DE1958936A1

DE1958936A1 - Zahnrad-Pumpen oder -Motoren fuer Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1958936A1
Application number: DE19691958936
Authority: DE
Inventors: Prijatel Edward Anthony
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1969-11-24
Publication date: 1971-05-27
Also published as: DE1958936C3; DE1958936B2

Description

Zahnrad-Pumpen oder -Motore firr Flüssigkeiten Die erfindung betrifft Zahnrad-Pumpen (oder Zahnrad-Motore) für Flüssigkeiten, insbesondere eine Verbesserung derartiger Pumpen oder liotore, wie sie in der schwebenden Patentanmeldung P 16 59 880 der Anmelderin angegeben sind. Diese schwebende Patentanmeldung wird nachstehend als "ältere Anmeldung" bezeichnet.
In Zahnrad-Pumpen und - Motoren für Flüssigkeiten ist es üblich, eine biegsame Verschleißplatte vorzusehen, die in dichter Anlage an je einer der Stirnflächen der Zahnräder der Pumpe oder des Motors gehalten und zu diesem Zweck von hinten mit einem Druckmitteldruck beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird ein Übertritt der Flüssigkeit zwischen der IIochdruckzone und der Niederdruckzone des Arbeitsraums der Pumpe oder des Motors verhindert. Durch die richtige Auswahl der Druckmitteldrücke, mit denen verschiedene Räume hinter der Verschleißplatte beaufschlagt werden, kann man auf den beiden Seiten der Verschleißplatte im wesentlichen gegengleiche Drücke aufrechterhalten, wie dies beispielsweise in der älteren Anmeldun, angegeben ist.
Dabei ist nur ein leichter resultierender Druck in einer solchen Richtung wirksam, daß die Verschleißplatte gegen die ihr benachbarten Stirnflächen der Zahnräder gedriick-t wird, so daß eine ein.
wandfreie bdichtung erhalten, eine übermäßig starke Reibung und damit nach ein übermäßig starker Verschleiß dagegen vermieden wird.
Die entgegengesetzten Stirnflächen der Zahnräder liegen oft direkt an dem Gehäuse der Pumpe oder des Motors an, so daß eine einwandfreie Abdichtung erhalten wird. Diese Anordnung kann jedoch zu einem unerwünschten Verschleiß der Gehäusewandung führen. Aus diesem Grund ist zwischen den der Verschleißplatte entgegengesetzten Stirnflächen der Zahräder und der benachbarten Gehäusewandung oft eine ortsfeste Stützplatte angeordnet, damit ein Verschleiß vermieden und die gewünschte hermetische Abdichtung erzielt wird.
ei Verwendung einer Stützplatte bilde sich jedoch ein unter hohem Druck stehender, dünner Film aus dem Druckmittel, das aus dem Arbeitsraum auf die-Rückseite der Stützplatte gelangt.
Auf der liochdruckseite wird dieser Druck durch den entgegengesetzt wirkenden Druck in dem Arbeitsraum im wesentlichen ausgeglichen.
Auf der ITiederdruckseite dagegen ist der Druck in dem Arbeitsraum nicht hoch genug, so daß die Stützplatte zu fest gegen die Stirnflächen der Zahnräder gedrückt wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es bei Verwendung einer Stützplatte nicht möglich ist, in der Gehäusewandung sichelförmige Nuten oder dergleichen vorzusehen, die dazu führen würden, daß in dem Arbeitsraum eine große Hochdruckzone vorhanden ist, die mit Zwischenabteilen hinter der Verschleißplatte in Verbindung gebracht werden kann, wie dies in der älteren Anmeldung angegeben ist.
in Gegenstand der erfindung betrifft eine Zahnrad-Flüssigkeitspumpe mit einem Arbeitsraum, an den eine intri-t tsöffnung und eine Austrittsöffnung anschließen, so daß in dem Arbeitsraum eine Niederdruckzone und eine Hochdruckzone vorhanden ist, ferner mit miteinander kämmenden Zahnrädern, die in dem Arbeitsraum drehbar gelagert und geeignet sind, in dem von ihnen von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung geförderten Druckmittel einen Druck zu erzeugen, und einer dünnen, biegsamen Stützplatte, die zwischen je einer Stirnfläche der Zahnräder und der benachbarten Begrenzungswandung des Arbeitsraums angeordnet ist und mit den genannten Stirnflächen und der genanten Begrenzungswandung direkt in berührung steht. 1)iese Zahnradpumpe is t erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Begrenzungswandung des Hohlraumes hinter der Stützplatte eine Druckenlastungsnut vorgesehen ist, die mit der Eintrittsöffnung in Verbindung steht und sich in der Umfangsrichtung zu der Austrittsöffnung hin erstreckt, so daß im Bereich der Druckentlastungsnut hinter der Stützplatte das auftreten eines hohen Druckmitteldruckes verhindert wird, der trachten würde, die Stutzplatte Ce>?en die ihr benacebarten Stirnflächen der Zahnräder zu drücken.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Zahnrad-Flüssigkeitspumpe mit einem Gehäuse, das mit einem Arbeitsraum ausgebildet ist, ferner mit miteinander kämmenden Zahnrädern, die in dem Arbeitsraum drehbar gelagert und zur Ausbildung einer Mitteldruckzone und einer ihr benachbarten Nochdruckzone in dem .rbeitsraum geeignet sind, einer in dem Gehäuse angeordneten, dünnen, biegsamen VerschleiMplatte, die eine Vorderfläche besitzt, uie mit einer Stirnfläche jedes der Zahnräder in Berührung steht, und einer in dem Gehause angeordneten, dünnen, biegs@men Stüztplatte, die eine Vorderfläche besitzt, die mit der anderen Stirnfläche jedes der Zahnräder in Berührung steht. kiese Zahnradpumpe besitzt einen ersten hinterarbeiteten Bereich, der am Außenumfang der Stützplatte vorgesehen ist und bewirkt, daß sich die lochdruckzone über den größten Teil des Arbeitsraums erstreckt, ein ers-ses Abteil oder eine erste Abteilgruppe, das bzw. die auf der liüclrseite der Verschleißplatte angeordnet ist und der Hochdruckzone und mindestens einem Teil der l-iitteldruckzone gegenüberliegt, und eine Einrichtung, die eine Verbindung zwischen dem ersten Abteil oder der ersten Abteilgruppe und der ifochdruckzone herstellt, so daß der Druckmitteldruck in dem der Hochdruckzone gegenüberliegenden Bereich des ersten Abteils oder der ersten Abteilgruppe ebenso hoch ist wie in der Hochdruckzone und in dem der Mitteldruckzone gegenüberliegenden Bereich des ersten Abteils oder der ersten Abteilgruppe ein Druck herrscht, der trachtet, die Verschleißplatte in dichter Anlage an den Stirnflächen der Zahnräder zu halten.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel einer Flüssig keits-Zahnradpumpe gemäß der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt Fig. 1 die Pumpe im Längsschnitt, Fig. 2 in kleinerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Pig. 1 durch den mittleren Gehäuseteil der Pumpe nach Fig. 1, wobei Teile der Stützplatte weggebrochen sind, damit die Ausbildung der Druckentlastungsnut in der von der Stützplatte berührten Wandung des hinteren Gehäuseteils erkennbar wird.
