DE1905146B2 - Verschleissausgleichende zahnradpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verschleißausgleichende Zahnradpumpe mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel, einem mitlaufenden innenverzahnten Hohlrsd und einem zwischen Ritzel und Hohlrad zwecks dichter Anlage an diesen in bestimmtem Maße in Umfangsrichtung verschieblich angeordneten, den Druckraum und den Saugraum zwischen den Verzahnungen der Zahnräder voneinander trennenden, ungefähr sichelförmigen, formfesten Füllstück, wobei ferner auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine in geringem Maße axial bewegliche, durch Förderdruckbeaufschlagung auf ihrer Rückseite dichtend gegen die Zahnradseitenflächen gedrückte Druckplatte vorgesehen ist.
Bei einer bekannten Zahnradpumpe dieser Art (s. deutsche Auslegeschrift 1 270 953) ist das formfeste etwa sichelförmige Füllstück an einer inneren, in geringem Maße radial beweglichen, an den Seitenflächen der Zahnräder anliegenden Gehäuseplatte befestigt. Der zwischen den Zahnrädern entstehende, auch auf das Füllstück einwirkende Flüssigkeitsdruck drängt dieses nicht unmittelbar in eine Abdichtstellung zwischen den Zahnrädern. Bei einer Ausführung der bekannten Pumpe, bei welcher das Füllstück im Querschnitt nur die Form einer halben Sichel hat, wird dieses durch den Flüssigkeitsdruck sogar von der Abdichtstellung weg beaufschlagt. Erst durch ein besonderes, im Auslaß- bzw. Druckbereich gegen das Hohlrad von außen gedrücktes Einsatzteil wird das Anliegen des Hohlrades gegen das Füllstück sowie des Füllstücks gegen das Ritzel erreicht. Durch dieses Einsatzteil mit einem weiteren dazugehörigen Bauteil entsteht ein bestimmter baulicher Aufwand, der wohl vermieden werden könnie.

Bei einer anderen bekannten Zahnradpumpe (s. USa-Patentschrift 2 808 785) dringt das formfeste Füllstück an seinen beiden Enden weitgehend spielfrei in je eine Druckplatte ein, wobei eine der Druckplatten am Pumpengehäuse befestigt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform dieser bekannten Zahnradpumpe dringt das Füllstück nur an dem einen Ende in die eine Druckplatte ein und ist an seinem anderen Ende mit der anderen ortsfesten Druckplatte fest verschraubt. Das Füllstück ist also in beiden Ausführungen weitgehend unbeweglich angeordnet. Es ist daher bei dieser bekannten Zahnradpumpe unmöglich, bei Abnutzung des Füllstückes Undichtigkeiten zwischen der Saugkammer und der Druckkammer der Zahnradpumpe zu vermeiden. Darüber hinaus ist das Füllstück einer hohen Diuckbeaufschlagung unterworfen, die es voll auf die Druckplatten überträgt, so daß deren axiale Beweglichkeit stark gehemmt werden könnte.

Es ist ferner bei Zahnradpumpen der hier in Frage kommenden Art (s. USA.-Patentschrift 3 315 609) bekannt, das Füllstück mit zwei vom Förderdruck beaufschlagten Kolben zu verbinden, durch welche es entgegen der unmittelbaren Druckeinwirkung aus dem Druckraum und gegen den Druck von zwei Fe-

So dem in die Dichtstellung zwischen den beiden Zahnrädern gedrückt wird. Auch bei dieser bekannten Pumpe wird das Füllstück durch den in der Druckkammer der Pumpe herrschenden Flüssigkeitsdruck von der Abdichtstellung weg beaufschlagt, so daß auch hier ein baulich aufwendiges, im Auslaß- bzw. Druckbereich gegen das Hohlrad von außen gedrücktes Einsatzteil erforderlich ist, durch welches das Anliegen des Hohlrades gegen das Füllstück sowie des Füllstücks gegen das Ritzel erreicht wird.

