehäuse 10 auf, in dem eine Antriebswelle 6 drehbar gelagert ist. Mit der Antriebswelle 6 wird das erste Außenzahnrad 2 angetrieben, das kämmend in ein zweites getriebenes Außenzahnrad 4 eingreift. Zum Schutz und zur Verhinderung, das Prozessmedium über die Antriebswelle hin zum Antrieb wandern kann, ist eine Wellendichtung 9 vorgesehen, die eine berührungsfreie Wellendichtung 90 und eine berührende Wellendichtung 91 aufweist, wie dies bereits oben beschrieben worden ist.
-
Die Antriebswelle 6 und die Lagerachse 8 des ersten und zweiten Außenzahnrades 2 und 4 sind in dem Außenzahnradpumpengehäuse 20 gelagert, das eine Prozessmediumsfördergehäuseplatte 22, eine Außenzahnradaufnahme-Gehäuseplatte 24 und die Antriebsanschluss-Gehäuseplatte 26 aufweist. Die Platten sind über eine Schraubverbindung 70 miteinander gekoppelt, so dass die Außenzahnräder 2, 4 und die zugehörige Antriebswelle 6 bzw. Lagerachse 8 gewartet werden können.
-
An der Antriebsanschluss-Gehäuseplatte 26 ist das Antriebswellengehäuse 10 ebenfalls über eine hier nicht gezeigte Schraubenverbindung montiert. Das Antriebswellengehäuse 10 ist derart mit dem Außenzahnradpumpengehäuse 20 verbunden, das sich die Antriebswelle 6 drehbar in den Außenzahnradpumpengehäuse 20 und dem Antriebswellengehäuse 10 angetrieben werden kann.
-
Ferner weist das Antriebswellengehäuse eine Lageröffnung 101 auf, in der die Antriebswelle 6 zusammen mit der berührungsfreien Wellendichtung 90 gelagert ist.
-
In der in 4 gezeigten Ausführungsform weist die berührungsfreie Wellendichtung eine Strömungsdichtungsvorrichtung 40 und eine Schutzdichtungsvorrichtung 50 auf. Gegen Austreten von Prozessmedium ist ferner eine berührende Wellendichtung 91 vorgesehen, die sowohl in Kontakt mit der Antriebswelle 6 als auch mit dem Antriebswellengehäuse 10 bzw. mit einer Überwurfsichtung 30 in Form einer Kappenmutter in Kontakt steht.
-
Die berührende Wellendichtung 91 weist eine Kontaktdichtung 60 auf. Die Kontaktdichtung 60 kann beispielsweise eine Gleitringdichtung, eine Wellendichtung und / oder eine Stopfbuchse aufweisen. Diese Kontaktdichtung 60 sind bevorzugt aus einem elastischen Material, können beispielsweise aus Gummi hergestellt sein und / oder auch aus Metall.
-
Wie ferner aus 4 zu entnehmen ist, weist die Antriebswelle 6 einen aus der Überwurfsicherung 30 hervorstehenden Anschlussabschnitt auf. Dieser Anschlussabschnitt ist für die Montage an einem Antrieb zum Antreiben des getriebenen Außenzahnrades 2 vorgesehen. In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Montageabschnitt der Antriebswelle von einem Antriebszapfenabschnitt 61 mit einer Passfeder 62 ausgebildet, die eine sichere Übertragung des Drehmomentes eines hier nicht dargestellten Antriebes wie beispielsweise einen Elektromotor sicherstellt.
-
In 5 wird in einer Detailansicht die Wellendichtung 9 mit der berührungsfreien und der berührenden Wellendichtung in einem größeren Maßstab gezeigt.
-
Die 5 zeigt in einem Teilschnitt die Wellendichtung 9 der 4. Wie 5 entnommen werden kann, weist die berührende Wellendichtung im Wesentlichen eine Kontaktdichtung 60 auf, die aus einer Gleitringdichtung und einer Stopfbuchse besteht.