Fig. 3 zeigt in noch kleinerem Maßstab in einem Querschnitt nach der linie 3-3 in Fig, 1 zwischen dem vorderen und mittleren Teil des Gehäuses die Ausbildung der Verschleißplatte, Fig. 4 in kleinerem Maßstab schaubildlich die in Fig. 1 dargestellte Dichtungs- und Wärmeabschirmanordnung und die im Abstand davon angeordnete Verschleißplatte und Fig. 5 in kleinerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. ii durch den vorderen Teil des Gehäuses nach Fig. 1. Der Schnitt ist längs des Grundes der Nut und der Vertiefung geführt, in denen die Dichtung bzw. die Verschleißplatte angeordnet ist und zeigt die Beaufschlagung der hinter der Verschleißplatte angeordneten Zwischenabteile mit dem unter hohem Druck stehenden Druckmittel.
Fig. 6 zeigt in größerem Maßstab schaubildlich und mit auseinandergezogenen Teilen die verschiedenen Teile des Niederdruckentlastungsventils der Pumpe in Fig. 1 und Fig. 7 teilweise im Querschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 3 die Aulenkung der Stützplatte in die Druckentlastungsnut.
Fig. 1 zeigt eine Pumpe oder einen Motor 1. Dieses nechstehend als Pumpe bezeichnete Gerät besitzt einen vorderen und einen hinteren Gehäuseteil 2 bzw. 3, zwischen denen ein mittlerer Gehäuseteil 4 angeordnet ist. Die Gehäuseteile 2-4 sind so zusammengehalten, daß sie innen einen Arbeitsraum 5 begrenzen, der zwei Pumpenza'hnräder 6 und 7 aufnimmt.
Die Zahnräder 6 und 7 werden von je einer der Wellen 8 und 9 getragen, die in ortsfesten Lagerhülsen 10 und 11 in dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 2 bzw. 3 gelagert sind.
Die Wellen 8 und 9 sind im Bereich von ihnen gegenüberliegenden Stirnflächen der Zahnräder 6 und 7 mit Nuten versehen, in denen Sicherungsringe 14 angeordnet sind, mit denen die Zahnräder 6 und 7 auf den Wellen 8 und 9 festgelegt sind. Die eine Welle 9 erstreckt sich durch eine Öffnung 12 des vorderen Gehäuseteils 2 auswärts, so daß sie mit einer nicht gezeigten, geeigneten Antriebseinrichtung verbunden werden kann. In der oeffnung 12 ist die Welle 9 von einer geeigneten Wellendichtung 13 umgeben, so daß dort kein Druckmittel aus der Pumpe 1 entweichen kann. Ein Übertritt von Druckmittel zwischen den aneinanderliegenden Plächen des vorderen und hinteren Gehäuseteils 2 und 3 und des mittleren Gehäuseteils 4 wird durch O-Ring-Dichtungen verhindert, die in Nuten 16 und 17 angeordnet sind, welche den Arbeitsraum 5 umgeben.
Mit der einen Seite des Arbeitsraums 5 steht eine Eintrittsöffnung 18 (ig. 2) in Verbindung, von der das zugeführte Drucl.mittel in den Zahnlücken der Zahnräder gefördert wird. Dieses Druckmittel wird in bekannter Weise unter Druck durch die Austrittsöffnung 20 an der entgegengesetzten Seite des hohlraums 5 abgegeben. Bei einem Druckanstieg in der Pumpe trach-tet das un-ter höherem Druck stehende Druckmittel, an den Stirnflächen 21 und 22 der Zahnräder 6 und 7 von der Hochdruckseite 23 zu der Niederdruckseite 24 überzutreten. Damit dieser Übertritt von Druckmittel möglichst vermieden und auch ein Verschleiß der Innenwandungen 25 und 26 des vorderen und hinteren Gehäuse-teils 2 und 3 vermieden wird, sind zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3 und den ihnen benachbarten Stirnflächen 21 und 22 der Zahnräder abnehmbare Platten ;27 und 28 vorgesehen.
