DE1703984B2 - Verschleissausgleichende zahnradpumpe - Google Patents

Description

60

Die Erfindung betrifft eine verschleißausgleichende Zahnradpumpe mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel, einem mitlaufenden innenverzahnten Hohlrad, einem begrenzt in radialer Richtung beweglichen, ungefähr keil- und sichelförmigen Füllstück zwischen Ritzel und Hohlrad sowie einem auf der Druckseite der Zahnräder bezüglich dieser radial verschieblich angeordneten, in einem bestimmten Winkelbereich die Außenumfangsfläche des Hohlrades umgebenden und dieses am Außenumfang als einziger Statorteil berührenden, dabei als Lagerschale dienenden »Steuerkolben« genannten, Einsatzteil, welches bezüglich radialer Kräfte zum größten Teil entlastet ist und damit nur mit geringer Oberschußkraft gegen den Umfang des Hohlrades drückt, wodurch das Hohlrad sich im wesentlichen nur auf dem Ritzel einerseits und dein Füllstück andererseits abstützt, und ferner mit zwei im Druck- und Zahneingriffsbereich durch Druckflüssigkeitseinwirkung an den Zahnradseitenflächen anliegenden, mit ihren Innenrändern wie Lager die Antriebs- und Ritzelwelle umgreifenden, axialen Seitenscheiben, auf die sich der Steuerkolben mit Randteilen seiner bogenförmigen Innenfläche abstützt, wobei diese Seilenscheiben mit dem Füllstück mittels eines Zyhnderstiftes verbunden sind.

Bei einer derartigen, bereits vorgeschlagenen Ausbildung einer Zahnradpumpe (s. die DT-AS 16 53 826) wird die Flächenpressung zwischen Hohlrad und Füllstück verringert, da sich der Steuerkolben nicht nur auf dem Hohlrsd, sondern auch über die Seitenscheiben auf deren Zylinderstift und der Ritzelwelle abstützt, so daß sich der Anpreßdruck auf eine größer« Fläche verteilt und der Gesamtverschleiß verkleinert wird. Bei den unterschiedlichen Betriebsbedingungen, z.B. Druck, Drehzahl, Temperatur, Viskosität usw., denen diese Pumpen unterworfen sind, schwankt jedoch die hydraulische Belastung auf das Füllstück, d. h. bei den bisher bekannten Ausführungen, mit Abstützung des Steuerkolbens über die axialen Seitenscheiben, ist es möglich, daß das Füllstück am Kopfkreisdurchmesser verstärkt angedrückt wird. Dieser Umstand verursacht einen Verschleiß, der von den Kompensationsdruckfeldern des Steuerkolbens wegen der Abstützung des Steuerkolbens über die Seitenscheiben nicht mehr ausgeglichen werde 1 kann.

Bei vorher bekannten Pumpen ähnlicher Art (siehe z. B. die OE-PS 2 42 519) mit einer gleichsam schwimmenden Lagerung des Hohlrades, bei denen keine Vorrichtung zur Beibehaltung eines gleichbleibenden Abstandes zwischen Füllstück und Steuerkolben vorgesehen ist, sondern das Füllstück nachgiebig um einen im Gehäuse befestigten Bolzen gelagert ist und der Steuerkolben ebenfalls um einen Bolzen schwenkbar und zugleich in radialer Richtung beweglich gehalten ist und durch die Druckfelder auf seiner Rückseite gegen das Hohlrad gedrückt wird, wird das Hohlrad mit seiner Innenverzahnung im Zahneingriffsbereich gegen die Außenverzahnung des Ritzels und zugleich das Füllstück durch das Hohlrad gegen das Ritzel gedrückt. Dadurch wird das Füllstück einer relativ hohen Belastung und der Möglichkeit eines baldigen Verschleißes ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der erwähnten bekannten Pumpe zu vermeiden und auch in bezug auf die bereits vorgeschlagene Lösung Vorkehrungen zu treffen, daß geringfügige Momente, die auf das Füllstück einwirken, auf das Gehäuse, den Steuerkolben und die Ritzelwelle übertragen werden, ohne die Gleitflächen des Füllstückes zu belasten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das aus den Seitenscheiben und dem Steuerkolben gebildete Innengehäuse über das Füllstück sich gegen einen in Außenwänden eines festen Außengehäuses gehaltenen Gehäusestift abstützt.

