DE1027988B

DE1027988B - Gear pump

Info

Publication number: DE1027988B
Application number: DED17537A
Authority: DE
Inventors: Eric Hider Bowers
Original assignee: Dowty Hydraulic Units Ltd
Current assignee: Dowty Hydraulic Units Ltd
Priority date: 1953-04-17
Filing date: 1954-04-10
Publication date: 1958-04-10

Description

Zahnradpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe mit zwei kämmenden Zahnrädern, deren Wellen in zylindtrischen, in Bohrungen des Pumpenkörpers gelagerten Lagerbüchsen laufen, die auf der einen Pumpenseite schwimmend angeordnet und an ihren von den Zahnrädern abgewandten Stirnflächen vom Förderdruck der Pumpe beaufsch.lagt sind.Gear pump The invention relates to a gear pump with two meshing gears, the shafts of which are in cylindrical, in bores in the pump body bearing bushes run, which are arranged floating on one side of the pump and at their end faces facing away from the gears, from the delivery pressure of the pump are loaded.

Der auf die Lagerbüchsen wirkende Flüssigkeitsdruck ist ein Faktor, welcher sorgfältig untersucht werden muß, um den höchsten Gesamtwirkungsgrad der Pumpe zu erzielen. Wenn der Flüssigkeitsdruck höher als notwendig ist, um die Flüssigkeitsverluste zwischen den zusammenarbeitenden Flächen der I-agerbüchsen und der Zahnräder klein zu halten, wird die Reibung zwischen diesen Flächen bis zu einem Wert ansteigen, der einen nachteiligen Einfluß auf den mechanischen Wirkungsgrad der Pumpe hat. Wenn andererseits der Flüssigkeitsdruck verringert wird" um einen hohen mechanischen Wirkungsgrad. der Pumpe zu erreichen, dann wird das vergrößerte Spiel zwischen den zusammenarbeitenden Flächen der Lagerbüchsen und der Zahnräder die: Flüssigkeitsverluste bis auf einen Betrag vergrößern, der den hydraulischen, Wirkungsgrad der Pumpe: nachteilig beeinflußt. Es ist aber möglich, den. Flüssigkeitsdruck so zu wählen, da.ß die mechanischen Verluste bis zu einem Minimum verkleinert werden und dennoch ein guter hydraulischer Wirkungsgrad erzielt wird, so daß der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe einen optimalen Wert erreicht.The fluid pressure acting on the bearing bushes is a factor which must be carefully studied in order to achieve the highest overall efficiency of the Pump to achieve. If the fluid pressure is higher than necessary to reduce the fluid loss small between the cooperating surfaces of the support bushes and the gears to hold, the friction between these surfaces will increase to a value which has a detrimental effect on the mechanical efficiency of the pump. On the other hand, when the fluid pressure is decreased "by a high mechanical Efficiency. reach the pump, then the increased play between the cooperating surfaces of the bearing bushes and the gears the: fluid losses increase to an amount that increases the hydraulic efficiency of the pump: adversely affected. But it is possible to use the. To choose the fluid pressure that the mechanical losses are reduced to a minimum and yet a good hydraulic efficiency is achieved, so that the overall efficiency the pump reaches an optimal value.

Es können verschiedene Wege eingeschlagen werden, um den Flüssigkeitsdruck zwischen den zusammenarbeitenden. Flächen der Lagerbüchsen und der Zahnräder in Abhängigkeit von der Form der Lagerbüchsen zu bemessen.There are several ways to control the fluid pressure between the collaborators. Surfaces of the bearing bushes and the gears in To be dimensioned depending on the shape of the bearing bushes.

