DE1403922B - Innenachsige Zahnradpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenachsige Zahnradpumpe mit einem innenverzahnten Zahnring und einem damit kämmenden außenverzahnten Ritzel, das mit der in Gehäusestirnwänden ortsfest gelagerten Antriebswelle fest verbunden ist, wobei ferner zwei unter Förderdruckeinwirkung dichtend gegen die Zahnradseitenflächen gedrückte Dichtscheiben sowie ein diese Dichtscheiben durchdringendes sichelförmiges Füllstück in dem Raum zwischen dem Zahnring und dem Ritzel vorgesehen sind.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der spielfreien Abdichtung der Pumpenkammer, wobei es im Rahmen der Erfindung als wesentlich angesehen wird, daß die Pumpenkammer nicht nur in axialer Richtung an den Stirnflächen der im Eingriff stehenden Zahnräder abgedichtet wird, sondern daß gleichzeitig auch mit Hilfe der gleichen, zu diesem Zweck vorgesehenen Teile eine radiale-Spielfreiheit und Abdichtung an den Kopfkreisen der Zahnräder erzielt wird, und zwar unabhängig davon, ob sich die Pumpe im Neuzustand befindet oder bereits einige Zeit ge-

'■" laufen ist.

Bei innenachsigen Zahnradpumpen ist es bereits bekannt, Lagerplatten vorzusehen, die zur Lagerung der Ritzelwelle dienen und gleichzeitig die Funktion von Dichtscheiben übernehmen. Diese Pumpen sind mit dem großen Nachteil behaftet, daß bei einem Druck auf den äußeren Teil der Antriebswelle in einer

; ., zu dieser senkrechten Richtung ein Drehmoment erzeugt wird, welches die Lagerplatten verklemmt und ein Verschieben derselben verhindert.

Es ist ferner bekannt, die Antriebswelle der Pumpe in äußeren Lagerdeckeln des Gehäuses-zir lagern und sowohl den Zahnring als auch das Füllstück in Richtung der Exzentrizitätsebene zum Ritzel querverschieblich anzuordnen. Außerdem hat man bereits angeregt, die Dichtscheiben im äußeren Gehäuse radial verschieblich anzubringen. Mit diesen Maßnahmen kann die gestellte Aufgabe jedoch nur teilweise gelöst werden, so daß sich entweder nur eine ausreichende Abdichtung in axialer Richtung oder eine hinlängliche Abdichtung in radialer Richtung ergibt.

Um nunmehr eine ausgezeichnete Abdichtung in allen Richtungen zu erzielen, wird eine Pumpe der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die beiden Dichtscheiben auf ihren Rückseiten von Flüssigkeit unter Förderdruck beaufschlagt werden, dabei axial und ferner gemeinsam mit dem

füllstück in geringem Maße radial oder in Umfangsrichtung beweglich im Pumpengehäuse und in damit fest verbundenen, die Lager für die Antriebswelle enthaltenden Lagerdeckeln angeordnet sind.

Bei der Pumpe nach der Erfindung bildet das durch did beiden Dichtscheiben durchgesteckte Füllstück mit diesen eine Einheit oder eine Art Innengehäuse, welches unabhängig von den anderen Teilen, den Zahnrädern und den äußeren Gehäuse- oder Lagerteilen Bewegungen in axialer und radialer Richtung durchführen kann. Diese Einheit kann nun bei der Montage ohne besondere Anforderungen sonst üblicher Art an Genauigkeit in der Pumpe montiert werden. Die zwischen den Dichtscheiben und den Lagerdeckeln vorgesehenen Druckfelder, die gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch je eine Dichtung von einem mit der Pumpensaugseite in Verbindung stehenden Bereich hinter den Dichtscheiben abgesperrt sind, bewirken eine genaue Anlage der Dichtscheiben an den Zahnradseitenflächen, während bei Druckaufbau innerhalb der Pumpe durch eine innerhalb der Pumpenkammer auf die radiale Fläche des Füllstückes wirkende Kraft dieses in die Saugkammer hineingeschoben wird und an den Kopfkreisen der Zahnräder zur Anlage kommt. Ist nun noch eine weitere Beweglichkeit des Füllstückes zusammen mit den Scheiben in radialer Richtung möglich, so findet in der Einlaufzeit ein kurzer erhöhter Verschleiß an den Umfangskreisen des Füllstückes statt, bis dieses zur endgültigen Anlage kommt. Somit ist für die nachfolgende Betriebszeit der Pumpe eine völlige Spielfreiheit zwischen den Umfangskreisen des Füllstückes und den Zahnradkopfkreisen gegeben.