-
Die berührungsfreie Wellendichtung 9 weist eine Strömungsdichtungsvorrichtung 40 und eine Schutzdichtungsvorrichtung 50 auf.
-
Die Strömungsdichtungsvorrichtung 40 eine Förderhülse 42 mit einem Fördergewinde 41 auf, dessen schraubenartiges Gewinde derart ausgerichtet ist, dass, wenn die Außenzahnradpumpe in Förderbetrieb ist und die Antriebswelle 6 in Förderrichtung rotiert wird, das Prozessmedium, das hin zur Antriebswelle drängt von dem Fördergewinde 41 der Strömungsdichtungsvorrichtung 40 zurück hin zu dem Außenzahnrad 4 gefördert und gedrängt wird.
-
Zum Schutz der Kontaktdichtung 60 ist zusätzlich zwischen der berührenden Wellendichtung 91 und der berührungsfreien Wellendichtung 90.1 eine zweite Wellendichtung 90.2 vorgesehen, die von einer Schutzdichtungsvorrichtung 50 ausgebildet wird.
-
Diese Schutzdichtungsvorrichtung weist eine Förderhülse 52 mit einem Fördergewinde 51 auf, dessen schraubenartiges Fördergewinde 51 derart ausgebildet ist, dass es beim Förderbetrieb der Antriebswelle 6 eine Sperrflüssigkeit hin zu dem Außenzahnrad und weg von der Kontaktdichtung 60 fördert.
-
Die Sperrflüssigkeit weist eine ähnliche Viskosität wie das zu fördernde Prozessmedium auf und wird über eine Sperrmediumzufuhrdurchgangsöffnung 11 in dem Antriebswellengehäuse 10 zugeführt.
-
Die Sperrmediumzuführdurchgangsöffnung 11 kann mit einem Stopfbuchsen, der nicht dargestellt ist, verschlossen werden.
-
Bevorzugt ist in diesem Stopfbuchsen ein Fenster vorgesehen, mit dem der Füllstand der Sperrmediumsflüssigkeit kontrolliert werden kann.
-
In anderen Worten lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile wie folgt zusammenfassen:
- Die Außenzahnradpumpe 1 und deren berührungsfreie Wellendichtung 90und berührende Wellendichtung 91 ist wirksam und mit sehr wenigen Bauteilen kostengünstig ausgebildet und schütz wichtige Bauteile vor abrasiven und hoch viskosen Liquide Beschädigungen, insbesondere das Getriebe der Außenzahnradpumpe, wie die Antriebswelle 6, und deren Kopplungsabschnitt, wie der Antriebszapfenabschnitt 61 an einem Antrieb.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Außenzahnradpumpe
- 2
- Erstes Außenzahnrad (angetrieben)
- 4
- Zweites Außenzahnrad (getrieben)
- 6
- Antriebswelle
- 61
- Antriebszapfenabschnitt
- 62
- Passfeder
- 8
- Lagerachse
- 9
- Wellendichtung
- 90
- berührungsfreie Wellendichtung
- 91
- berührende Wellendichtung
- 10
- Antriebswellengehäuse
- 11
- Sperrmedium-Zuführdurchgangsöffnung
- 20
- Pumpengehäuse
- 22
- Prozessmediumsfördergehäuseplatte
- 220
- Auslassdurchgangsöffnung
- 221
- Einlassdurchgangsöffnung
- 24
- Außenzahnradaufnahme-Gehäuseplatte
- 26
- Antriebsanschluss-Gehäuseplatte
- 30
- Überwurfsicherung
- 40
- Strömungsdichtungsvorrichtung
- 41
- Fördergewinde
- 42
- Förderhülse
- 50
- Schutzdichtungsvorrichtung
- 51
- Fördergewinde
- 52
- Förderhülse
- 60
- Kontaktdichtung
- 101
- Antriebswellendrehrichtung
- 102
- Lagerachsendrehrichtung