In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird das Füllstück, damit es die durch die Durchbiegung der Ritzelwelle erforderlichen Gleitbewegungen machen kann, so ausgebildet, daß es im Querschnitt nur unvollkommen sichelförmig ist, ein mit einer ebenen Endfläche verseheHes dickeres Ende aufweist und mit dieser Endfläche an dem dabei ebenfalls angeflachten, ansonsten zylindrischen Gehäusestift anliegt, der in Bohrungen der axialen Seitenwände des äußeren Gehäuses drehbar und/oder verschiebbar gelagert ist

Um ein Einstellen des Füllstückes bei Fluchtungsfehlern zu ermöglichen, wird die Endfläche am dickeren Ende des Füllstockes, welche zur Anlage am Gehäusestift dient, in Achsrichtung reduziert oder ballig ausgeführt.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind noch in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Hochdruck-Innenzahnradpumpe längs der Linie I-I in F i g. 3,

F i g. 2 einen weiteren Querschnitt durch diese Pumpe längs der Linie H-II in F i g. 3,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die F i g. 1 längs der LinieIH-IlIin Fig. 1,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die F i g. 5 längs der Linie IV-IV in Fig.5, jedoch mit einer anderen Aufhängung des Füllstückes und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch die F i g. 4 längs der Linie V-V in F i g. 4.

Die Fig. 1 zeigt eine Hochdruck-Innenzahnradpumpe mit einer im Gehäuse 2 bzw. den axialen Gehäuseteilen3und4(Fig.3)gelagerten Ritzelwelle 1'. Ein Hohlrad 5 kämmt mit dem Ritzel 1 dieser Ritzelwelle Γ und wird von den beiden kreisringförmigen Radialdruckkolben 6 und 7 über das auch »Steuerkolben« genannte Einsatzstück 8 auf das Füllstück 9 und in die Zahnflanken des Ritzels 1 gedrückt. Nach dem Einlaufen des etwa keilförmigen Füllstückes 9 kommt der Steuerkolben 8 auf den Absiützflächen 10 und 10' (Fig.3) der axialen Seitenscheiben 11 und 1Γ zur Anlage, die sich wiederum auf den Wellenteilen der Ritzelwelle Γ abstützen. Die hydraulische Belastung des Füllstückes Pnydr. wird auch beim Einlaufen direkt auf den Gehäusestift 13 durch die Fläche 14 des Füllstückes 9 übertragen. Nach dem Einlaufen wird die Komponente der Überkompensation Ph, die normalerweise von der Gleitfläche 15 des Füllstückes 9 aufgenommen werden muß, von der Gleitfläche 16 der axialen Seitenscheiben auf Wellenzapfen der Ritzelwelle Γ und über den Zylinderstift 17 von den axialen Seitenscheiben auf das Füllstück 9 und über dessen Gleitfläche 14 auf den Gehäusestift 13 übertragen.

Im eingelaufenen Zustand des Füllstückes 9 liegen also die axialen Seitenscheiben zwischen Wellenzapfen, Steuerkolbeninnendurchmesser und Zylinderstift 17 fest Das Füllstück 9 liegt mit seiner Gleitfläche 15 am Gehäusestift 13 an. Sollten nun bei extremen Betriebsbedingungen Momente am Füllstück 9 auftreten, so

könnte sich das Füllstück 9 nur dann drehen, wenn sich die Mittelpunkte des Zylinderstiftes 17 und des Gehäusestiftes 13 voneinander entfernen könnten.

Der Mittelpunkt des Gehäusestiftes 13 ist jedoch in den seitlichen Gehäuseaußenwänden 3, 4 und der Mittelpunkt des Zylinderstiftes 17 ist durch die axialen Seitenscheiben 11 und 11' fixiert, die durch die Wellenteile bzw. -stummel der Ritzelwelle Γ und die Innenumfangswand des Steuerkolbens 8 in ihrer Lage festgehalten werden. Eine Verschiebung der Mittelpunkte ist somit nicht möglich.

Gemäß F i g. 3 ist das Füllstück 9 an den Enden 12 der Auflagefläche 14 etwas zurückgenommen, damit bei Fluchtungsfehlern keine Kantenpressung an der Auflagefläche 14 auftritt bzw. damit sich das Füllstück 9 etwas einstellen kann. Diese Reduzierung der Auflagefläche könnte natürlich genausogut am Füllstückstift 13 durchgeführt werden.