In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß Durchbrüche für den Saug- und den Druckkanal in den Dichtscheiben vorgesehen sind, in die Buchsen eingesetzt sind, um die zur Abdichtung an den Dichtscheiben Dichtungen angeordnet sind, welche gleichzeitig an radialen Flächen des Füllstückes abdichten. Auf diese Weise werden durch eine Dichtung jeweils zwei Dichtfunktionen erfüllt.

Zwischen den Dichtscheiben und den Lagerdeckeln können noch Abdeckscheiben vorgesehen sein, hinter denen sich die Druckfelder befinden, wobei das sichelförmige Füllstück die Abdeckscheiben jedoch nicht durchdringt.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Dichtscheiben und die Abdeckscheiben mittels der einen Teil der Saug- bzw. Druckkanäle bildenden Buchsen miteinander verbunden sind, daß ferner zur Gewährleistung der Abdichtung der aus den inneren verschieblichen Gehäuseteilen gebildeten »Innengehäuseeinheit« bei Drehrichtungsumkehr, bei der eine Vertauschung von Saug- und Druckkammer stattfindet, jeder der beiden Lagerdeckel mit jeweils zwei, die Druckfelder bildenden Ausnehmungen unterschiedlicher Größe versehen ist, die mit Dichtungen abgedichtet sind, und daß zum Rückfluß des Lecköls die Räume außerhalb der Dichtungen über Rückschlagventile und Kanäle mit dem jeweiligen Saugraum verbunden sind.

Bedingt durch den Umstand, daß die Dichtscheiben nicht zur Lagerung der Antriebswelle verwendet werden, können dieselben verhältnismäßig dünnwandig ausgeführt werden, so daß es möglich ist, sie, d. h. den Scheibenumfang und die zur Aufnahme des Füllstückes dienenden Öffnungen, im Vibrations-Schabverfahren herzustellen, wodurch außerordentlich gute Passungen erzielt werden.

Eine Begrenzung der radialen Beweglichkeit des sichelförmigen Füllstückes kann dadurch erreicht werden, daß das Füllstück über die Dichtscheiben hinausragt und mit seinen radialen Flächen an einstellbaren Keilstücken anliegt, wobei in den Lagerdeckeln eingesetzte Lagerbuchsen jeweils mit relativ engem Spiel passend auch in die Dichtscheiben hineinragen. Es können auch, wenn das Füllstück über die Dichtscheiben hinausragt, zur Abdichtung an seinen radialen ίο Flächen Dichtungskörper verwendet werden.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Pumpe zeigen, näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine innenachsige Zahnradpumpe im Längsschnitt;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in

F i g. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1;

F i g. 5 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren Zahnradpumpe;
F i g. 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 5 und

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Zahnradpumpe weist in bekannter Weise ein Gehäuse 1 und die beiden Lagerdeckel 2, 3 auf. In dem Gehäuse ist ein innenverzahnter Zahnring 4 angeordnet, der sich über ein Nadellager 5 auf dem Gehäuse abstützt. Die Zähne des Zahnringes stehen im Eingriff mit den Zähnen eines außenverzahnten Ritzels 6, das exzentrisch zu dem Zahnring 4 angeordnet und auf der Antriebswelle 7 befestigt ist. Die Antriebswelle ist unter Zwischenschaltung von Buchsen 8, 9 in den Lagerdeckeln 2, 3 gelagert und an der Austrittsstelle mit einer Dichtungsmanschette 10 versehen. In der von den beiden Zahnrädern 4, 6 gebildeten Kammer befindet sich ein Füllstück 11, das an den Kopfkreisen der Zahnräder anliegt.