Die Platte27 kann eine Verschleißplatte der in der älteren Anmeldung gezeigten Art sein und eine Innenplatte 29 aus Bronze oder einem ähnlichen Metall und eine Grundplatte 'jO aus Stahl besitzen. Die Verschließplatte 27 ist an geeigneten Stellen von Bohrungen 91 fur die Wellen 8 und 9 durchsetzt. Gemäß 11ig. 1 ist zwischen den Bohrungen 31 und den ihnen benachbarten Sicherungsringen 14 ein kleiner Abstand vorhanden. Die Verschleißplatte 27 ist in einer ähnlich ausgebildeten vertiefung 32 angeordnet, die in dem vorderen Gehäuseteil vorgesehen und e-twas größer ist als der Hohlraum 5, so daß die Verschleißplatte 27 den mittleren Gehäuseteil 4 etwas überlappt. Die Vertiefung 32 ist radial einwärts in einem kleinen Abstand von der benachbarten lTu-t 16 angeordnet, so daß ein die Ifut begrenzender Wandteil 33 zum Festlegen des 0-Rintes 15 vorhanden ist.
Wie in dem einen der in der älteren Anmeldung angegebenen Ausführungsbeispiele ist die hintere Fläche der Verschleißplatte 27 zweckmäßig in zwei, große Druckabteile 35 und 36 unterteilt, die der Niederdruckseite 24 bzw. der Hochdruckseite 23 des Arbeitsraums 5 gegenüberliegen, und in zwei kleinere Ab teile 37 und 38, die zwischen den Enden der großen Abteile 35 und 36 angeordnet sind. Diese Unterteilung wird durch eine Dichtuhg 39 bewirkt. Zwischen der Dichtung 39 und der Verschleißplatte 27 sind eine weitere Dichtung 40 und eine Wärmeabschirmunt, 41 angeordnet (Fig. 4 und 5). Jeder dieser Teile, d.h., die Dichtung 39, die Dichtung 40 und die Wärmeabschirmung 41, besitzt einen ununterbrochenen äußeren Umfangsrand42 und zwei ununterbrochene Innenteile 43, die miteinander und mit dem äußeren Teil 42 durch Hippen 44 verbunden sind, welche die Abteile 35-38 begrenzen.
Gemäß i4g. 1 hat die Dichtung 39 ein V-Profil mit zwei Schenkeln 45 und 46, zwischen denen eine Nut 47 vorhanden ist.
Am Grunde der Vertiefung 32 ist eine Nut 48 ausgebildet, welche dieselbe Form hat wie die Dichtungen 79 und 40 und die Wärmeabschirmung 41 und diese Teile aufnimmt. Die Nut 45 ist zweckmäßig in der dargestellten Weise gestuft, so daß aus einem nachstehend angegebenen Grunde nur der Schenkel 45 am Außenumfang der Dichtung 39 den Grund der Nut 45 berührt. Die Wärmeabschirmung 41 erz streckt sich Leilwcise aus der Vertiefung 32 heraus, damit zwiserien den Grund der Vertiefung 32 und der hinteren Fläche der Verschleißplatte 27 der gewünschte Abstand für die Abteile 35-38 aufrechterhalten wird.
Beim Zusammenbau wird der mit dem Grund der Nut 48 in Berührung stehende Schenkel 45 der Dichtung 39 infolge von Toleranzen der Pumpe etwas equetscht. Dadurch wird die Verschleißplatte 27 gegen den mittleren Gehäuseteil 4 gedrilckt, aber nicht gegen die Zahnräder 6 und 7, weil diese etwas schmaler sind.
Der den IAutgrllnd nicht berührende andere Schenkel 46 wird dagegen nicht gequetscht, so daß auf die Zahnräder 6 und 7 kein Druck ausgeübt wird. Die Verbindung zwischen den einzelnen Abteilen 35-38 und dem Arbeitsraum 5 wird durch geeignete Öffnungen 50, 51, 52 und 53 in der Verschleißplatte 27 aufrechterhalten, so daß da's Druckmittel in die Abteile 35-38 gelangt und dort auf die Verschleißplatte 27 wirkt und trachtet, sie zu den benachbarten tirni'lächen 21 der Zahnräder hin zu drücken, entgegengesetzt zur Wirkung des in dem Arbeitsraum 5, insbesondere den Zahnlücken der Zahnräder und in dem Druckmittel film zwischen den Stirnflächen 21 der Zahnräder und der Verschleißplatte 27, herrschenden Druckmitteldruckes, der trachtet, die Verschleißplatte 27 von den Zahnrädern 6 und 7 wegzubewegen.
Der ert des Druckes in jedem der Abteile 35 bis 38 wird durch den Wert des Druckes in der den verschiedenen Öffnungen U-53 in der Verschleißplatte 27 unmittelbar gegenüberliegenden Zone des .-Lrbeitsraums bestimmt. Wenn die Köpfe der nc-Klnräder wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wandung des Arbeitsraums 5 satt berühren, nehmen der Druck in den Zahnlücken der Zahnräder und der Druck des Druckmittel films zwischen den Stirnflächen der Zähne und der Verschleißplatte 27 von der an der Eintrittsöffnung 18 befindlichen Zone niedrigsten Druckes zu der an der Austrittsöffnung 20 befindlichen Zone höchsten Druckes fortschreitend zu, so daß ein Druckgleichgewicht zwischen den entgegengesetzten Seiten der Verschleißplatte 27 nur im Bereich der in der Platte 27 vorgesehenen Öffnungen vorhanden ist.
Der in den übrigen Teilen der Abteile 35 bis 38 herrschende Druck ist höher oder niedriger als der Druck in den diesen Abteilbereichen gegenüberliegenden Zonen des Arbeitsraums, je nachdem, ob die Abteilbereiche sich auf der IIoch- oder Niederdruckseite der Öffnungen der Verschleißplatte 27 befinden.