Darüber hinaus müssen die mit dem Füllstück verbundenen Kolben verhältnismäßig groß bemessen sein und beanspruchen viel Raum in den Lagerkörpern der Pumpe, in denen sie untergebracht sind.
Erwähnt sei noch eine weitere bekannte Zahnradpumpe (s. USA.-Patentschrift 2 875 700), bei der das Füllstück durch einen ungefähr sichelförmig gebogenen, verformbaren, elastischen Blechstreifen gebildet ist und, vom Druck im Druckraum beaufschlagt, fe-

dernd gegen die beiden Zahnräder angedrückt wird. Ein solches Füllstück kann nur zwischen zwei ständig im gleichen Abstand stehend:, nicht axial verschiebliche, innere Gehäusestirnwände eingesetzt werden. Bei ungünstiger Erwärmung könnte es zum Klemmen kommen, bei ungenauer Herstellung ein Durchlecken von Druckflüssigkeit zur Saugseite ermöglichen.

Dei Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Zahnradpumpen der eingangs genannten Art eine Halterung und Nachstellvorrichtung für das Füllstück zu schäften, bei der dieses in einfacher Weise durch die in der Pumpe auftretenden hydraulischen Kräfte in seiner Dichtungslage gehalten und nachgestellt sowie ferner ein Andrücken an die Zahnräder mit übermäßiger Kraft vermieden wird

Zur Lösung dieser Aufgabe wiri erfindungsgemäß orgeschlagen, daß das Füllstück durch unmittelbare Druckeinwirkung aus dem Druckraum in die Ab-ίί·einstellung zwischen den beiden Zahrädern ge-(iiückl win! und daß diese Druckein Wirkung durch mindestens einen seitlichen, mit dem Füllstück verbundenen und entgegengesetzt der Dichtwirkung des Füllstückes vom Förderdruck beaufschlagten Kolben icilweise kompensiert wird.

Hierdurch wird das Füllstück bei Verschleiß dbsttätig nachgestellt, wobei die Nachstellung ausschließlich durch Druckbeaufschlagung de- Füllstükkcs erfolgt, derart, daß diese stets dichtend gegen die Zahnräder der Pumpe mit einer Anpreßkraft angedrückt wird, die mit Hilfe des oder der Ausgleichskolben auf einen für eine sichere Abdichtung gerade ausreichenden Wert beschränkt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer in der vorbeschriebenen Weise ausgebildeten. dabei mit je einer Druckplatte auf beiden Seiten der Zahnräder versehenen Zahnradpumpe vorgeschlagen, daß das Hohlrad mit einem es umschließenden, beidseitig axial vorstehenden Außenring feu verbunden ist, daß die seitlich am Hohlrad und am Ritzel anliegenden Druckplatten kreisscheibenförmig ausgebildet, mit entsprechend geringem radialem Spiel Mim rotierenden Außenring umgeben und gehalten sind und daß das Füllstück in an sich bekannter Weise in Ausnehmungen der dadurch an der Drehung gehinderten, aber gegenüber dem Außenring und dem Füllstück in geringem Maße axial verschicblich eingesetzten Druckplatten gehalten und geführt ist.

Zweckmäßigerweise sind dann zwei die Druckeinwirkung auf das Füllstück teilweise kompensierende Kolben in mit dem Druckraum verbundenen Bohrungen des Pumpengehäuses verschiebbar angeordnet und mit dem Füllstück dadurch verbunden, daß beidseitig von diesem axial abstehende Bolzen jeweils mit Spiel in eine Querbohrung jedes Kolbens eingreifen.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Zahnradpumpe gemäß dei Erfindung im Längsschnitt entlang der Linie T-I in F i g. 2,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Pumpe entlang der Linie 11-11 in F ig. 1.

Die Zahnradpumpe gemäß den F i g. 1 und 2 besteht aus einem Gehäuse I. mit Gehäusedeckel 2, einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel 3, das auf einer im Gehäuse 1 und im Gehäusedcckel 2 drehbar gelagerten Welle 4 sitzt, und einem mit dem Ritzel 3 im Eingriff stehenden innenverzahnten Hohlrad 5, auf das ein Außenring 6 aus einer hochwertigen Legierung relativ zum Hohlrad undrehbar aufgepreßt ist.

Ein Saugraum 7 ist über einen Kanal 8 mit einem Sauganschluß 9, ein Druckrau.n 10 über einen Kanal 11 mit einem Druckanschluß 12 verbunden.
Eine die Außenumfangsfläche des Hohlrades 5 in

ίο einem den Saugraum 7 umfassenden Winkelbereich umgebende, ringförmige Entlastungskammer 13 und eine die Außenumfangsfläche des Hohlrades 5 in einem den Druckraum 10 umfassenden Winkelbereich umgebende, ringförmige Entlastungskammer 14

sind im Gehäuse 1 durch Stege 15 und 16 voneinander getrennt angeordnet.

