DE1810314A1

DE1810314A1 - Zahnradpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE1810314A1
Application number: DE19681810314
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dworak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-11-22
Filing date: 1968-11-22
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2023858A1; US3632240A; GB1244797A

Description

R. 9305
12.11.1968 Vo/Wa

Anlage zur

Patent- und

Grebrauchsmust erhilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse 4

Zahnradpumpe oder -motor

Die Erfindung "betrifft eine Zahnradpumpe oder -motor mit zwei im Eingriff stehenden Zahnrädern, deren Wellen beiderseits der Zahriräder jeweils in Lagerb ohr ung en von an den Zahnradseitenflächen anliegenden Lagerkörpern,insbesondere Lagerbuchsen unter Zwischenlage von Verschleißscheiben geführt sind.

009824/0914

Robert Bosch GmbH R. 9305 Vo/V/a

Stuttgart

Aus der USA-Patentschrift 3 2.92 551 ist eine Zahnradpumpe bekannt, bei der zwischen den Zahnradseitenflächen und entsprechenden Seitenflächen von Buchsen, in denen die Zahnradwellen gelagert sind, Verschleißscheiben angeordnet ..sind. Diese Verschleißscheiben haben die gleiche Außenkontur wie die Buchsen. Durch auf ihren den Zahnrädern abgewandten Seitenflächen angeordnete und mit Druck beaufschlagte Kolben werden die Buchs.en bzw«, die Verschleißscheiben in dichtender (fast) Berührung mit den Zahnradseitenflächen gehalten.

Bei gleichmäßiger Abnutzung der Verschleißscheiben über ihre gesamte Berührfläche mit den Zahnrädern können die Verschleißscheiben und damit die Buchsen nachrücken, so daß die Pumpe dicht bleibt. In der Praxis hat sich, allerdings gezeigt, daß der Verschleiß bei förderung von verschmutztem Druckmittel über die radiale Buchsenerstreckung sehr ungleich ist« Im Bereich zwischen dem Fußkreis der Zahnräder und der Welle ist ein erheblich vergrößerter Verschleiß an der Verschleißscheibe und an den Zahnrädern zu beobachten« Die bekannte Pumpe hat also den Nachteil, daß in dem erwähnten Bereich infolge der erhöhten Erosion Ausmessungen in den Verschleißscheiben entstehen, über die das Druckmittel ungehindert von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe abströmen kann. Der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe fällt dadurch sehr stark ab. · '

Aufgabe der Erfindung ist es_f eine als Pumpe oder Motor verwendbare Zahnradmaschine der eingangs erwähnten Art zu

009824/0914·

Robert Bosch GmbH R. 9305 Vo/Wa

Stuttgart

schaffen, bei der die unterschiedliche, teils erhöhte Erosion an den Lagerkörperseitenflächen ausgeglichen wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in den an die Zahnräder angrenzenden Seitenwänden der Lagerkörper an jeder Lagerbohrung eine konzentrische Ausnehmung angeordnet ist, die sich über eineX^om-ußkreis der Zahnräder Λ bis in die Lagerbohrung reichenden radialen Bereich erstr-eckt und daß in jede Ausnehmung eine ringförmige Verschleißscheibe eingesetzt ist.

Das hat den Vorteil, daß die Zahnradmaschine auch dann noch über große Zeiträume dicht bleibt, wenn Druckmittel gefördert wird, das stark mit. fremdstoffen durchsetzt ist. Der erhöhte Verschleiß, de,r sich besonders im Bereich zwischen dem Fußkreis der Zahnräder und der Zahnradwelle (Pußkreisüberdeckung) zeigt, wird durch die erfindungsgemäße Verschleißscheibe ausgeglichen, da diese relativ zum übrigen Lagerkörper stärker gegen die Zahnradseitenflächen nachrücken kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zahnradpumpe längs H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit III nach Fig. 1,

-4-

009824/Q9U

Robert Bosch GmbH · R. ,9305 Vo/Wa

Stuttgart ·

Pig. 4 und Fig. 5 weitere Ausführungsbeispiele der. Einzelheit III nach Pig. 1,

Fig. 6 einen in Umfangerichtung des Zahnrades geschnittenen und abgewickelten Profildichtring.

Die in Fig. 1 dargestellte Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 1, das durch einen Deckel 2 verschlossen ist. Ein in eine Nut des Deckels 2 eingelegter Rundschnurring dichtet das^v Gehäuse nach außen ab. In einem aus zwei sich überschneidenden Bohrungen 3' und 3" gebildeten Innenraum 3 sind als Flanschbuchsen ausgebildete Lagerkörper 4,5 dicht, aber ' axial beweglich angeordnet. Zylindrische Fortsätze 4V 5',auf den den Zahnrädern abgewandten Seiten der Lager*· körper sitzen in entsprechenden Bohrungen 6,7 des Gehäuses 1 und des Deckels 2 der Pumpe. Die am Grund der Bohrungen 6,7 verbleibenden Räume sind über nicht näher dargestellte Kanäle mit der Saugseite der Pumpe verbunden. In Lagerbohrungen 8,9 dieser Lagerkörper sind Wellen 10,11 von zwei Zahnrädern 12,13 gelagert. Die Welle 11 ist durch eine Bohrung im Deckel 2 nach außen geführt. Die Austrittsstelle der Welle ist mit einer Dichtung H abgeschlossen. Die Welle 11 hat auf ihrem aus der Pumpe ragenden Ende eine zum Aufsetzen eines Antriebsrades geeignete Sitzfläche 11·. . ■'■■-■-