Beispielsweise ist in den Figuren ;t und 5 1 n tlon sich von der Öffnung 51 zu den entgegengesetzten Enden des Abteils 35 erstreckenden Bereich A des Abteils 35 ein Druck vorhanden, der zunehmend niedriger wird als der Druck in der gegenüberliegenden Zone des Arbeitsraumes, so daß die Verschleißplatte ;'7 in dem Bereich A von den Stirnflächen der Zahnräder weg ausgelenkt wird.
in den sich von dem Niederdruckende der Abtojlo 37 und 38 zu den Öffnungen 52 und 53 erstreckenden Bereichen B1 der Abteile 37 und 98 ist ein fortschreitend abnehmender Druck vorhanden, der höher ist als der Druck in der gegenüberliegenden Zone des Arbeitsraumes und trachtet, die Verschleißplatte 27 bo zur dielltendon Anlage an den Stirnflächen der Zahnräder auszulenken. In dem sich voii don Öffnungen 52 und 53 zu den Hochdruckenden der Abteile 37 und 38 erstreckenden Bereichen herrscht ein fortschreitend zunehmender Druck, der niedriger ist als der Druck in der gegenüberliegender Zone des Arbeitsraums, so daß Verschleißplatte 27 von den Stirnflächen der Zahnräder wegt ausgelenkt wird. In dem sich von der Öffnung 50 zu den entgegengesetzten Enden des Abteils 36 erstreckenden Bereichen C des Abteils 36 ist ein fortschreitend zunehmender Druck vorhanden, der höher ist als der Druck in der gegenüberliegenden Zone des Arbeitsraums, so duß die Verschleißplatte 27 zu den Stirnflächen der Zahnräder hin ausgelenkt wird.
In diesem Full würde also die Verschleißplatte 27 in groben Bereichen der Abteile 36, 37 und 38 dichtend gegen die Stirnflächen 21 der, Zahnräder gedrückt werden, so daß. dort eine wirksame Abdichtung erhalten werden würde, während die Verschleißplatte 27 in großen Bereichen der Abteile 35, 37 und 38 von den Stirnflächen 21 der Zahnräder weg ausgelenkt werden wird, so daß in diesen Bereichen Druckmittel Übertreten könnte. In den bereichen mit hohem Dichtdruck ist der Verschleiß der Verschleißplatte 27 unoinheitlich und zu stark. Diese uneinheitliche Belastung und dieser zu starke Verschleiß der Verschleißplatte 27 werden durch dto erfindungsgemäße Ausbildung der Pumpe im wesentlichen beseitigt. Danach ist in dem Arbeitsraum 5 eine dem Abteil 35 gegen überliegende, große Zone mit einem niedrigen Druckmitteldruck und eine den übrigen Abteilen 36, 37 und 38 gegenüberliegende Zone vorhanden, in der ein hoher Druckmitteldruck herrscht und die den größten eil des Arbeitsraums einnimmt.
GemäB der älteren Patentanmeldung ist in dem Arbeitsraum eine große liochdruckzone vorhanden, weil die Wand des Arbeits.
raums um den größten Teil des Umfanges der Zahnräder herum radial hinterarbeitet ist. Infolgedessen sind die Zahnlücken in diesem Bereich mit der unter hohem Druck stehenden Austrittsöffnung verbunden, so daß die Zahnlücken und der Druckmittelfilm zwischen den einander benachbarten Zähnen in diesem Bereich dem in der Austrittsöffnung herrschenden, hohen Druck ausgesetzt sind. Man kann auch in der von den btirnflächen der Zahnräder berührten Innenwandung des Gehäuses sichelförmige Nuten vorsehen, welche ebenfalls die Zahnlücken in dem größten Teil des Arbeitsraums mit der unter hohem Druck stehenden Austrittsöffnung verbinden.
In der erfindungsgemäßen Pumpe wird in dem größten Teil D des Arbeitsraums 5 im wesentlichen derselbe hohe Druck erzielt, indem die Stützplatte 28, die zwischen den Stirnflächen 22 der Zahnräder und der benachbarten Gehäusewand 26 angeordnet ist, auf ihrer Hochdruckseite 23 am Umfang einen hinterarbeiteten Bereich 60 besitzt. Wie aus der Pig. 2 hervorgeh-t, kann der hinterarbeitete Bereich 60 sich etwa von der Mitte der mittleren Abteile 37 und 38 im wesentlichen ohne Un-terbrechung erstrecken, bis auf zwei radiale Vorsprünge 61, die dazu dienen, die stütz platte in dem Arbeitsraum 5 abzustützen und genau festzulegen.
fline Hinterarbeitung der Wandung des Arbeitsraums und die Ausbildung von sichelförmigen Nuten in der Innenwandung des hinteren Gehäuse teils 3 ist daher vollkommen überflüssig.
Die Stützplatte 28 kann auch auf ihrer Niederdruckseite 24 einen hinterarbeit;eten leil 62 besitzen, so daß eine große Zone E einheitlichen neidrigen Druckes vorhanden ist, die dem Abteil 35 gegenüberliegt, aber kleiner ist als dieses. Der hinterarbeite t e Teil 62 hat einen breiteren mittleren bereich 63, der mit einer Ausnehmung 64, die in der Stützplatte 28 im Bereich der Hochdruckseite 23 zusammenwirkt, um einen Einschluß von Druckmittel zwischen den ineinandergreifenden Zähnen zu verhindern.
Die Wellen 8 und 9 durchsetzen Bohrungen 65 in der stützplatte 28.
Zwischen den Bohrungen 65 und den ihnen benachbarten Sicherungsringen 14, sind kleine Abstände vorhanden. In der Innenfläche der Stützplatte 28 können Taschen 67 vorgesehen sein, die dazu dienen, die Stirnflächen 22 der Zahnräder im Bereich zu schmieren. Ähnliche Schmiertaschen 68 sind in der Innenfläche der Verschleißplatte 27 vorgesehen. Die Stützplatte 28 kann ebenso wie die Verschleißplatte 27 aus mehreren Schichten bestehen, und zwar einer die Stirnflächen 22 der Zahnräder bertihrenden, inneren Schicht 69 aus Bronze oder einem ähnlichen Metall und einer Tragschicht 70 aus Stahl.
