DE1253584B - Rotierende Verdraengermaschine - Google Patents

Description

• Rotierende Verdrängermaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierende Verdrängermaschine mit zwei ineinandergreifenden Zahnrädern oder ähnlichen Verdrängerrotoren, insbesondere Zahnradpumpe, und mit einem durch einen Gehäusedeckel an einer Stirnseite abgeschlossenen Gehäuse, das zwei sich zu einem Teil überschneidende Bohrungen aufweist, in denen die Verdrängerrotoren umlaufen und beiderseits der Verdrängerrotoren je ein diesen im Außenumfang entsprechender brillenförmiger Lagerkörper für deren Wellen angeordnet ist, wobei zwischen dem axial verschiebbaren deckelseitigen Lagerkörper und dem Gehäusedeckel ein von einem in sich geschlossenen Dichtring, der im Lagerkörper eingebettet ist, umgrenztes, nur im Bereich zwischen den Rotorwellen sich erstreckendes, hydraulisches Druckfeld liegt, das den Lagerkörper dichtend gegen die Rotorseitenflächen drückt.
• Bei zwei bekannten Zahnradpumpen dieser Art ist an den den Gehäusestirnwänden zugewandten Stirnseiten der beiden Lagerkörper, die dadurch beide in geringem Maße axial beweglich sind, je ein hydraulisches Druckfeld vorgesehen, das etwa die Form einer Acht hat, und über einen Kanal mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Der in sich geschlossene Dichtring, der jedes Druckfeld in radialer Richtung umgrenzt, ist in eine entsprechend bemessene Nut an der Stirnfläche des Lagerkörpers so eingelegt, daß er etwas vorsteht und mit diesem vorstehenden Teil die Gegenwandfläche der Gehäusestirnwand, die auf einer Seite durch einen Gehäusedeckel gebildet ist, berührt. Axialwärts wird also jedes Druckfeld von einem Teil der äußeren Stirnseite des Lagerkörpers und dem entsprechenden Teil der dieser Stirnseite mit ganz geringem Abstand gegenüberliegenden inneren Gehäusestirnwand bzw. Stirnwand des Gehäusedeckels begrenzt. Dabei ist eine sehr genaue Einhaltung der Maße für die Breite der Zahnräder und die Längen der Lagerkörper sowie der Gehäusebohrungen, in die die Zahnräder und Lagerkörper eingesetzt sind, erforderlich und sind nur ganz geringe Toleranzen zulässig.
• Es sind auch Zahnradpumpen mit axial verschiebbaren Stirnplatten oder Lagerbuchsen bekannt, an deren Stimflächen ein elastisch nachgiebiger Ring so angeordnet ist, daß der Raum innerhalb des Ringes eine mit der Saug eite der Pumpe verbundene Is Kammer bildet, während der außerhalb des Ringes liegende Raum eine mit der Druckseite der Pumpe verbundene Kammer darstellt. Bei derartigen Pumpen besteht jedoch wie bei den vorgenannten der Nachteil, daß die Bohrungen im Gehäuse und die in ihnen aufgenommenen Lagerbuchsen sowie die Stimplatten vor allem in der Länge sehr genau gearbeitet sein müssen, da der elastische Ring sonst leicht in den Spalt zwischen Gehäusebohrungen und Lagerbuchse eingeklemmt und zerstört werden kann.
• Schließlich ist noch bekannt, eine Pumpe mit einem Druckkolben zu versehen, der mit einem Ansatz auf die Stirnseite einer Lagerbuchse drückt und sich an seinem anderen Ende auf einer Feder abstützt, deren Kraft noch von der an der Druckseite der Pumpe herrschenden Druckkraft unterstützt ist. Für diesen Druckkolben muß eine Führungsbohrung in der Stirnplatte der Pumpe vorgesehen werden. Der Druckkolben und die Bohrung müssen verhältnismäßig genau gearbeitet und außerdem muß der Kolben in dieser Bohrung abgedichtet sein. Diese Führungsbohrung befindet sich in einer Gehäusestimplatte der Pumpe, also muß auch diese Platte genau zum Pumpengehäuse und den Lagerbuchsen zentriert und verhältnismäßig dick sein.
• Durch die Erfindung soll eine einfachere konstruktive Lösung gefunden werden, um das Druckfeld an der Stirnseite des Lagerkörpers sicher abzugrenzen, es in der gewünschten Dicke und ebenso das Axialspiel der Lagerkörper in der gewünschten Größe zu halten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Stirnseite des axial verschiebbaren Lagerkörpers und dem Gehäusedeckel ein Zwischenraum vorgesehen ist, in dem sich mindestens ein plattenförmiges, im Bereich zwischen den beiden Wellen der Verdrängerrotoren querliegendes, im Gehäuse formschlüssig gegen Verdrehen gehaltenes Distanzstück befindet, welches das von dem Dichtring umgrenzte hydraulische Druckfeld seinerseits stirnseitig abschließt.