Bei einer bekannten Pumpenkonstruktion haben: die Lagerbüchsen an. den Stellen eine zylindrische Form, an denen sie in die Bohrungen: des Pumpenkörpers eingepaßt sind, innerhalb dem die Zahnräder arbeiten. Die Lagerbüchsen sind dort flach, wo sie auf einer anderen gleichen, Lagerbüchse zur Auflage kommen, nämlich, dort, wo sich die beiden Bohrungen des Pumpengehäuses überschneiden. Bei der bekannten Konstruktion wirkt der Förderdruck der Pumpe auf die ganze Rückseite jeder Lagerlhüchse und außerdem auch noch auf die gesamte Pumpenwelle. Der resultierende Flüssigkeitsdruck würde zu groß sein, wenn nicht radial nach. einwärts geformte Hohlkehlen oder Vertiefungen in den den Zahnrädern gegenüberliegenden Flächen der Lagerbüchsen vorgesehen wären. Die Hohlkehlen oder Vertiefungen, sind dem Pumpenförderdruck ausgesetzt und können in ihren Abmessungen so variiert werden, daß die gewünschte mechanische Belastung zwischen. den Lagerbüchsen und den Zahnrädern zu erreichen ist.In a known pump design: the bearing bushes are on. the places a cylindrical shape in which they enter the bores: the pump body are fitted within which the gears work. The bearing bushes are there flat, where they come to rest on another bearing bush, namely, where the two holes in the pump housing intersect. With the well-known Construction, the delivery pressure of the pump acts on the entire back of each bearing sleeve and also on the entire pump shaft. The resulting fluid pressure would be too big if not radially forward. inwardly shaped fillets or depressions would be provided in the opposite surfaces of the bearing bushes from the gears. The flutes or depressions are exposed to the pump delivery pressure and can can be varied in their dimensions so that the desired mechanical load between. the bearing bushes and the gears can be reached.

Bei einer anderen bekannten Pumpenkonstruktion besteht jede: Lagerbüchse aus einem zylindrischen Lagerteil für die Zahnradwelle, der in das Pumpengehäuse zur gleitenden Abdichtung gesteckt ist, und aus einem radialen Flansch.teil, welcher teilweise kreisförmig ist, wo er in die Bohrung des Pumpengehäuses eingepaßt ist, und teilweise flach ist, wo er mit einer gleichen angeflanschten Lagerbüchse entlang einer Abflachung zusammentrifft, welche die Linien der Überschneidung der beiden Bohrungen des Pumpengehäuses verbindet. Bein dieser Konstruktion ist allein die Rückseite des Flansches durch den Förderdruck der Pumpe: beaufschlagt, während das Ende des von dem Zahnrad abgewandten zylindrischen. Lagerteiles einem niedrigeren Druck ausgesetzt ist, welcher rund um die Getriebewelle vorherrscht. Da der Flansch nur vom Förderdruck der Pumpe beau:fschlagt ist, muß der dein Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Bereich jeder Zahnradstirnfäche und der gegenüberliegenden Lagerbüchsenfläche verkleinert werden. Dies geschieht durch das Vorsehen einer vom niedrigen Flüssigkeitsdruck beaufschlagten ringförmigen Aussparung in einer der vorgenannten Flächen.In another known pump design, each consists of: a bearing bush from a cylindrical bearing part for the gear shaft, which is in the pump housing is plugged in for the sliding seal, and from a radial flange part, which is partially circular where it fits into the bore of the pump housing, and is partially flat, where it goes along with an equal flange-mounted bearing bush a flat meets the lines of the intersection of the two Bores in the pump housing connects. This construction alone is the Rear side of the flange by the delivery pressure of the pump: pressurized while the End of the cylindrical facing away from the gear. Bearing part a lower one Is exposed to pressure, which prevails around the transmission shaft. Because the flange beau only from the delivery pressure of the pump: if it is, your fluid pressure must exposed area of each gear face and the opposite bearing bush surface can be reduced in size. It does this by providing a low pressure fluid acted upon annular recess in one of the aforementioned surfaces.