Wenn sich die Stütplatte 28 in dem Arbeitsraum 5 in der gezeigten Weise richtig zwischen den Stirnflächen 22 der Zahnräder und der Innenwandung 26 des hinteren Gehauseteils 3 befindet, wird das Abteil 76 durch die Offnung 50 der Verschleißplatte 27 mit dem hohen Druck beaufschlagt, der in der dem bteil 36 gegenüberliegenden Zone des Arbeitsraums 5 herrscht, Infolgedessen wirken in diesem Bereich auf die Verschleißplatte 27 getengleiche Drücke. In dem der Niederdruckzone E gegenüberliegenden Bereich des Abteils 35 wirken ebenfalls gegengleiche Drücke auf die Verschleißplatte 27, weil das Abteil 35 durch die Öffnung 51 der Verschleißplatte 27 mit dem Druck in der Zone 3 beaufschlagt wird. An die j"liederdruckzone E schließt bis zur Hochdruckzone D eine Zone F an, in welcher der Druck in den Zahnlücken und in dem Druckmittelfilm zwischen er Verschleißplatte 27 und den benachbarten Stirnflächen der Zahnräder fortschreitend zunimmt, so daß der Druck in dein der Zone F gegenüberliegenden Bereich AL des Abteils 'j5 niedriger ist als in der gegenüberliegenden Zone ? des Arbeitsraums.
Die Zwischenabteile 37 und 38 werden durch die Öffnutzen 52 und 53 Illi L- dem hohen Druck beaufschlagt, der in der Austrittsöffnung 20 herrscht weil die Stützplatte 28 am Umfang den hinterarbeiteten Bereich 60 besitzt, der die Hochdruckzone D unnühernd bis zu den Mittelpunkten der Abteile 37 und 38 fortsetzt, uo daß in den der Hochdruckzone D gegenüberliegenden Bereichen B2 der Zwischenabteile 37 und 38 gegenleiche Drücke auf.
die Verschleißplatte wirlcen, Die Abteile 36, 37 und 38 hoben eine etwas größere fläche als die größte Zone D des Arbeitsraums und überlappen daher einen relativ kleinen Teil der Mitteldruckzone F des Arbeitsraums, so daß nur auf einen relativ kleinen Teil dieser Mitteldruckzone ein resultierender Druck ausgeübt wird, der trachtet, die Verschleißplatte 27 bis zur dichten Anlage an die Stirnflächen 21 der Zahnräder auszulenken. In den der Mitteldruckzone gegenüberliegenden Bereichen B1 der Abteile 7 und 38 ifit daher ein Druck vorhunden, der trachtet, die Vorschleißplatte 27 gegen die Stirnflächen der Zähne zu drücken, so daß dort eine wirksame Abdichtung erhalten wird.
Man kann nun erkennen, daß ein wesentlicher Teil der Verschleißplatte 27 entweder gegengleichen Druckmitteldrücken oder einen resultierenden Druckmitteldruck ausgesetzt ist, der trachnet, die Verschleißplatte 27 von den Stirnflächen 21 der Zahnräder abzudrUckon, und nur ein kleinerer Teil der Verschleißplatte 27 einem resultierenden Druck ausgesetzt ist der trachtet, die Verschleißplatte 27 dichtend wegen die Stirnflächen 21 der Zahnräder zu druckten, so daß die Reibung und der Verschleiß zwischen der Vrschleißplatte 27 und den Stirnflächen 21 der Zahnräder auf ein Minimum herabgesetzt werden. Durch die in der DichtunC 39, der Dichtung 40, der Wärmeabschirmung 41 und der Verschleißplatte 27 ausgebildeten, miteinander fluchtenden Ausnehmungen 72, die mit der Hochdruckzone D des Arbeitsraums 5 in Verbindung stehen, wird auch die Hut-47 47 der Dichtung 39 mit dem hohen Druck beaufschlagt, so daß die Dichtung 39, die Dichtung 40 und die Wärmeubschirmung 41 in hermetisch dichter Anlage an der Verschleißplatte 27 gehalten werden. Dadurch wird ein übertritt des Druckmittel wischen den Abteilen 35 bis 38 verhindert und die dichtende Anlage der Verschleißplatte 27 an den Stirnflächen 21 der Zahnräder unterstützt.
Hinter der Stützplatte 28 sind zwar keine Abteile für Druckmittel vorgesehen, doch besteht eine Tendenz zum Einsickern eines dünnen, unter- hohem Druckmitteldruck stehenden Druckmittelfilms auf die Rückseite der Stützplatte 28. Der Druckmitteldruck dieses Pilms wird auf der Hochdruckseite 23 der Pumpe 1 ausgeglichen, aber nicht auf deren Niederdruckseite 24. Wenn auf der Niederdruckseite 24 keine Hinterarbeitung vorgesehen ist, kan dieser hohe Druckmit-teldruck die lufiederdruckseite 23 der Stützplatte 28 zu fest gegen die Stirnflächen 22 der Zahnräder drücken, so daß der Verschleiß der Stützplatte 28 ungleichmäßig ist und die Stützplatte stark beschädigt wird. Uni diese Druckdifferenz auf-der Niederdruckseite 23 herabzusetzen, sind in der Innenwand 26 des hinteren Gehäuse teils 3 Druckentlastungsnuten 75 vorgesehen.