• Durch die Verwendung eines oder mehrerer Distanzstücke gleicher oder verschiedener Stärke können besonders vorteilhaft Toleranzunterschiede zwischen der Tiefe der Gehäusebohrungen und den axialen Längen der Lager und Verdrängerkörper ausgeglichen werden. Die für die Funktion der Pumpe notwendige Längsbewegung des dem Deckel gegenüberliegenden Lagerkörpers kann genau eingehalten werden, so daß kein größeres Längsspiel zwischen Lagerkörper und Deckel auftritt und der Deckel gut dichtend an dem Gehäuse befestigt ist.
• Außerdem können die Toleranzen beim Zusammenbau der Pumpe schnell ausgeglichen werden, indem Distanzstücke verschiedener Stärke vorrätig Gehalten sind.
• Zweckmäßilgerweise ist das Distanzstück, das im Groben gesehen rechteckig ist, an seinen Querseiten mit Paßflächen versehen, deren Form von Teilen der sich überschneidenden Gehäusebohrungen und insbesondere von einer zwischen diesen am Gehäuse vorgesehenen Ausdrehung bestimmt ist. Dadurch ist es C Gegen Verdrehung gesichert.
• Es ist besonders vorteilhaft, wenn der das hydraulische Druckfeld umgrenzende Dichtring annähernd die Form einer Acht hat. Dadurch kann er, wie es wünschenswert ist, einen im wesentlichen gleichen Abstand vom Umfang des Distanzstückes haben und dabei nicht von einer Kante des Distanzstückes eingeklemmt und zerstört werden.
• Um auch den Gehäusedeckel, welcher den das Distanzstück aufnehmenden Zwischenraum begrenzt, einfach und genau am Gehäuse zu zentrieren, ist es vorteilhaft, wenn er mit einem Vorsprung in die den angetriebenen Verdrängerrotor aufnehmende Bohrung des Gehäuses greift und frei von Lagerkräften ist.
• Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert. Es F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe und F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1.
• Ein Gehäuse l hat zwei parallel zueinander liegende Sackbohrungen2, 2, die einander in einer Zone3 überschneiden. In diesen Bohrungen2, 2' sind passend zwei briflenförmige Lagerbuchsen4, 4' aufgenommen, welche in ihren Bohrungen jeweils Wellen 5 und 6 mit je einem Zahnrad 7 oder 8 tragen. Die Lagerbuchse4' ist axial verschiebbar in den Bohrungen2, 2' geführt. Ein Decke19 des Gehäusesl hat einen ringförmigen Vorsprung10, der in die Bohrung2 paßt. Dieser Vorsprung10 ist auf seiner der Bohrung2' zugekehrten Seite unterbrochen, so daß hier ein freier Zwischenraum entsteht. In diesen ist ein plattenförmiges Distanzstück 11 eingelegt. Durch eine Bohrung 12 des Deckels 9 ragt die Welle 5 nach außen; sie ist dort mit einem Dichtring 13 abgedichtet, der von innen in die Bohrung eingelegt ist und sich gegen eine Schulter 12' abstützt.
• Das Distanzstück 11 ist eine im wesentlichen planparallele Platte von im Groben gesehen etwa rechteckiger Form. An seinen beiden Längsseiten 17, 17' liegen Aussparungen 18, 18' für die Wellen 5 und 6. Damit das Distanzstück 11 in den Ausbruch des Zentriervorsprungs 10 eingreifen kann, sind seine Ecken durch Bogenflächen 19 mit gleichen Radien abgeschrägt. An die Bogenflächen 19 schließen sich nach innen gerichtete Flanken 21 an, die den Bohrungen 2, 2' angepaßt sind. Von ihnen geht auf jeder Seite ein zylindrisches Zwischenstück 22 aus, das in eine entsprechende Ausdrehung 22' des Gehäuses 1 paßt. Durch die an die Bohrungen 2, 22', 2' im Gehäuse 1 angepaßte Form seiner Querseiten 19, 21, 22 wird das Distanzstück 11 verdrehungssicher in dem Gehäuse 1 gehalten.
• Das Distanzstück 11 ist so bemessen, daß es Toleranzunterschiede zwischen der Tiefe der Bohrun-Cren 2, 2' und den axialen Längen der Lagerbuchsen 4, 4' und Zahnräder 7 und 8 ausgleicht und eine für die Funktion der Pumpe notwendige Längsbewegung der Lagerbuchse 4', aber kein größeres Längsspiel zwischen dieser und dem Deckel 9 erlaubt. Um beim Zusammenbau der Pumpe ein schnefles Ausgleichen dieser Toleranzen zu gewährleisten, wird das Distanzstück 11 in mehreren abgestuften Stärken hergestellt und vorrätig gehalten.
• In einer annähernd achtförmigen Nut in der Mitte der Stirnseite 23 der Lagerbuchse 4' ist ein O-Ring 25 als Dichtring eingelegt, der ein hydraulisches Druckfeld 26 an der Stirnseite 23 der Lagerbuchse 4' gegen die ihm zugekehrte Fläche 27 des Distanzstückes 11 und damit gegen den Zwischenraum zwischen dem Deckel 9 und den anderen Pumpenteilen abdichtet. Dieses Druckfeld 26 ist durch einen in der Lagerbuchse 4' verlaufenden Kanal 28 mit der Druckseite der Pumpe verbunden. Der auf diesem Weg zugeführte, im Druckfeld herrschende Druck hält während des Betriebs der Pumpe die Lagerbuchsen und Zahnräder dicht aneinander gelegt.