In dem Gehäuse sind weiterhin zwei Dichtscheiben 12,13 und zwei Abdeckscheiben 14,15 angeordnet, wobei die Dichtscheiben auch zur Lagerung des Füllstückes 11 dienen. Die Abdeckscheiben sind beiderseits plan und weisen nur zwei Bohrungen für die Saug- bzw. Druckkanäle 16 bzw. 17 auf (F i g. 2). Die Abdichtung der Kanäle 16,17 durch beide Scheiben erfolgt über dünnwandige Buchsen 18,19, die durch Preßsitz gleichzeitig beide Scheiben miteinander verbinden. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rand der Abdeckscheiben 14 und 15 befinden sich zwei Dichtungen 20, 21, die lediglich zur Abhaltung des Lecköls und nicht zur Druckfeldbegrenzung dienen.

Auf den Buchsen 18 und 19 sind innerhalb der Dichtscheiben 12 und 13 Dichtungen 22, 23, z. B. Schnurringe, angeordnet, die einerseits zur weiteren Dichtung der Kanäle 16,17 und andererseits zur Abdichtung der radialen Flächen 24, 25 (Fi g. 3) des Füllstückes 11 Verwendung finden.

Bei der dargestellten Pumpe liegen die Druckfelder 28', 29' (F i g. 2 u. 4) in den Lagerdeckeln 2 und 3 und sind durch weitere Dichtungen 28, 29 begrenzt.

Bedingt durch die Abdeckscheiben können die Druckfelder vollkommen beliebig ausgebildet und gegebenenfalls auch über das Füllstück hinweggeführt werden, da sie die Abdeckscheiben nicht durchdringen.

Ferner ist es nicht mehr erforderlich, daß das Füllstück bündig mit den Dichtscheiben abschließt, und die Komplikationen, die sich bei einem direkt über die Stirnfläche des Füllstückes geführten Schnurring ergeben, entfallen.

Im Bereich der Saugkanäle 17 sind in den Lagerdeckeln 2, 3 weitere Dichtungen 30, 31 vorgesehen, welche Druckfelder 30' und 31' begrenzen. Hierbei sind jeweils die sich diagonal gegenüberliegenden Druckfelder 28', 30' bzw. 29', 31' gleich groß. Auf die Bedeutung der Druckfelder bei einer Drehrichtungsumkehr wurde bereits eingegangen. Die Druckfelder werden vorzugsweise von Ausnehmungen in den Lagerdeckeln gebildet. Zur Abführung des Lecköles aus den Räumen neben den Druckfeldern 29', 30' sind Rückschlagventile 46, 47 vorgesehen, die über Kanäle 44, 45 mit dem Saugraum 48 hinter der Dichtungsmanschette 10 in Verbindung stehen.

Die F i g. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel ohne Abdeckscheiben, bei dem die Dichtscheiben 32, 33 auf den Lagerbuchsen 34, 35 mit relativ engem Spiel aufgepaßt sind und am Außendurchmesser Spiel gegenüber dem Lagerring 36 haben. Dadurch kann sich die Innengehäuseeinheit um einen gewissen Winkelausschlag drehen, der jedoch durch die beiden, zum Beispiel mittels Schrauben 37, 38 im Lagerring einstellbaren Keilstücke 39 und 40 begrenzt und eingestellt werden kann. Derselbe Effekt kann z. B. durch einen Paßstift, eine Paßfeder oder dergleichen mit entsprechend gewähltem Spiel erreicht werden.

In F i g. 7 ist die Dichtscheibe 41 mit Spiel am Bohrungs- und Außendurchmesser dargestellt. In diesem Fall drehen sich die Innengehäuseteile entgegengesetzt zum Antriebsdrehsinn durch Druckbeaufschlagung an der die Druckkammer begrenzenden radialen Fläche des Füllstückes 42 so weit, bis die Dichtscheibe an den Lagerbuchsen der Lagerringbohrung anliegen. Das Spiel wird vorher so gewählt, daß dann das Füllstück spielfrei an den Radumfängen anliegt. Zur Abdichtung der radialen Flächen des Füllstückes 42 werden keine Schnurringe, sondern Dichtungskörper 43 verwendet.