Zum Unterschied von der Fig. 2 besitzen diese Druckentlastungsnuten 75 Teile 76, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken und mit der Eintrittsöffnung 18 in Verbindung stehen, und Teile 77, die sich radial über die Fläche der Stützplatte 28 erstrecken. Diese Dru-ckentlastungsnuten 75 verhindern eine Einwirkung des unter hohem Druck steienden Druckmittels auf die Rückseite der Stützplatte 28 im Bereich der Druckentlastungenuten 75, so daß der in dem Arbeitsraum 5 hertschende Druck nur etwas höher ist als der Druck auf der Rückseite der Stützplatte. Der resultierende Druck hält die Stützplatte in dichtender Anlage an dem hinteren Gehäuseteil 3. In der Innenwandung des hinteren Gehäuseteils 3 kann eine kleinere Nut 78 hinter dem mittleren Bereich 79 der Stützplatte 28 vorgesehen sein, damit dieser Bereich zu der Niederdruckseite 24 hin druckentlastet ist.
Die radialen Teile 77 sind unter einem Winkel von etwa 500 von der Horizontalen angeordnet und überlappen daher die Hochdruckabteile 37 und 38, die sich unter einem Winkel von weniger als 450 zur Horizontalen erstrecken. Durch diese Überlappung wird gewährleistet, daß auf die Verschleißplatte 27 ein resultierender Druckmitteldruck wirkt, der auf die Stützplatte 28 übertragen wird und diese in Anlage an dem hinteren Gehäuseteil 3 hält. Andererseits sind die radialen Teile 77 in einem solchen Winkelabstand von den hinterarbeiteten Bereichen 60 angeordnet, daß ein beträchtlicher Übertritt von Druckmittel aus der von-dem hinterarbeiteten Bereich 60 gebildeten Hochdruckzone zwischen der Stützplatte 28 und dem hinteren Gehäuseteil 3 hindurch in die ruckentlastungsnuten 75 verhindert wird.
Die Stützplatte 28 ist dünn und biegsam, so daß sie im Betrieb in die Druckentlastungsnuten 75 hinein ausgelenkt wird und zwischen der Stützplatte 28 und den ihr benachbarten Stirnflächen der Zahnräder kleine Spalte 81 entstehen, die in Fig. 7 übertrieben groß dargestellt sind. In diesen Spalten 81 zwischen den Stirnflächen der Zahnräder und der Stützplatte 28 bildet sich ein schmierend wirkender, dünner Druckmittelfilm. Die die Bohrungen 102 für die Wellen schneidenden, radialen Teile 77 der Druckenlastungsnuten erstrecken sich einwärts über den den Naben der Zahnräder 6 und 7 gegenüberliegenden Bereich der Stützplatte 28. In diesem Bereich wird die Stützplatte 28 in der vorstehend angegebenen Weise in die Teile 77 der Druckentlastungsnuten hinein ausgelenkt, so daß in diesem kritischen Bereich zwischen den Naben der Zahnräder und der Stützplatte 28 ebenso wie an den Nuten 67 eine Schmierung erzielt wird.
Un-ter der Wirkung der vorstehend beschriebenen Druckbelastung der Verschleißplatte 27 werden die Zahnräder 6 und 7 axial zu der Jtützplatte 28 hin bewegt, so daß eine dichtende berührung zwischen den Stirnflächen 21 und 22 der Zahnräder einerseits und den ihnen benachbarten Plachen der Verschleißplatte 27 und der Stützplatte 28 andererseits erzielt wird.
Das längs der Welle 9 in die Öffnung 12 für die Dichtung 13 sickernde Druckmittel wird zu der bintrittsöffnung. 18 hin über einen Kanal 101 druckentlastet, der die Wellenaufnahmebohrungen 102 in dem vorderen Gehäuse teil 2 und eine Längsbohrung 10 in der zelle 8 miteinander verbindet. Die Wichtung 13 wird vorzugsweise einem niedrigen Druck in der Größenordnung von 0,35 kg/cm2 unterworfen, damit bei einem Unterdruck an der ein trittsöffnung keine Luft und i?remdkörper in das Innere der Pumpe gesaugt werden. Zu diesem Zweck ist in der Bohrung 103 eine Niederdruck-Entlastungsventilanordnung 105 vorgesehen. Gemäß den Figuren 1 und 5 besitzt die Niederdruck-Ventilanordnung 105 zweckmäßig ein ringförmiges Verschlußstück 106, das von einer Feder 108 in dichtender Anlage an einem scheibenförmigen Sitz 107 gehalten wird. Mit Hilfe eines Sicherungsringes 109 kann der Sitz 107 in Anlage an einer Schulter 110 in der Bohrung 102 für die Welle gehalten werden. In dem Sitz 107 sind bogenförmige Schlitze 111 ausgebildet, die das Verschlußstück 106 abdeckt, lsenn es an dem Sitz 107 anliegt. Wenn der Druckmitteldruck über 0,35 ks/cm2 steigt, wird das Verschlußstück von dem Sitz wegbewegt, so daß dann das Druckmittel durch die Schlitze 111 treten kann0 Das Verschlußstück 106 und die Dichtung 107 können mit geringen Kosten aus einem billigen, leichten Material, z.B. phenolimprägniertem Leinen, hergestellt werden. Da das Druckenlastungventil 105 mit der Welle 8 konzentrisch ist, wirkt bei rotierenden Zahnrädern 6 und 7 auf das Druckentlastungsventil 105 im wesentlichen keine Fliehkraft ein, die das Verschlußstück 106 von dem ditz abzulieben trachten würde.

