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Für beide Drehrichtungen geeignete Zahnradpumpe Die Erfindung bezieht
sich auf eine Zahnradpumpe, die für beide Drehrichtungen geeignet ist, mit einem
Verbindungskanal zwischen der Saugseite der Pumpe und einer an dem der Antriebsseite
abgewandten Ende der Antriebswelle befindlichen Kammer zur Entlastung der Antriebswelle
vom Axialschub, der durch Förderdruckeinwirkung auf das Wellenende entstehen könnte.
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Soweit man bisher bereits eine Zahnradpumpe mit einem Verbindungskanal
zwischen der Saugseite und der erwähnten Kammer an dem der Antriebsseite abgewandten
Ende der Antriebswelle gebaut hat, handelt es sich um eine Konstruktion, die zwar
beim Lauf der Pumpe in der einen Richtung in der gewünschten Weise arbeitet, wobei
also die Antriebswelle keinem Axialschub zufolge des auf die Stirnseite der Welle
einwirkenden Fördermittels ausgesetzt ist. Jedoch ist diese Pumpe nicht für umgekehrte
Drehrichtung geeignet, da dann die Saugseite zur Druckseite und sich auf dem erwähnten
Ende der Antriebswelle ein sehr hoher Druck aufbauen würde, der die Lagerung der
Antriebswelle gefährdet. Ähnliches gilt für eine weitere Bauart einer solchen Zahnradpumpe
mit einer Antriebswelle, deren Zahnrad mit zwei weiteren Zahnrädern kämmt, wobei
die auf der einen Maschinenseite liegenden Enden aller drei Wellen mittels eines
einzigen zur Saugseite führenden Verbindungskanals druckentlastet sind. Auch hier
fehlen Mittel, die es ermöglichen, bei einem etwaigen Wechsel der Drehrichtung den
zu den erwähnten Stirnseiten der Wellen führenden gemeinsamen Kanal mit dem anderen
Anschlußstutzen der Pumpe, der dann als Saugseite wirkt, zu verbinden.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist gemäß der Erfindung die Kammer
am Ende der Antriebswelle durch eine mittels Schrauben und Befestigungsflansch an
der Pumpe angebrachte Abschlußkappe gebildet, ferner sind zwei unter dem Befestigungsflansch
mündende Bohrungen im Gehäuse vorgesehen, deren eine mit der Saug- und deren andere
mit der Druckseite in Verbindung steht, und schließlich kann durch einen im Befestigungsflansch
verlaufenden Kanal die Verbindung der Kammer mit der entsprechend der Drehrichtung
zur jeweiligen Saugseite führenden Bohrung hergestellt werden, indem die Befestigungsschrauben
der Abschlußkappe so angeordnet sind, daß beim Versetzen der Abschlußkappe wahlweise
die eine oder die andere der Bohrungen mit dem Kanal verbunden wird. Man hat hierbei
den Vorteil, daß bei einem etwa auftretenden Wechsel der Antriebsrichtung lediglich
die Abschlußkappe umgedreht angebracht werden muß, wobei dann dafür gesorgt ist,
daß auch bei der neuen Drehrichtung die Antriebswelle vom Axialschub in der gewünschten
Weise entlastet ist.
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Die Anbringung einer Abschlußkappe am Ende der Antriebswelle ist bereits
bekannt, jedoch bei einer Pumpenkonstruktion, bei der Kugelrückschlagventile verwendet
sind, um unabhängig von der Antriebsdrehrichtung für die Druckentlastung der am
Ende der Antriebswelle befindlichen Kammer zu sorgen. Dabei bedeutet die Montage
der Überdruckventile an den schlecht zugänglichen Stellen eine Erhöhung der Gestehungskosten
sowie eine höhere Störanfälligkeit. Dazu kommt noch, daß man bei mit größeren Drükken
arbeitenden Pumpen derartige Überdruckventile im allgemeinen nur so einstellen kann,
daß sie bei einem Druck öffnen, der immer noch eine erhebliche Axialbelastung der
Antriebswelle ergibt und also keine vollständige Entlastung vom Axialschub gestattet.
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Es ist auch eine Pumpenbauart bekanntgeworden, bei der unabhängig
von der Antriebsdrehrichtung stets an der gleichen Stelle angesaugt bzw. gefördert
wird. Bei dieser Pumpe ist zwischen dem die beiden Anschlußstutzen aufnehmenden
Maschinenteil einerseits und dem eigentlichen Pumpengehäuse anderseits eine Zwischenplatte
eingesetzt, die sich auch in um 180° gewendeter Stellung einbauen läßt. Bei einer
solchen Wendung der Zwischenplatte ergibt sich eine vertauschte Zuordnung der Kanäle
des eigentlichen Pumpengehäuses und der Anschlußstutzen. Bei dieser Bauart ist jedoch
keine Vorsorge für die Druckentlastung der Antriebswelle sowie der Welle des zugehörigen
weiteren Zahnrades vom Förderdruck getroffen. Dementsprechend findet auch durch
die Wendung der Zwischenplatte keine Beeinflussung der Druckverhältnisse an den
Stirnseiten der Wellen statt, wie es das Ziel der vorliegenden Erfindung ist.