In den-an den Zahnrädern anliegenden Stirnseiten der lager-; körper 4,5 ist an jeder Lagerbohrung 8,9-eine.eu-dieser

CliSS24/0iU

Robert Bosch GmbH ■ R. 9305 Vo/Wa

Stuttgart

konzentrisch verlaufende, zylindrische Ausnehmung 15 angeordnet. Ihr äußerer Durchmesser entspricht etwa dem Fußkreis der Zahnräder.

In jede Ausnehmung 15 ist eine ringförmige Verschleißseheibe 16 zusammen mit einem elastischen Dichtring 17 (Pig. 3) eingelegt. Eine Stiftverbindung 18, die in den Pig. 3 bis 5 genauer gezeigt ist, hindert die Verschleißscheibe am Verdrehen. Das Verdrehen der Verschleißscheiben muß verhindert werden, damit nicht die Dichtringe 17 zerrieben werden.

Zwischen den Planschteilen der deckelseitigen Lagerkörper 4,5 und dem Deckel 2 verbleibt ein schmaler Spaltraum 19» der über einen nicht dargestellten Kanal mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Gegenüber dem übrigen Innenraum der Pumpe ist der Spaltraum 19 durch in Ausdrehungen eingelegte Rundschnurdichtringe 20, 21 abgedichtet.

In Pig. 3 ist als Einzelheit der in der Pig. 1 mit III bezeichnete Bereich vergrößert herausgezeichnet. Die beschriebene Verschleißscheibe 16 liegt mit ihrem äußeren Umfang an der zylindrischen Wand der Ausnehmung 15 an. In dem von einer 45 ° -Pase an der Verschleißscheibe .16 gebildeten Raum ist der Dichtring 17 unter Vorspannung eingelegt, d.h. er ist durch die kegelartige Pase gedehnt. Zwischen dem inneren Umfang der Verschleißscheibe 16 und der Welle 11,12 verbleibt ein schmaler Spalt.

Im Betrieb der Zahnradpumpe halten die vom Spaltraum 19

009824/09U

Robert Bosch GmbH "."* , - R. 9305 Vo/Wa Stuttgart ... "

ausgehenden Druckkräfte die Lagerkörper 4,5 in dichtender Berührung mit den Seitenflächen der Zahnräder 12,13· Wird in der Pumpe verschmutztes Druckmittel gefördert, so wirken, die Schmutzteile an den Gleitflächen der Terschiedenen Metallteile stark reibungserhöhend; es bildet sich gewissermaßen eine Schmirgelscheibe heraus«, Als Polge davon, tritt .,ein starker Verschleiß auf. Im Bereich der Verzahnung ist dieser Verschleiß verhältnismäßig gering, da die jeweils vorbeilaufenden Kanten der Zahnflanken wie Abstreifer wirken, die die Schmutzteile von der weicheren lagerkörperseitenf lache entfernen. Der Verschleiß kann hier durcli das Hachrücken. der lagerkörper gegen die Zahnräder ausgeglichen werden. In der Zone zwischen Zahnradfußkreis und Zahnradwelle ist dieser Verschleiß allerdings erheblich größer als im eb-en beschriebenen Bereich. Dies kommt daher, weil das zum Lager fließende, nicht vermeidbare .Lecköl Schmutzteile in diese Zone' spült, wo sich die.Teile in die lagerkörpersei.tenwand eingraben und auf dem ganzen Umlauf "schmirgeln" und tiefe Ausfressungen. hervorrufen, Hier rückt dann die Verschleißscheibe 16 verstärkt nach, so daß die Pumpe insgesamt dicht bleibt. Die notwendigerweise nicht sonderlich, große Anpreßkraft der Verschleißscheibe wird bei dem In Pig*. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die ¥orspannkraft des Dichtrings 17 aufgebracht. Der Dichtring 1?_f der geweitet auf der kegelförmigen Pase 16" sitzt, ist bestrebt, sich auf seine normale Länge zusammenzuziehen« Sr wird sich also in seiner Gesamtheit auf die Zahnradwelle zu bewegen, wo- .( durch die Verschleißscheibe 16 infolge der Heilwirkung des ·

-7-

Robert Bosch GmbH R. 9305 Vo/Wa

Stuttgart

Dichtrings 17 an der Zahnradseitenfläche gehalten wird. Sie Stiftverbindung 18 besteht aus mindestens einem parallel zur Zahnradachse angeordnetem Stift, der· axiale Bewegung der Anlaufscheibe zuläßt, dabei aber ein Verdrehen derselben relativ zum Lagerkörper verhindert.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Verschleißscheibe ist in Fig. 4 dargestellt. Hier let zusätzlich zu der Fase 16' des eben "beschriebenen Beispiels noch ein Druckraum 16" in Fprm einer Ausdrehung geschaffen worden. Von der Zahnradseite eindringendes Druckmittel übt hier eine zusätzliche Kraft auf die Verschleißscheibe aus, die sich gegen die Zahnradseitenfläche hält.