Bei diesen beiden Konstruktionen ist die innere, den Zahnrädern zugewandte Fläche jeder Lagerbüchse besonders gestaltet, um die erforderliche mechanische Belastung jeder Lagerbüchse und jedes Zahnrades zu erreichen, welche durch die Beaufschlagung dieser Teile mit dem Förderdruck der Pumpe entsteht.In these two constructions, the inner one faces the gears Area of each bearing bush specially designed to withstand the required mechanical stress every bearing bush and every gear achieve which through the delivery pressure of the pump is applied to these parts.

Die Erfindung betrifft indessen. nur .tine Zahnradpumpe, bei welcher die Lagerbüchsen zylindrisch ausgeführt sind mit Ausnahme einer Abflachttng an der Stelle, wo die Lagerbüchsen, an der Grenze der sich überschneidenden Bohrutlgen des Pumpengehäuses zusammentreffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der vorbezeichncten Art zu schaffen, die konstruktiv einfach ist und. Vorrichtungen zur genauen Dosierung der erforderlichen Belastung der Lagerbüchsen enthält.The invention, however, relates to. only .tine gear pump with which the bushings are cylindrical with the exception of one flattening on the Place where the bearing bushings are, on the border of the intersecting drill holes of the pump housing meet. The invention is based on the object of a To create a pump of the aforementioned type that is structurally simple and. Devices for the exact dosage of the required load on the bearing bushes.

Die Erfindung setzt eine Zahnradpumpe mit zwei kämmenden Zahnrädern als bekannt voraus. deren in Bohrungen des Pumpenkörpers gelagerte, auf dere-inen Pumpenseite schwimmend angeordnete Lagerbüchsen an ihren von den Zahnrädern abgewandten Stirnflächen vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt sind, und mit einem von jeder schwimmend angeordneten Lagerbüchse getragenen Dichtungsring, der einen vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagten Raum von einem mit der Einlaßseite der Pumpe in Verbindung stehenden Raum trennt.The invention uses a gear pump with two meshing gears as known ahead. their stored in the bores of the pump body, on their inen Pump side floating bearing bushes on their facing away from the gears End faces are acted upon by the delivery pressure of the pump, and with one of each floating bearing bushing carried sealing ring, one of the delivery pressure the pump acted upon space from one with the inlet side of the pump in communication standing room separates.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen die Stirnflächen der in an sich bekannter Weise vollzylindrisch ausgebildeten, schwimmend angeordneten beiden Lagerbüchsen und die diesen gegenüberliegende plane Abschlußwand des Pumpenkörpers je ein. Abdichtungsring gelegt ist, der auf einer ringförmigen, in die Stirnfläche eingedrehten Schulter jeder der beiden Lagerbüchsen aufsitzt. Die Abdichtungsringe weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf.The invention consists in that between the end faces of the in in a manner known per se, fully cylindrical, floating arranged two Bearing bushes and the opposite planar end wall of the pump body each one. Sealing ring is placed on an annular, in the end face turned shoulder of each of the two bearing bushes. The sealing rings have a circular cross-section.

In den. Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens veranschaulicht.In the. Fig. 1 and 2 is an embodiment of the inventive concept illustrated.

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Wollen der beiden Zahnräder dargestellt.In Fig. 1 is a longitudinal section through the wool of the two gears shown.

Die, Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II senkrecht zur Achse, der Zahnräder.The, Fig. 2 shows a section II-II perpendicular to the axis of the gears.