Dabei sind die Entlastungskammer 13 — bezogen auf den Saugraum 7 — und die Entlastungskammer 14 — bezogen auf den Druckraum 10 — so bemessen, daß der Außenring 6 stets mit einer geringen Cbcrschußkraft gegen die Stege 15 und 16 gedrück; wird, wodurch die Entlastungskammern 13 und 14 stets voneinander abgedichtet getrennt sind.

Da.; Hohlrad 5 ist mit von dessen Zahnlücken ausgehenden und durch den Außenring 6 durchgehenden Radialbohrungen 17 versehen, welche den Saugraum 7 mit der Entlastungskammer 13, den Druckraun ι 10 mit der Entlastungskammer 14 verbinden.
Der Saugraum 7 und der Druckrattm 10 sind durch am Ritzel 3 und am Hohlrad 5 anliegende Druckplatten bzw. -scheiben 20 und 21 seitlich abgeschlossen. Dabei ist der Außendurchmesser der Druckscheiben dem Innendurchmesser des Außenringes 6 so angepaßt, daß dieser relativ zu den Druckscheiben drehbar ist und die Druckscheiben relativ zum Außenring axial, jedoch nicht radial verschiebbar sind.

Die Druckscheiben 20 und 21 werden außenseitig vom DrucK in mit dem Druckiauai 10 in Verbindung stehenden und sich in dessen Winkelbereich erstrekkcnden Druckfeldern 22 und 23 derart beaufschlagt, daß sie stets gegen das Ritzel 3 und das Hohlrad 5 spielfrei angedrückt sind. Die Druckfelder 22 und 23 sind vom den Saugraum 7 umfassenden Winkelbereich mittels Dichtringen 24 und 25 abgeschlossen.

Ein halbsichelförmiges Füllstück 26 mit einer Stirnfläche 27 ist in Fühlungsöffnungen 28 und 29 in den Druckscheiben 20 bzw. 21 geführt und zwischen dem Ritzel 3 und dem Hohlrad 5 angeordnet. Seine Stirnfläche 27 ist stets vom Im Druckraum 10 herrschenden Druck beaufschlagt, so daß das Füllstück 26 durch unmittelbare Druckeinwirkung in die Abdichtstellung zwischen den beiden Zahnrädern gedrückt wird, in welcher dann der Saugraum 7 und der Druckraum 10 durch die Zähne der Zahnräder 3,5 und das Füllstück 26 voneinander getrennt sind. Das Füllstück 26 durchdringt die beiden Druckplatten bzw. -scheiben 20 und 21 in den Ausnehmungen 28. 29 dieser Scheiben und ist dabei darin so gehalten bzw. geführt, daß diese relativ zum Füllstück axial verschiebbar sind und daß bei einer geringen Drehung der Druckscheiben das Füllstück 26 entgegen der Drehrichtung der Zahnräder mitdrehbar ist. Es sind ferner zwei in je einer Bohrung 30 bzw. 31 des Pumpengehäuses 1 bzw. des Gehäusedeckels 2 verschiebbare, federbelastete Kolben 32 und 33 mit je einer Bohrung 34 bzw. 35 vorgesehen, die mit dem Füllstück 26 über zwei an diesem seitlich und paral-

lel zu den Achsen der Zahnräder angebrachte Bolzen 36 bzw. 37 verbunden sind, welche mit radialem Spiel in je eine der Bohrungen 34 und 35 eingreifen.

Die Bohrungen 30 und 31 sind über Bohrungen 38 bzw. 39 mit dem Druckraum 10 verbunden. Über diese Bohrungen 38 und 39 werden die Kolben 32 und 33 mit dem Druck im Druckraum 1 beaufschlagt und üben auf das Füllstück 26 über die Bolzen 36 und 37 eine Kraft aus, welche die auf die Stirnseite 27 des Füllstückes 26 wirkende Druckbeaufschlagung teilweise kompensiert. Das Verhältnis der KoI-benfläche der Kolben 32 und 33 zu der Stirnfläche 27 ist so gewählt, daß das Füllstück 26 gegen die Zahnräder 3 und 5 mit einer Anpreßkraft angedrückt ist, die für eine sichere Abdichtung der Pumpenkammern gerade ausreicht.

