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Zahnradpumpe Die Erfinduno, betrifft eine Zahnradpumpe mit zwei im
Außenein.ariff kämmenden Zahnrädern, die aus je zwei aneinanderliegenden
scheibenförmigen tz Hälften bestehen.
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Es sind bereits derartige Zahnradpumpen bekannt, wobei die Zahnräder
jedoch nur zu dem Zweck geteilt worden sind, eine doppelte Schrägverzahnung auszuführen.
Hierdurch allein wird aber eine Rückführun- der bekanntermaßen bei Zahnradpumpen
entstehenden Quetschflüssigkeit nicht -erreicht. Bei einer dieser bekannten Zahnradpumpen
sind zwischen den Zähnen der einzelnen Zahnsch--iben Spalte vorgesehen, die jeweils
zusammen in Umfangsrichtung verlaufen-de Kanäle ergeben. Diese sind jedoch
nicht zu dem Zweckder Ableitung der Quetschflüssigkeit vorgesehen, sondern hiermit
soll lediglich die Herstellung sehr breiter Zahnräder dadurch verbilligt werden,
daß mehrere lamellenartig aneinandergereihte schmale Zahnräder hergestellt und aneinandergefügt
werden. Es ist nicht möglich, mit dieser bekannten Zahnradpumpe einen guten Wirkungs-Cyrad
und einen schwingungsfreien Lauf infolge der zahlreichen lose aneinandergefügten
lamellenartigen Zahnräder zu erzielen. Die hierbei unvermeidbare Verwindung der
Hauptform des zusammengesetzten Zahnes und die inneren Leckvcrluste müssen die Kapazität
der Pumpe erheblich reduzieren.
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Es ist ferner eine Zahnradpumpe, mit Pfeilverzahnung bekannt, bei
welcher zwischen äußeren Ab-
schnitten der Zahnradzährie und vorspringenden
Gehäuseringen Spalte vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung verlaufende Kanäle
darstellen. Diese bekannte Zahnradpumpe ist aber derart kompliziert gebaut, daß
sie nicht nur sehr kostspielig in der Herstellung ist, sondern sich auch in der
Praxis nicht bewähren dürfte. Dies ist auf die sehr komplexen Zahnräder zurückzuführen,
die den Erfordernissen nach einem Minimum an Wartung und an leichter Austauschbarkeit
nicht entspreähen, so daß die Verwendung solcher Zahnradpumpen beispielsweise bei
Schiffen nicht in Frage kommt.
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Schließlich ist noch eine Zahnradpumpe bekannt, bei der Einschnitte
an den Zähnen der Zahnräder angeordnet sind und als in Umfangrichtung verlaufende
Kanäle angesprochen werden können. Diesen Einschnitten fällt die Aufgabe der Quetschflüssigkeitsabfuhr
aus den Zahnlücken an der Zahneingriffsstelle zu. Durch diese etwa in der Mitte
der Zahnräder angeordneten Schlitze wird aber ein erheblicher Verlust des Wirkungsgrades
verursacht, da durch die Schlitze ständig während des gesamten Umlaufs
öl fließt. Bei einer anderen Pumpe dieser Art sind doppelt schräg verzahnte
Pumpenzahnräder vorgesehen, die jeweils aus zwei voneinander lösbaren Scheiben bestehen.
Hierbei will man die Schwierigkeit, Verzahnun- und Einbau der vier Zahnräder so
genau ausführen, daß stets ein gleichmäßiger Zahneingriff über die gesamte«Breite
stattfindet dadurch erzielen, daß eine der vier Scheiben der Pumpe auf seiner zugehörigen
Welle lose drehbar gelagert ist, während die übrigen mit ihren Wellen fest verbunden
sind. Ein Abfließendes Quetschöls wird hiermit aber weder bezweckt noch erreicht.
Darüber hinaus ist diese bekannte Zahnradpumpe verhältnismäßig kostspielig herzustellen.