Die Pumpe, hat ein Pumpengehäuse 1 mit paraflelen und sich überschneidenden. zylindrischen Bohrungen 2 und. 3, die sich durch: den ganzen Pumpenkörper hindurchziehen. Ein auf der Antriebswelle- 5 befestigtes Zahnrad 4 dreht sich in der Bohrung 2, und. ein auf der angetriebenen Welle 7 befestigtes Zahnrad 6 dreht sich in, der Bohrung 3. Beide Zahnräder kämmen miteinander. Die Antriebswelle 5 ist auf jeder Seite des Zahnrades 4 in Lagerbüchsen 8 und 9 gelagert. Die angetriebene Welle 7 ist in gleicher Weise in den Lagerbüchsen 10 und 11 gelagert. Die! Lagerbüchsen. 8, 9, 10 und 11, welche gleitend in die Bohrungen 2 und 3 des Pumpengehäuses 1 eingepaßt sind, haben eine zylindrische Form. Sie weisen nur dort eine Abflachung 12 auf, wo, die Linien der Überschneidung der beiden Bohrungen 2 und 3 zusammentreffen.The pump has a pump housing 1 with parallels and overlapping. cylindrical bores 2 and. 3, which go through: pull through the whole pump body. A gear 4 attached to the drive shaft 5 rotates in the bore 2, and. a gear 6 mounted on the driven shaft 7 rotates in the Hole 3. Both gears mesh with each other. The drive shaft 5 is on each Side of the gear 4 mounted in bearing bushes 8 and 9. The driven shaft 7 is mounted in the same way in the bearing bushes 10 and 11. The! Bearing bushes. 8, 9, 10 and 11 which are slidably fitted into the bores 2 and 3 of the pump housing 1 are cylindrical in shape. They only have a flat 12 there, where, the lines of intersection of the two holes 2 and 3 meet.

Der Pumpenkörper 1 ist an der einen Seite durch eine Stirnplatte 13 und an der anderen Seite durch eine Abschlußplatte 14 begrenzt. Die beiden Platten 13 und 14 sind mit dem Pumpengehäuse 1 durch Gewindebolzen 15 zusammengehalten. Die Gesamtlänge jedes Zahnrades und der seine Welle tragenden Lagerbüchsen ist dadurch bestimmt, daß etwas Spiel zwischen diesen Teilen und, der Stirnplatte 13 sowie der Endplatte 14 verbleiben muß. Zwei Stifte 16 dienen dazu, den Pumpenkörper 1 und die Stirnplatte 13 in. die richtige Lage zueinander zu. bringen, so daß die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5 durch die Bohrung 18 in der Stirnplatte 13 hind.urchtreten kann. Eine Stopfbüchsendichtung 19 ist innerhalb der Bohrung 18 angeordnet. Sie umgibt die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5. Der Pumpenkörper 1 hat einen Einlaß 20, der bis zur Zone des Eingriffs der Zahnräder 4 und 6 reicht. Der Auslaß 21 für die Druckflüssigkeit beginnt auf der anderen. Seite der Zone der kämtnen.den Zahnräder. Ein Durchlaß 22 für die Druckflüssigkeit fängt an der Auflagefläche 12 der zwei Lagerbüchsen 8 und 10 auf der Druckseite der Pumpe an und ist in bekannter MTeise durch Kantenausnehmen. im Pumpengehäuse 1 entstanden. Der Durchlaß 22 für die Druckflüssigkeit cndct an den Endflächen der Lagerbüchsen 8 und 10. Er dient dazu., die Endflächen der Lagerbüchsen mit dem Förderdruck der Pumpe zu beaufschlagen. Dieser auf die Lagerbüchsen 8 und 10 wirkende Druck preßt die Lagerl>üchs,-n 9 und 11 gegen die Stirnplatte 13 des Pumpengehäuses 1. Er hat ein Spiel zwischen dem Stirnflächen. der Lagerbüchsen 8 und 10 und der Endplatte 14 zur Folge.The pump body 1 is supported on one side by an end plate 13 and limited on the other side by an end plate 14. The two plates 13 and 14 are held together with the pump housing 1 by threaded bolts 15. The total length of each gear and the bearing bushes supporting its shaft is thereby determined that some play between these parts and, the face plate 13 as well as the End plate 14 must remain. Two pins 16 are used to support the pump body 1 and the end plate 13 in. the correct position to each other. bring so the extension 17 of the drive shaft 5 through the bore 18 in the end plate 13 hind.urchen can. A gland seal 19 is disposed within bore 18. she surrounds the extension 17 of the drive shaft 5. The pump body 1 has an inlet 20, which extends to the zone of engagement of the gears 4 and 6. The outlet 21 for the hydraulic fluid begins on the other. Side of the zone of the gears. A passage 22 for the printing fluid begins at the support surface 12 of the two Bearing bushes 8 and 10 on the pressure side of the pump and is in the known MTeise by removing the edges. originated in the pump housing 1. The passage 22 for the pressure fluid cndct on the end faces of the bearing bushes 8 and 10. It serves. To the end faces to apply the delivery pressure of the pump to the bearing bushes. This on the Bearing bushes 8 and 10 acting pressure presses the Lagerl> üchs, -n 9 and 11 against the Front plate 13 of the pump housing 1. It has a game between the end faces. the bearing bushes 8 and 10 and the end plate 14 result.