• Ein Gehäusedichtring 29 liegt in einer Nut der Auflagefläche 30 des Gehäuses 1 und dichtet Gehäuse und Deckel gegeneinander ab. Die beschriebene Pumpe läßt sich einfach zusammenbauen: Nach dem Einschieben der Zahnräder 7, 8 und der zugehörigen Lagerbuchsen 4, 4' in das Gehäuse 1 sowie des Dichtringes 29 wird der O-Ring 25 in seine Nut in der Stirnseite 23 der Lagerbuchse 4# eingelegt, dann wird das Distanzstück 11 darüber gedeckt. Dieses kommt dabei von selbst in seine richtige Lage, weil seine exzentrisdhen Begrenzungsflanken nur in dieser Lage in die entsprechende Ausdrehung 22' des Pumpengehäuses 1 passen. Das Distanzstück 11 wird beim Zusammenbau in derjenigen Stärke ausgewählt, daß bei den gegebenen Abweichungen in den Axialmaßen der Pumpenteile der aus seiner Nut hervorstehende O-Ring 25 im erforderlichen Maß zusammengedrückt ist, so daß er auch bei druckloser Pumpe die Lagerbuchsen gegen die Zahnräder drückt, und daß außerdem die freie axiale Beweglichkeit, d. b. die »Schwimmfähigkeit« der Lagerbuchse 4'gesichert ist. Dann wird der Deckel 9, in dessen Behrung 16 vorher der Dichtring 13 eingelegt worden ist, über die Zahnradantriebswelle 5 geschoben, wobei der Zentriervorsprung 10 in die Bohrung 2 des Gehäuses 1 greift. Damit ist auch der Deckel 9 in der richtigen, vorgesehenen Lage am Gehäuse 1 zentriert, so daß er dort ohne weiteres festgeschraubt werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Rotierende Verdrängermaschine mit zwei ineinander eingreifenden Zahnrädern oder ähnlichen Verdrängerrotoren, insbesondere Zahnradpumpe, und mit einem durch einen Gehäusedeckel an einer Stirnseite abgeschlossenen Gehäuse, das zwei sich zu einem Teil überschneidende Bohrungen aufweist, in denen die VerdTängerrotoren umlaufen und beiderseits der Verdrängerrotoren je ein diesen im Außenumfang entsprechender brillenförmigger Lagerkörper für deren Wellen angeordnet ist, wobei zwischen dem axial verschiebbaren deckelseitigen Lagerkörper und dem Gehäusedeckel ein von einem in sich geschlossenen Dichtring, der im Lagerkörper eingebettet ist, umgrenztes, nur im Bereich zwischen den Rotorwellen sich erstreckendes hydraulisches Druckfeld liegt, das den Lagerkörper dichtend gegen die Rotorseitenflächen drückt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnseite des axial verschiebbaren Lagerkörpers (4# und dem Gehäusedeckel (9) ein Zwischenraum vorgesehen ist, in dem sich mindestens ein plattenföriniges, im Bereich zwischen den beiden Wellen (5, 6) der Verdrängerrotoren (7, 8) querliegendes, im Gehäuse formschlüssig gegen Verdrehen gehaltenes Distanzstück (11) befindet, welches das von dem Dichtring (25) umgrenzte hydraulische Druckfeld (26) seinerseits stirnseitig abschließt.
2. 2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (11), das, im Groben gesehen, rechteckig ist, an seinen Querseiten mit Paßflächen (21, 22) versehen ist, deren Form von Teilen der sich überschneidenden Gehäusebohrungen (2, 2') und insbesondere von einer zwischen diesen am Gehäuse vorgesehenen Ausdrehung (2Y) bestimmt ist. 3. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das hydraulische Druckfeld(26) umgrenzende Dichtring (25) annähernd die Form einer Acht hat. 4. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Druckfeld mit der Druckseite der Maschine über einen Kanal (28) verbunden ist, der den zugehörigen Lagerkörper parallel zu den Rotordrehachsen durchdringt. 5. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn eichnet, daß der Gehäusedeckel (9), welcher den das Distanzstück (11) aufnehmenden Zwischenraum begrenzt, in an sich bekannter Weise mit einem Vorsprung (10) in die den angetriebenen Verdrängerrotor aufnehmende Bohrung (2) des Gehäuses greift und frei von Lagerkräften ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 717630, 719405, 864 363; schweizerische Patentschriften Nr. 328 202, 337 731; belgische Patentschrift Nr. 567 303; fran ösische Patentschrift Nr. 1165 631; britische Patentschrift Nr. 659 600; USA.-Patentschriften Nr. 2 044 873, 2 236 980, 2 641192, 2 816 512, 2 817 297. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1055 365, 1129 056.