Da zur Bildung der Pumpenkammer, wie beschrieben, nur die aus Dichtscheiben und Füllstück bestehenden Innengehäuseteile benötigt werden, entfällt für das die beiden Lagerdeckel verbindende Gehäuseteil die Funktion der Pumpenkammerabdichtung, so daß

ao auch der Außenring des Nadellagers als Verbindungselement verwendet werden kann. Außerdem können die beiden Dichtscheiben der Innengehäuseeinheit gleichzeitig als Anlaufringe für die Nadeln des Nadellagers benutzt werden.

Mit den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, die beschriebene Maschine sowohl als Pumpe für beliebige Drehrichtung als auch als Motor für wechselnde Speiserichtung zu betreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Innenachsige Zahnradpumpe mit einem innenverzahnten Zahnring und einem damit kämmenden außenverzahnten Ritzel, das mit der in Gehäusestirnwänden ortsfest gelagerten Antriebswelle fest verbunden ist, wobei ferner zwei unter Förderdruckeinwirkung dichtend gegen die Zahnradseitenflächen gedrückte Dichtscheiben sowie ein diese Dichtscheiben durchdringendes sichelförmiges Füllstück in dem Raum zwischen dem Zahnring und dem Ritzel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtscheiben (12,13; 32, 33) auf ihren Rückseiten von Flüssigkeit unter Förderdruck beaufschlagt werden, dabei axial und ferner gemeinsam mit dem Füllstück (11) in geringem Maße radial oder in Umfangsrichtung beweglich im Pumpengehäuse (1, 36) und in damit fest verbundenen, die Lager für die Antriebswelle (7) enthaltenden Lagerdeckeln (2, 3) angeordnet sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flüssigkeitsdruckbeaufschlagung hinter jeder Dichtscheibe (12, 13; 32, 33) ein Druckfeld (28', 29') vorgesehen ist, das durch eine Dichtung (28, 29) von einem mit der Pumpensaugseite in Verbindung stehenden Bereich hinter der Dichtscheibe abgesperrt ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Durchbrüche (16, 17) für den Saug- und den Druckkanal in den Dichtscheiben (12,13) vorgesehen sind, in die Buchsen (18,19) eingesetzt sind, um die zur Abdichtung an den Dichtscheiben (12,13) Dichtungen (22, 23) angeordnet sind, welche gleichzeitig an radialen Flächen (24, 25) des Füllstückes (11) abdichten.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtscheiben (12,13) und den Lagerdeckeln (2, 3) noch Abdeckscheiben (14,15) vorgesehen■- sind, hinter denen sich die Druckfelder (28', 29') befinden, und daß das sichelförmige Füllstück (11) die Abdeckscheiben nicht durchdringt. · '[■ " ' .'■·.''■

5. Pumpe nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (12, 13) und die Abdeckscheiben (14,15) mittels der einen Teil der Saug- bzw. Druckkanäle.(16, JL7)_; bildenden Buchsen (18,19) miteinander verbunden sind, daß ferner zur Gewährleistung der Abdichtung der aus den inneren verschieblichen Gehäuseteilen (11,12,13,14,15,18,19) gebildeten »Innengehäuseeinheit« bei Drehrichtungsumkehr, jeder; der beiden Lagerdeckel (2, 3) mit jeweils zwei die ' Druckfelder (28', 31'; 29', 30') bildenden Ausnehmungen unterschiedlicher Größe versehen ist,'die mit Dichtungen (28, 31; 29, 30) abgedichtet sind, und daß die Räume außerhalb der Dichtungen (28 bis 31) über Rückschlagventile (46, 47) und Kanäle (44, 45) mit dem jeweiligen Saugraum (48) verbunden sind.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 ■ bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (12,13; 32, 33) im Vibrationsschabverfahren hergestellt sind.

7. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (11 d) über die Dichtscheiben (32, 33) hinausragt und mit seinen radialen Flächen (24,25) an einstellbaren Keilstücken (39, 40) anliegt, wobei in den Lagerdeckeln (2, 3) eingesetzte Lagerbuchsen (34, 35) jeweils mit relativ engem Spiel passend auch in die Dichtscheiben (32, 33) hineinragen.

8. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (11 a) über die Dichtscheiben (32, 33) hinausragt und daß zur Abdichtung an seinen radialen Flächen (24, 25) Dichtungskörper (43) verwendet sind.