Fig. 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Verschleißscheibe in Verbindung mit einem Rollenlager. Die Anpreßkraft der Verschleißscheibe wird hier durch den in seinem Querschnitt in Zahnradachsrichtung verformten Dichtring 17 aufgebracht.

In besonders gelegerten Fällen kann die Verdrehsicherung auch vom Dichtring selbst übernommen werden, wie Fig. 6 zeigt. In den Lagerkörper 4,5 und in die Verschleißscheibe 16 wird eine Nut eingearbeitet, deren Nutengrund in Umfangsrichtung das dargestellte Rechteckzahnprofil hat. Der Dichtring wird dann als Profildichtring 17a ausgeführt, dessen Zähne sowohl in den Lagerkörper wie auch in die Verschleißscheibe eingreifen und so das Verdrehen derselben verhindern. Die Anpreßkraft wird dadurch aufgebracht, daß der Dichtring 17a

-8-

009824/09U

Robert Bosch GmbH .' Η» 9305 Vo/Wa

Stuttgart . ·

beim Zusammenbau der Pumpe axial zusammengepreßt wird.

Die Anlaufscheibe 16 kann z.B. aus kunststoffbeschichtetem Stahl (zweckmäßigerweise mit PTFE beschichtet), Aluminium oder nitriertem Stahl bestehen.

Die Anwendung der Erfindung ist genauso vorteilhaft auch · bei Zahnradmaschinen mit aus meist drei Platten zusammengesetztem Gehäuse, sogenannten Plattenpumpen oder -motoren anwendbar. Die Ausnehmungen 15 werden dann direkt in die beiden an den Zahnradseitenflächen anliegenden Platten eingearbeitet. .

Auqh bei Zahnradmaschinen, die ein innenverzahntes. Hohlrad und ein Ritzel enthalten, ist die vorteilhafte Anwen-. dung der erfindungsgemäßen Lehre möglich» ' ·

Claims

Ansprüche

1. Zahnradpumpe oder -motor mit zwei im Eingriff stehenden Sahnrädern, deren Wellen beiderseits der Zahnräder jeweils in lagerbohrungen von an den Zahnradseitenflächen anliegenden Lagerkörpern, insbesondere Lagerbüchsen unter Zwischenlage von Verschleißscheiben geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den an die Zahnräder (12,13) angrenzenden Seitenwänden der Lagerkörper (4,5) an jeder Lagerbohrung (8,9) eine konzentrische Ausnehmung (15) angeordnet ist, die sich über einen vom Fußkreis der

. Zahnräder bis in die Lagerbohrung reichenden radialen Bereich erstreckt, und daß in jede Ausnehmung (15) eine ringförmige Verschleißscheibe (16) eingesetzt ist.

2. Zahnradpumpe oder-motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißscheibe (16) gegen Verdrehen gesichert ±et, und daß zwischen die Verschleißscheibe

(16) und die Ausnehmung {15) ein Dichtring (17) gelegt

ist.

.10-

009824/09U

Robert Bosch GmbH ~ - _ ''':'..- " H.'. 9305Vo/Wa Stuttgart

3® Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Verschleißseheibe (16) durch eine Stiftverbindung (18) gegen Verdrehen gesichert ist»

4# Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche .1 "bis J₉ dadurch gekennzeichnet, daß auf &@r den Zatorääern abgewandten Seite am Außenumfang der Verschleißscheibe (16) eine Pase (16°) angeordnet ist, die zusammen mit dem Lagerkörper einen Ringraum bildet, in welchen der' Dichtring "(17) mit Vorspannung eingelegt ist« "

5» Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis-3,. dadurch gekennzeichnet, daß die. Verschleißseheibe (16). einen dem Lagerkörper zugewandten,vorstehenden-Fortsatz hat,, so daß zwischen der Verschleißsehexbe und der Ausdrehung (1'5) ein Druckraum ausgebildet ist₉ der zur Welle {1O₉11) durch den Dichtring (17) abgeschlossen-ist«.

6» .Zahnradpumpe nach Anspruch 1 und 2_S dadurch gekennzeichnet_s daß der Dichtring (17a) sowohl dem Lagerkörper als auch der Verschleißseheibe zugewandte Erhebungen hat₉ und daß er in Hüten mit entsprechend, geformtem Hutengriaad im Lager= körper (4»5) und in der Verschleißsdh.©i"b© (16) sit spannung ©ingelegt istο

I j Iy-

Leerseite