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Bei einer Drehzahl von beispielsweise 1000 Umdrehungen pro
Minute und beispielsweise 10 Zähnen je Rad ergeben sich durch die
Quetschflüssigkeit 10 000 Belastungsstöße pro Minute. Diese stoßförmigen
Belastungen können sehr starke und schädliche Schwingungen hervorrufen. Man hat
daher unter anderem vorgeschlagen, das Spiel zwischen den Rändern so groß zu wählen,
daß Flüssigkeit aus den Zahnlücken austreten kann. Diese'Maßnahme verschlechtert
jedoch den Wirkungsgrad der Pumpe erheblich. Man hat daher unter anderem vorgesehen,
Hohlräume, an der Innenseite des Gehäuses anzubringen, die von der Stelle, an der
der höchste Druck in der zwischen den Zähnen eingeschlossenen Flüssigkeit auftritt
und die in der beiden Radachsen gemeinsamen
Ebene liegt, zu der
benachbarten Zahnlücke führen, um auf diese Weise eine Entlastungsleitung zu schaffen,
durch die die Quetschflüssigkeit übertreten kann. Eine besondere Schwierigkeit tritt
hierbei jedoch im Falle der Verwendung der erwähnten pfeilverzahnten Zahnräder hinsichtlich
der Quetschflüssigkeit auf, die an den winklig zusammenstoßen-
den Zahnabschnitten
in der Mittelebene der Räder eingeschlossen wird. Diese Schwierigkeit kann nicht
durch Anbringen der genannten Hohlräume im Gehä-Lise beseitig ,t werden, weil der
erzeugte Druck zur Mitte der doppelt schräg verzahnten Räder hin zunimmt. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beheben und einen einfachen,
vor allem auch bei pfeilverzahnten Zahnrädern sehr zweckmäßigen Weg für die Ableitung
der Quetschflüssigkeit zu schaffen, ohne daß der Pumpenwirkungsgrad fühlbar beeinträchtigt
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Zahnradpumpe der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß in der der Stoßfläche zwischen den
beiden Hälftenentsprechenden Seitenfläche der einen Hälfte des geteilten Zahnrades
eine Ringnut so eingelassen ist, daß sie bzw. ihre Teilstücke einen Ringkanal im
Zahnrad bilden, durch den unmittelbar die in den Zahnlücken an der Eingriffsstelle
der beiden Zahnräder entstehende Quetschflüssigkeit abfließen kann. Dabei ist es
nicht erforderlich, die Zähne der Zahnräder irgendwie zusätzlich zu bearbeiten oder
mit Kanälen zu versehen, durch die während des Arbeitshubes Druckflüssigkeit in
den Wirkungsgrad herabsetzender Weise dringen kann. Die Herstellung der erfmdungsgemäßen
Ringnut ist außerordentlich einfach, und der Wirkungsgrad der Pumpe wird hierdurch
kaum beeinflußt.
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In besonders vorteilhafter Weise entspricht der mittlere Durchmesser
der Ringnut dem Zahnfußkreisdurchmesser des geteilten Zahnrades.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigt F i g. 1 eine Zahnradpumpe im senkrechten Schnitt in vereinfachter
Darstellung und F i g. 2 einen Längsschnitt durch eines der Pum:-penräder.
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Die in der Zeichnung dargestellte Zahnradpumpe besteht aus einem Gehäuse12
mit einer Zuflußöffnung 1 und einer Auslaßöffnung 2. Im Gehäuse sind zwei
ineinandereingreifende Zahnräder 4 und 6
drehbar gelagert, von denen das Rad4
auf die Autriebswelle3 aufgekeilt ist.
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Die Zähne 11 und 12, die miteinander im Eingriff stehen, nehmen bei
Antrieb des Rades 4 im Uhrzei-Z, Crersinn die in den Zahnlücken befindliche Flüssigkeit
zwischen sich und dem Gehäuse12 zur Druckseite mit. Das Zahnrad4 besteht aus zwei
Teilen4a und 4b, die in der senkrechten Mittelebene15 aneinanderliegen und in deren
einen Teil eine ringförmige Nut 14, wie dies in F i g. 2 ersichtlich ist,
eingearbeitet ist. Der mittlere Durchmesser der Ringnut entspricht dem Zahnfußkreisdurchmesser,
wie dies mit der strichpunktierten Linie 14 angegeben ist. Wenn die beiden Zahnradhälften
miteinander verbunden werden, bildet die in der einen Hälfte vorgesehene Nut einen
in Umfangsrichtung verlaufenden Kanal, der alle Zahnlücken miteinander verbindet.
Die beiden Zahnradhälften können entgegengesetzt schräg "ezahnt sein, so daß sich
ein doppelt schräg ,
Cr r gezahntes Rad bildet, wenn die Hälften zusammengefügt
werden. Die Erfindung ist jedoch auch bei Stirnrädem anwendbar.
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Bei stillstehender Pumpe besteht eine freie Verbindung zwischen der
Saug- und der Druckseite. Wenn die Zahnräder sich drehen, wird jedoch ein Rückfluß
von Flüssigkeit von der Hochdruck- zur Niederdruckseite durch den in Umfangsrichtung
verlaufenden Kanaldadurch verhindert, daß dieZone des höchsten Drucks an der Eingriffstelle
zwischen den beiden Rädern in der beiden Drehachsen gemeinsamen Ebene oder kurz
davor liegt, so daß die auf der Druckseite der Pumpe befindliche Flüssigkeit nicht
zurückströmen kann, d. h. in bezug auf das Zahnrad 4 in einer dem Uhrzeigersinn
entsprechenden Richtung, bzw. bezogen auf das Zahnrad 6,
in einer gegenden
Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe besteht darin,daß die
Pumpe geräusch- und schwingungsfrei arbeitet, ohne daß der Wirkungsgrad der Pumpe
wesentlich beeinträchtigt ist.