Tritt ein Verschleiß an den Stirnflächen des Ritzels 3 und des Hohirades 5 auf, so weiden die Druckscheiben 20, 21 mit Hilfe der Druckfelder 22 bzw. 23 auf diese Teile zu axial verschoben, wodurch ein axialer Verschleißausgleich erreicht wird.

Tritt ein Verschleiß an den Umfangsflächen des Ritzels 3, der Welle 4, des Hohlrades 5 bzw. des Füllstückes 26 auf, so wird, wie erwähnt, das Füllstück 26 infolge des Druckes im Druckraum 10 mit einer infolge der Kolben 32, 33 teilweise kompensierten und daher verringerten Kraft gegen die Umfangsflächen des Ritzels 3 und des Hohlrades 5 gedrückt, wodurch das Füllstück 26 stets dichtend am Ritzel und am Hohlrad anliegt und somit ein radialer Verschleißausgleich erreicht wird.

Durch die geschilderte Konstruktion einer Zahnradpumpe ergeben sich im wesentlichen folgende Vorteile:

ίο Durch die Beaufschlagung des Füllstückes in Dichtrichtung sind keine besonderen Maßnahmen zum radialen Andrücken des Hohlrades gegen das Füllstück und des Füllstückes gegen das Ritzel erforderlich. Nur das Füllstück wird in tangentialer Richtung zwisehen die Zahnräder und damit gegen diese gedrückt. Dabei kann die Andrückkraft auf einen für eine sichere Abdichtung gerade ausreichenden Wert beschränkt werden, wobei eine übermäßige Belastung der Zahnräder und deren Lagerung vermieden wird.

Ferner kann das Füllstück in verhältnismäßig einfacher Weise in den seitlichen Druckplatten geführt werden. Da es genügt, wenn der das Hohlrad umgebende Außenring aus einer hochwertigen Legierung besteht, kann das Hohlrad selbst aus einem billigeren Material, z. B. aus Sintermetall, gefertigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verschleißausgleichende Zahnradpumpe mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel, einem mitlaufenden innenverzahnten Hohlrad und einem zwischen Ritzel und Hohlrad zwecks dichter Anlage an diesen in bestimmtem Maße in Umfangsrichtung verschieblich angeordneten, den Druckraum und den Saugraum zwischen den Verzahnungen der Zahnräder voneinander trennenden, ungefähr sichelförmigen, formfesten Füllstück, wobei ferner auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine in geringem Maße axial bewegliche, durch Förderdruckbeaufschlagung auf ihrer Rückseite dichtend gegen die Zahnradseitenflächen gedrückte Druckplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (26) durch unmittelbare Druckeinwirkung aus dem Druckraum (10) in die Abdichtsteliung zwischen den beiden Zahnrädern (3,5) gedrückt wird und daß diese Druckeinwirkung durch mindestens einen seitlichen, mit dem Füllstück verbundenen und entgegengesetzt der Dichtwirkung des Füllstückes vom Förderdruck beaufschlagten Kolben (32) teilweise kompensiert wird.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 mit je einer Druckplatte auf beiden Seiten der Zahnräder, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) mit einem es umschließenden, beidseitig axial vorstehenden Außenring (6) fest verbunden ist, daß die seitlich am Hohlrad (5) und Ritzel (3) anliegenden Druckplatten (20, 21) kreisscheibenförmig ausgebildet, mit entsprechend geringem radialem Spiel vom rotierenden Außenring umgeben und gehalten sind und daß das Füllstück (26) in an sich bekannter Weise in Ausnehmungen (28, 29) der dadurch an der Drehung gehinderten, aber gegenüber dem Außenring (6) und dem Füllstück in geringem Maße axial verschieblich eingesetzten Druckplatten gehalten und geführt ist.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei die Druckeinwirkung auf das Füllstück (26) teilweise kompensierende Kolben (32 und 33) in mit dem Druckraum (10) verbundenen Bohrungen (30 bzw. 31) des Pumpengehäuses (1,2) verschiebbar angeordnet und mit dem Füllstück (26) dadurch verbunden sind, daß beidseitig von diesem axial abstehende Bolzen (36 bzw. 37) jeweils mit Spiel in eine Querbohrung (34 bzw. 55) jedes Kolbens eingreifen.