Eine ringförmige Nut 23 ist in, jede der der Endplatte 14 zugewandten Stirnflächen der Lagerbüchsen 8 und 10 eingedreht. Diese: ringförmige Nut dient zur Aufnahme, eines Abdichtungsringes 24 mit kreisförmigem Querschnitt. Jeder Ring 24 ist nach dem Zusammenbau des Pumpengehäuses 1 mit der Stirnplatte 13 und der Endplatte 14 zwischen die Grundfläche seiner zugehörigen Ringnut 23 und die benachbarte, Fläche der Endplatte 14 eingepreßt. Er trennt einen vom Fö.rderdrucls der Pumpe über den Durchlaß 22 beaufschlagten Ringraum von einem Ringraum niedrigeren Druckes.An annular groove 23 is in each of the end plate 14 facing The end faces of the bearing bushes 8 and 10 are screwed in. This: annular groove is used for receiving, a sealing ring 24 with a circular cross-section. Every ring 24 is after assembly of the pump housing 1 with the end plate 13 and the End plate 14 between the base of its associated annular groove 23 and the adjacent, Surface of the end plate 14 pressed in. It separates one from the delivery pressure of the pump Annular space acted upon via passage 22 by an annular space of lower pressure.

Weiterhin wird jeder Abdichtungsring 24 gegen die innere Wand 25 seiner zugehörigen ringförmigen Nut 23 durch den Druck gepreßt, der in dem den Ring 24 von außen. umgebenden Ringraum herrscht. Der Durchmesser dieser inneren. Ringwand 25 ist sa gewählt, daß ein bestimmter Ringraum von der vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagten Stirnfläche der Lagerbüchsen 8 oder 10 frei bleibt. Dadurch sind die Ringräume außerhalb, der Abdichtungsringe 24 so bemessen, d.aß durch: den in ihnen wirksamen Förderdruck der Pumpe die Lagerbüchsen 8, 9, 10 und 11 derart gegen. die Seitenflächen der Zahnräder 4 und 6 gedrückt werden, daß einerseits die Flüssigkeitsverluste und andererseits die Reibungsverluste zwischen den Seitenflächen der Zahnräder und den gegenüberliegenden Stirnflächen der Lagerbüchsen. nur so groß sind, daß eine gute Gesamtwirkung der Pumpe erreicht werden kann.Furthermore, each sealing ring 24 is against the inner wall 25 of its associated annular groove 23 pressed by the pressure in which the ring 24 from the outside. surrounding annulus prevails. The diameter of this inner. Ring wall 25 is chosen so that a certain annulus depends on the delivery pressure of the pump acted upon end face of the bearing bushes 8 or 10 remains free. Thereby are the annular spaces outside, the sealing rings 24 so dimensioned, d.aß through: the in them effective delivery pressure of the pump the bearing bushes 8, 9, 10 and 11 in such a way against. the side surfaces of the gears 4 and 6 are pressed that on the one hand the fluid losses and on the other hand the frictional losses between the side surfaces of the gears and the opposite end faces of the bearing bushes. are only so big that one good overall effect of the pump can be achieved.