Claims

Patentansprüche:

1ahnrad-1'1lüssigkeitspumpe mit einem Arbeitsraum, an den eine nintrittsöf-ínung und eine Austrittsöffnung anschließen, so daß in dem Arbeitsraum eine Riederdruckzone und eine Hochdruckdruckzone vorhanden ist, ferner mit miteinander kämmenden Zahnrädern, die in dem Arbeitsraum drehbar gelagert und geeignet sind, in den von ihnen ton der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung geförderten Druckmittel einen Druck zu erzeugen, und einer dünnen, biegsainen Stützplatte, die zwischen je einer Stirnfläche der Zahnräder und der benachbarten Begrenzungewandung des Arbeitsraums angeordnet is-t und mit den genannten Stirnflächen und der genannten Begrenzungswandung direkt in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Begrenzungswandung (26) des Hohlraums hinter der Stützplatte (28) eine Druckentlastungsnut (75) vorgesehen ist, die mit der Eintrittsöffnung (18) in Verbindung steht und sich in der Umfangsrichtung zu der Austrittsöffnung hin erstreckt, so daß im Bereich der Druckentlastungenut hinter der Stützplatte das Auftreten eines hohen Druckmitteldruckes verhindert wird, der trachten würde, die Stützplatte gegen die ihr benachbarten Stirnflächen (22) der Zahnräder zu drücken.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der von der Eintrittsöffnung (18) entfernte Endteil (77) der Druckentlastungsnut (75) radial über die Rückseite der Stützplatte (28) erstreckt, so daß die ganze Rückseite der Stützplatte von dem genannten Endteil zu der Eintrittsöffnung hin druckentlastet wird.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (62), die bewirkt, daß sich die Niederdruckzone des Arbeitsraums (5) im Bereich der Eintrittsöffnung (18) über einen größeren Teil des Arbeitsraums erstreckt, wobei sich die Druckentlastungsnut (75) über diese erweiterte iiederdruckzone erstreckt, so daß auf die Stützplatte (28) ein resultierender Druck wirkt, der trachtet, die Stützplatte (28) in dichtender Anlage an der benachbarten Wand (26) des Arbeitsraums zu halten.
4o Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (-60) vorgesehen ist, die bewirkt, daß sich die Hochdruckzone von der Austrittsöffnung (20) über einen beträchtlichen Teil des Arbeitsraums (5) erstreckt, ferner ;eine Einrichtung (52, 53), die dazu dient, in der Hochdruckzone auf entgegengesetzten Seiten der Stützplatte (28) im wesentlichen gegengleiche. Drücke herzustellen, und eine Binrichtung, die bewirkt, daß in dem Arbeitsraum der Pumpe zwischen der Niederdruckzone und der Hochdrucksone eine Mitteldruckzone vorhanden ist, die sich in der Umfangerichtung über die Druckenlastungsnut (75) hinaus erstreckt, so daß der in der Mitteldruckzone auf die Stützplatte wirkende, resultierende Druck trachtet,. die Stützplatte in dichtender Anlage an der benachbarten Wandung (26) des trbeltsraums zu halten.
5. pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die dazu dient, die Niederdruckzone des rbeitsraums (5) zu vergrößern, einen hinterarbeite-ten Bereich (62) umfaßt, der sich an dem Außenumfang der Stützplatte (28) von der Eintrittsöffnung (18) in der Umfangsrichtung zu der Austrittsöffnung (20) hin erstreckt.
6. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vergrößern der Hochdruckzone des Arbeitsraums (5) einen hinterarbeiteten Bereich (60) besitzt, der sich an dem Außenumfang der Stützplatte (28) von der Austrittsöffnung (20) zu der Eintrittsöffnung (18) erstreckt.
7. Pumpe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch an der Stützplatte (28) vorgesehene, radiale Vorsprünge (61), die den hinterarbeiteten Bereich (60) unterbrechen und dazu dienen, die Stützplatte (28) in dem Arbeitsraum (5) abzustützeh und genau festzulegen.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (6, 7) von Wellen (8, 9) getragen werden, die in dem Gehäuse (2, 3, 4) der Pumpe drehbar gelagert sind, eine der Wellen (9) sich durch eine Öffnung (12) des Gehäuses auswärts erstreckt und mit einer Antriebseinrichtung verbindbar ist, in der genannten Öffnung eine Wellendichtung (13) angeordnet ist, die ein Entweichen von Druckmittel aus der Pumpe verhindert, in der Pumpe ein Kanal (101, 103) vorgesehen ist, der die viellendichtung zu der Eintrittsöffnung (18) hin druckentlastet, in dem Kanal ein Rückschlagventil (105) vorgesehen ist, das gewährleistet, daß auf die Wellendichtung ein Innendruck ausgeübt wird, der genügt, um ein Einsaugen von Luft und Fremdkörpern in die Pumpe zu vermeiden, wenn in der Eintrittsöffnung ein Unterdruck herrscht, das Rückschlagyentil einen scheibenförmigen Ventilsitz (107) besitzt, der in dem genannten Kanal ortsfest angeordnet ist, ferner ein ringförmiges Verschlußstück (106), das zur Anlage an dem Ventil sitz und von ihm weg bewegbar ist, der Ventilsitz bogenförmige Schlitze (111) besitzt, und das Xückschlagventil ferner eine ender (108) besitzt, die gegen die Wirkung des auf die Wellendichtung wirkenden Druckmitteldruckes das Verschlußstück nachgiebig in Anlage an dem Ventilsitz hält.