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zahnradpumpe,
F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt durch die Pumpe entsprechend der Linie II-II
nach F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht auf die der Antriebsseite abgewandten Pumpenseite
entsprechend dem Pfeil 111
in Fig. 1, F i g. 4 einen senkrechten Querschnitt
durch die Abschlußkappe und einen Teil der Pumpe entsprechend der Linie IV-IV in
F i g. 3.
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In F i g. 1 bezeichnet 1 eine Gehäusescheibe; in dieser sind Zahnräder
2 und 3 in Aussparungen angeordnet. Das Zahnrad 2 ist mittels einer Paßfeder 4 auf
einer Antriebswelle 5 verschiebbar gelagert. Die verschiebbare Lagerung hat den
Vorteil, daß sich beiderseits des Zahnrades ein Ölfilm ausbilden kann, durch den
das Zahnrad zentriert wird und dadurch an seinen Seitenflächen keinem Verschleiß
unterliegt. Das getriebene Zahnrad 3 ist mit Hilfe einer Paßfeder 6 auf einer Achse
7 befestigt und durch Segerringe 8 gegen Axialverschiebung gesichert. Die Achse
7 ist in Längsrichtung durchbohrt, so daß ein Ausgleich des durch hinter ihre Stirnseiten
gelangenden Drucköles bedingten Druckes möglich ist.
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Beiderseits der Gehäusescheibe 1 sind Pumpendeckel 9 und 10 angeordnet.
Die Gehäusescheibe 1 und die beiden Pumpendeckel werden durch Schrauben 11 (F i
g. 3) zusammengehalten. Die Gehäusedeckel 9 und 10 dienen unter anderem zur Aufnahme
von Wälzlagern 12 bzw.13 zur Lagerung der Antriebswelle 5 bzw. der Achse 7 in unmittelbarer
Nähe der Zahnräder 2 und 3. Auf der Antriebsseite 5a der Antriebswelle ist eine
Dichtung 14 zur Verhinderung des Austrittes von Drucköl auf dieser Seite im Gehäusedeckel
10 angeordnet. Ebenfalls an der Antriebsseite der Welle 5 ist ein in einem
Deckel 15 befindliches Wälzlager 16 vorgesehen. Die Befestigung des Deckels 15 erfolgt
durch Schrauben 17, seine Zentrierung durch einen Paßßstift 18. An dem der Antriebsseite
entgegengesetzten Ende 5 b der Antriebswelle 5 ist ein Wälzlager 19 angeordnet,
das durch die Schraube 20 auf der Antriebswelle 5 festgehalten wird. Eine Abschlußkappe
21 ist mittels Schrauben 22 am Gehäusedeckel 9 so befestigt, daß sie das Lager 19
gegen Verschiebung relativ zum Gehäusedeckel festhält und gleichzeitig eine Kammer
24 nach außen zu begrenzt. Die Schrauben 22 durchdringen die Kappe 21 an einem Befestigungsflansch
23.
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In F i g. 2 ist der Druckraum der Pumpe mit 25 und der Saugraum mit
26 bezeichnet. Dies gilt für eine Drehrichtung der Zahnräder 2 und 3 im Sinne der
Pfeile 32 in F i g. 2. Aus dem Druckraum gelangt Drucköl entlang der Antriebswelle
5 in die Kammer 24. Wenn nicht für eine Ableitung dieses Drucköles gesorgt wird,
treten daher erhebliche, auf die Antriebswelle wirkende Axialschübe auf.
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Zur Ableitung des Drucköles sind daher zwei unter dem Befestigungsflansch
23 der Kappe 21 mündende Bohrungen im Gehäusedeckel 9 vorgesehen. Die eine dieser
Bohrungen steht mit dem Druckraum 25 in Verbindung und ist mit 28 bezeichnet, während
die andere mit dem Saugraum 26 verbunden und mit 29 bezeichnet ist. Von den beiden
Bohrungen darf nur die mit dem Saugraum 26 verbundene Bohrung 29 mit der Kammer
24 in Verbindung stehen. Zu diesem Zweck weist die Abschlußkappe 21 einen im Befestigungsflansch
23 verlaufenden Kanal 30 auf. Wie aus F i g. 3 und besonders aus F i g. 4 hervorgeht,
besteht dieser Kanal aus zwei Bohrungen 30a und 30b, die in einem Ansatz
31 der Abschlußkappe 21 verlaufen.