Die treibende Welle 5 ist mit einer Bohrung 26 versehen, die bis zu dem Spalt zwischen der Lagerbüchse 8 und der Endplatte 14 innerhalb. des Abdichtungsringes 24 reicht. Das Ende der Bohrung 26 ist durch eine radiale Bohrung 27 mit einer ringförmigen Kammer 28 verbunden, welche die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5 umgibt und zwischen der Stopfbüchse 19 und der Lagerbüchse 9 liegt. Die Kammer 28 ist durch eine Bohrung 29 mit der konischen Kammer 30 verbunden, die sich in der Stirnplatte 13 konzentrisch mit der angetriebenen Welle 7 befindet. Eine weitere Bohrung 31 führt von der konischen Kammer 30 zu dem Durchlaß 32, der zum Teil in der Stirnplatte 13 und zum Teil im Pumpenkörper 1 liegt und bis zum Einlaß 20 der Pumpe reicht.The driving shaft 5 is provided with a bore 26 that extends up to the gap between the bearing bush 8 and the end plate 14 within. of the sealing ring 24 is enough. The end of the bore 26 is through a radial bore 27 with an annular Chamber 28 connected, which surrounds the extension 17 of the drive shaft 5 and between the stuffing box 19 and the bearing bush 9 is located. The chamber 28 is through a bore 29 connected to the conical chamber 30, which is concentric in the end plate 13 with the driven shaft 7 is located. Another bore 31 leads from the conical Chamber 30 to the passage 32, which is partly in the end plate 13 and partly in Pump body 1 is and extends to the inlet 20 of the pump.

In dem Durchlaß 32 ist ein Rückschlagventil 33 angeordnet, welches die bekannte Funktion der Aufrechterhaltung eines genügend hohen Druckes um die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5 herum verrichtet. Damit ist eine gute Abdichtung der Welle 17 gegenüber der Stirnplatte 13 durch die Stopfbüchse 19 sichergestellt. Die angetriebene Welle 7 hat eine innere Bohrung 34, welche bis zu dem Spalt zwischen, der Lagerbüchse 10 und der Endplatte 14 reicht, der sich innerhalb des Abdichtungsringes 24 befindet und in direkter Verbindung mit der konischen, Kammer 30 steht. Auf diese Weise sind die Spalträume vor den Stirnflächen der Lagerbüchse 8 und der treibenden: Welle 5 innerhalb. des Abdichtungsringes 24 und vor den Stirnflächen der Lagerbüchse 10 und der angetriebenen Welle 7 innerhalb des anderen Abdichtungsringes 24 über das Rückschlagventil 33 mit dem Einlaß 20 der Pumpe verbunden.In the passage 32, a check valve 33 is arranged, which the well-known function of maintaining a sufficiently high pressure around the Extension 17 of the drive shaft 5 performed around. This is a good seal the shaft 17 with respect to the end plate 13 ensured by the stuffing box 19. the driven shaft 7 has an inner bore 34 which extends to the gap between, the bearing bush 10 and the end plate 14 is enough, which is located within the sealing ring 24 is located and in direct connection with the conical chamber 30 is. To this Wise are the gaps in front of the end faces of the bearing bush 8 and the driving: Wave 5 within. of the sealing ring 24 and in front of the end faces of the bearing bush 10 and the driven shaft 7 within the other sealing ring 24 over the check valve 33 is connected to the inlet 20 of the pump.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gear pump with two meshing gears, whose mounted in bores in the pump body, floating on one side of the pump Bushings on theirs, from. the end faces facing away from the gears from the delivery pressure the pump are acted upon, and with a floating bearing bush in each located. Sealing ring that acted on one of the delivery pressure of the pump. Separates space from a space connected to the inlet side of the pump, characterized by the fact that between the end faces of the known per se Way fully cylindrical, floating arranged. both bearing bushes (8, 10) and the opposite planar end wall (14) of the pump body (1) each a sealing ring (24) is placed, which is on an annular, in the End face turned shoulder of each of the two bearing bushes (8, 10) sits.

2. Gear pump according to claim 1, characterized in that the sealing rings (24) have a circular cross-section in a manner known per se. Into consideration Printed publications: Swiss patent specification No. 285 571; U.S. Patent No. 2 512 025.