9. Zahnrad1I1lüssigkeitspumpe mit einem Gehäuse, das mit einem Arbeitsraum ausgebildet ist, ferner mit miteinander kämmenden Zahnrädern, die in dem Arbeitsraum drehbar gelagert und zur Ausbildung einer Llit-teldruckzone und einer ihr benachbarten Hochdruckzone in dem Arbeitsraum geeignet sind, einer in dem Gehäuse angeordneten, dünnen, biegsamen Verschleißplatte, die eine Vorderfläche besitzt, die mit einer Stirnfläche jedes der Zahnräder in Berührung steht, und einer in dem Gehäuse angeordneten, dünnen, biegsamen Stützplatte, die eine Vorderfläche besitzt, die mit der anderen Stirnfläehe jedes der Zahnräder in Berührung steht, gekennzeichnet durch einen ersten hinterarbeiteten Bereich (60), der am Außenumfang der Stützplatte (28) vorgesehen ist und bewirkt, daß sich die Hochdruckzone über den größten Teil des Arbeitsraums (5) erstreckt, ein erstes Abteil oder eine erste Abteilgruppe (36, 37, 38), das bzw. die auf der Rückseite der Verschleißplatte (27) angeordnet,ist und der Hochdruckzone und mindestens einem Teil der Mitteldruckzone gegenüberliegt, und eine Einrichtung (so, 52, 53), die eine Verbindung zwischen dem ersten Abteil oder der ersten Abteilgruppe und der iiochdruckzone herstellt, so daß der Druckmitteldruck in dem der Hochdruckzone gegenüberliegenden Bereich (36) des ersten Abteils oder der ersten Abteilgru-ppe ebenso hoch ist wie in der Hochdruckzone und in dem der Mitteldruckzone gegenüberliegenden Bereich (37, 38) des'ersten Abteils oder der ersten Abteilgruppe ein Druck herrscht, der trachtet, die Verschleißplatte in dichter Anlage an den Stirnflächen (21) der Zahnräder zu halten.
10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abteilgruppe aus mehreren, voneinander getrennten Abteilen (36, 377 58) besteht und in der Verschleißplatte (27) Ausnehmungen (50, 52, 53) vorgesehen sind, welche diese abteile mit der Hochdruckzone verbinden.
llo Pumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (5) eine Niederdruckzone besitzt, am Außenumfang der Stützplatte (28) ein zweiter hinterarbeiteter Bereich (62) vorgesehen ist, der die iriederdruckzone vergrößert, so daß zwischen der Niederdruckzone und der Hochdruckzone eine relativ kleine Mitteldruckzone vorhanden ist, auf der Rückseite der Verschleißplatte (27) ein zweites Abteil (35) oder eine zweite Abteilgruppe vorgesehen ist, das bzw. die der lfiederdruckzone gegenüberliegt,'und eine Einrichtung (51) vorgesehen ist, die das zweite abteil oder die zweite Abteilgruppe mit der fiedendruckzone verbindet, so däß der Druck in dem der Niederdruckzone gegenüberliegenden Bereich des zweiten Abteils oder der zweiten Abteilgruppe im wesentlichen ebenso hoch ist wie der druck in der Niederdruckzone.
12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Istitteldruckzone das zweite Abteil (35) oder die zweite Abteilgruppe mit einem Bereich gegenüberliegt, in dem ein niedrigerer Druck herrscht als in der Mitteldruckzone, so daß die Verschleißplatte (27) von den Stirnflächen (21) der Zahnräder weg sus gelenkt wird.
130 Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung (26) des Gehäuses (2, 3, 4) hinter der Stützplatte (28) eine Druckenlastungsnut (75) ausgebildet is-, die mit der Niederdruckzone in Verbindung steht und sich im wesentlichen über deren ganze Länge erstreckt, so daß im Bereich dieser Druckenlastungsnut der Druck auf der Rückseite der Stützplatte nicht über den Druck in der Niederdruckzone steigen kann.
14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daLJ sich die Druckenlastungsnut (75) hinter einem Teil der l4itteldruckzone erstreckt, so daß auf der Rückseite jenes Teils der Stützplatte (28), in dem die Druckentlastungsnut hinter der Mitteldruckzone angeordnet ist, ein Druck herrscht, der niedriger ist als der Druck in der Mitteldruckzone und die Stützplatte daher in diesem Teil von den benachbarten Stirnflächen (22) der Zahnräder weggedrückt wird, während der Druck auf der Rückseite des der Mitteldruckzone gegenüberliegenden Teils der Stützplatte jenseits der Druckenlastungsnut höher ist als der Druck in der Mitteldruckzone, so daß die Stützplatte dort in dichtender Anlage *n den ben'xchbarten Stirnflächen der Zahnräder gehalten wird.
15. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekerneichnet, daß die Zahnräder (6, 7) von Wellen (8, 9) getragen werden, die in dem Gehäuse (2, 3, 4) der Pumpe drehbar gelagert sind, eine der Wellen (9) sich durch eine Öffnung (12) des Gehäuses auswärts erstreckt und mit einer Antriebsseinrichtung verbindbar is-t, in der genannten öffnung eine Wellendichtung (13) angeordnet ist, die ein Entweichen von Druckmittel aus der Pumpe verhindert, in der Pumpe ein Kanal (101, 103) vorgesehen ist, der die Wellendichtung zu der Eintrittsöffnungen (18) hin druckentlastet, in dem Kanal ein Rückschla,gventil (105) vorgesehen ist, das gewährleistet, daß auf die Wellendichtung ein Innendruck ausgeübt wird, der genügt, um ein Eins augen von Luft und Fremdkörpern in die Pumpe zu vermeiden, wenn in der Eintrittsöffnung ein Unterdruck herrscht, das Rückschlagventil einen scheibenförmigen Ventilsitz (107) besitzt, der in dem genannten Kanal ortsfest angeordnet ist, ferner ein ringförmiges Verschlußstück (106), das zur Anlage an dem Ventilsitz und von ihm weg bewegbar ist, der Ventilsitz bogenförmige Schlitze (111) besitzt, die das Verschlußstück abdeckt, wenn es an dem Sitz anliegt, und das Rückschlagventil ferner eine Feder (108) besitzt, die gegen die Wirkung des auf die Wellendichtung wirkenden Druckmitteldruckes das Verschlußstück nachgiebig in Anlage an dem Ventilsitz hält.

16a Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal eine erste Kanalstrecke (101) besitzt, welche die WellenaufYlahmebohrungen des Gehäuses (2, 3, 4) miteinander verbindet, und eine in der anderen Zahnradwelle (8) ausgebildete Längsbohrung (103), in der das Rückschlagventil (105) angeordnet -ist.

L e e r s e i t e