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Die Schrauben 22 zur Befestigung der Abschlußkappe 21 am Gehäusedeckel
9 sind so angeordnet, daß durch Versetzen der Abschlußkappe 21 wahlweise die Bohrung
28 oder die Bohrung 29 über den Kanal 30 mit der Kammer 24 verbunden ist. Dies ermöglicht
eine Umkehrung der Drehrichtung der Pumpe. Wenn nämlich die Zahnräder 2 und 3 sich
im Sinne der Pfeile 27 in F i g. 2 drehen, dann ist der Raum 26 der Druckraum und
der Raum 25 der Saugraum, so daß nun die Bohrung 28 mit der Kammer 24 in Verbindung
gebracht werden muß. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden zu diesem
Zweck die Schrauben 22 gelöst, die Abschlußkappe 21 um den Winkel x. der hier l20°
beträgt, gedreht und die Schrauben 22 wieder festgezogen. Dies ist jedoch nur dann
möglich, wenn die Schrauben 22 jeweils um 120-- gegeneinander versetzt angeordnet
sind. Selbstverständlich kann für den Winkel x auch ein anderer Wert gewählt werden,
was eine entsprechend geänderte Anordnung der Schrauben 22 erforderlich machen würde.
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Durch die Verbindung der Kammer 24 mit dem jeweiligen Saugraum ist
sie annähernd drucklos. Das Lager 19 kann daher als einfaches und billiges Rillenkugellager
ausgebildet sein, das die geringen, etwa durch Stöße auf die Antriebswelle 5 bedingten
Axialbeanspruchungen leicht aufnehmen kann, im übrigen jedoch ein reines Radiallager
ist.
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Die Abschlußkappe 21 ist gegenüber dem Gehäusedeckel 9 mit Hilfe einer
elastischen in eine Nut in der Kappe eingelegten Ringdichtung 33 von kreisförmigem
Querschnitt abgedichtet.
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Zweckmäßigerweise erfolgt auch die Abdichtung der Mündungsöffnung
der Bohrungen 28 und 29 unterhalb des Befestigungsflansches 23 der Kappe 21 mittels
solcher ringförmiger elastischer Dichtungen 34, die in Nuten 35 in der Oberfläche
des Gehäusedeckels 9 eingelegt sind.
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Aus dem Druckraum der Pumpe gelangt Drucköl auch in den Ringraum 36
zwischen der Dichtung 14 und dem Zahnrad 2. Dieses Drucköl macht unter Umständen
mehrere Dichtungen auf der Antriebsseite 5 a der Welle 5 erforderlich. Vorteilhafterweise
ist daher bei der gezeigten Zahnradpumpe ein in der Antriebswelle 5 befindlicher
Kanal 37, der durch eine in Axialrichtung verlaufende Bohrung 37a und eine Querbohrung
37b gebildet wird, vorhanden, der den Ringraum 36 mit der Kammer 24 verbindet. Zu
diesem Zweck ist auch die Schraube 20 in Axialrichtung durchbohrt. Es steht dadurch
auch der Ringraum 36 mit dem Saugraum der Pumpe in Verbindung und ist annähernd
drucklos. Eine einzige Dichtung 14 genügt daher zur vollkommenen Abdichtung der
Pumpe auf der Antriebsseite 5a der Antriebswelle 5. Die Beanspruchung der
Dichtungslippe ist außerordentlich gering, die Lebensdauer der Dichtung daher hoch.
An Stelle die Schraube 20 zu durchbohren, kann man auch eine Querbohrung 37c anbringen.
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Um eine bequeme Demontage der Pumpe zu ermöglichen, sind zur Trennung
der Gehäusescheibe 1 vom Gehäusedeckel 9 Abdrückschrauben 38 (F i g. 3)
vorgesehen.
Diese Abdrückschrauben stecken in Bohrungen, die den Gehäusedecke19 durchdringen
und an der Gehäusescheibe 1 enden. Durch Herausschrauben der Abdrückschrauben 38,
Einsetzen eines entsprechenden Stiftes und darauffolgendes Wiedereinsetzen der Schrauben
38 lösen sich die durch Paßstifte verbundenen Teile 1 und 9 voneinander.
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Die annähernde Drucklosigkeit der Kammer 24 und des Ringraumes 36
ermöglicht wegen der einfachen und wenig kostspieligen Lager und Dichtungen, die
verwendet werden können, eine überaus wirtschaftliche Herstellung der gesamten Pumpe.