In F i g. 4 ist ein anderes Beispiel der Aufhängung des Füllstückes 18 gezeigt. Das Füllstück 18 ist hier langer und zweimal durchbohrt. Die Bohrung 24 des Füllstückes ist vom Gehäusestift 19 durchsetzt, der angeflacht und in einem Schlitz 23 in den Seitenwänden 21 und 22 des äußeren Gehäuses geführt ist. Der gewünschte Effekt ist hier nicht groß, da der Abstand der Mittelpunkte der beiden Stifte 17 und 19 etwas größer ist. Das Füllstück könnte sich daher eher um den Zylinderstift 17 drehen. Diese Ausführung hat jedoch den Vorteil, daß die Gleitfläche des Füllstückes größer ist.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das Hohlrad bei einer neu montierten Pumpe nicht gleichzeitig am Füllstück und der Steuerkolben an den axialen Seitenscheiben zur Anlage kommt. Gibt man dem Füllstück jedoch im Neuzustand einen größeren Außendurchmesser, so drückt der Steuerkolben zunächst nicht auf die axialen Seitenscheiben, wobei jedoch die Abdichtung des Druckraumes gewährleistet ist. Beim Einlauf der Pumpe wird daher ein erhöhter Verschleiß am Füllstück stattfinden, bis der Steuerkolben an den axialen Seitenscheiben zur Anlage kommt und der Druck des Steuerkolbens auf das Hohlrad gleich 0 wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnunccn

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verschleißausgleichende Zahnradpumpe mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel, einem mitlaufenden innenverzahnten Hohlrad, einem begrenzt in radialer Richtung beweglichen, ungefähr keil- und sichelförmigen Füllstück zwischen Ritzei und Hohlrad sowie einem auf der Druckseite der Zahnräder bezüglich dieser radial verschieblich angeordneten, in einem bestimmten Winkelbereich die Außenumfangsfläche des Hohlrades umgebenden und dieses am Außenumfang als einziger Statorteil berührenden, dabei als Lagerschale dienenden »Steuerkolben« genannten, Einsatzteil, welches bezüglich radialer Kräfte zum größten Teil entlastet ist und damit nur mit geringer Überschußkrfrft gegen den Umfang des Hohlrades drückt, wodurch das Hohlrad sich im wesentlichen nur auf dem Ritzel einerseits und dem Füllstück andererseits abstützt, und ferner mit zwei im Druck- und Zahnradeingriffsbereich durch Druckflüssigkeitseinwirkung an den Zahnradseitenflächen anliegenden, mit ihren Innenrändern wie Lager die Antriebs- und Ritzelwelle umgreifenden, axialen Seitenscheiben, auf die sich der Steuerkolben mit Randteilen seiner bogenförmigen Innenfläche abstützt, wobei diese Seitenscheiben mit dem Füllstück mittels eines Zylinderstiftes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Seitenscheiben (11, 11') und dem Steuerkolben (8) gebildete Innengehäuse über das Füllstück (9, 18) sich gegen einen in Außenwänden (3, 4, 21, 22) eines festen Außengehäuses (2, 3, 4, 21, 22) gehaltenen Gehäusestift (13,19) abstützt

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (9) im Querschnitt nur unvollkommen sichelförmig ist, ein mit einer ebenen Endfläche (14) versehenes dickeres Ende aufweist und mit dieser Endfläche an dem dabei ebenfalls angeflachten, ansonsten zylindrischen Gehäusestift (13) anliegt, der in Bohrungen der axialen Seitenwände (3,4) des äußeren Gehäuses (2,3,4) drehbar und/oder verschiebbar gelagert ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche (14) am dickeren Ende des Füllstückes (9), welche zur Anlage am Gehäusestift (13) dient, in Achsrichtung reduziert oder ballig ausgeführt ist.

4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (18) im Querschnitt nur unvollkommen sichelförmig ist, somit ein dickeres Ende aufweist und an diesem mit einer Bohrung (24) versehen ist, in der es vom Gehäusestift (19) durchsetzt ist, welcher mit seinen Enden in den Seitenwänden (21, 22) des äußeren Gehäuses verschiebbar gelagert ist.