DE19605031C1 - Gleitlager für eine produktgeschmierte Zahnradpumpe - Google Patents
Gleitlager für eine produktgeschmierte ZahnradpumpeInfo
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- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Aus der EP 0 620 368 A2 ist ein Gleitlager gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem der Lagerkörper in axialer
Richtung mit einem Schlitz zu versehen ist, der sich bei Tempera
turerhöhung im Lager aufweiten können soll. Dadurch soll der
Lagerspalt vergrößert und der Temperaturerhöhung entgegengewirkt
werden. Außerdem sind Stellorgane vorgesehen, die die Schlitz
breite verändern können sollen. Als Stellorgan ist beispielsweise
ein pneumatischer Kolben offenbart, der durch Erhöhung des
Druckes im Raume L die Spaltbreite in Richtung der Pfeile G/F
verändern kann.
Die meisten Zahnradpumpen haben produktgeschmierte Lager, d. h.,
das von der Pumpe geförderte Produkt wird gleichzeitig dazu
verwendet, die Lager zu schmieren und zu kühlen. Im allgemeinen
fördern Zahnradpumpen leichte bis schwere Heizöle, Schmieröle,
Hydrauliköle und synthetische Öle. Dabei wird ein Viskositäts
bereich von 1 mPas bis 100 000 mPas überstrichen. Wenn tierische
und pflanzliche Fette und Öle, Zuckerlösungen, hochviskose
Polymerisate, Viskose oder Acetat-Cellulose gefördert werden,
dann können die Viskositäten bis 25 000 000 mPas reichen. Dabei
gilt: Je höher die Viskosität, desto kleiner die Drehzahl der
Pumpe. Die Drücke können 100 bis 1000 bar betragen. Die Zahnräder
sind entweder geradverzahnt oder schrägverzahnt und im all
gemeinen einstückig mit der Antriebswelle bzw. der getriebenen
Welle gefertigt. Die Lagerzapfen sowohl der Antriebswelle als
auch der getriebenen Welle sitzen in Gleitlagern, die aus einer
Nickel-Silber-Legierung, aus Keramik oder aus gehärtetem Stahl
hergestellt sein können, wobei vor dem Fördern eines Produkts die
Pumpe trocken läuft, also die Lagerzapfen nicht geschmiert
werden. Zwischen dem Lagerzapfen und der Lagerschale des
Gleitlagers besteht ein kleiner Ringspalt, durch den das Produkt
beim Betrieb der Pumpe in axialer Richtung des Lagerzapfens von
der Druckseite der Pumpe her nach außen gedrückt und über
Umlenkkanäle zur Saugseite der Pumpe zurückgeführt wird. Auf
diese Weise wird der Ringspalt zwischen Lagerzapfen und Lager
schale mit Produkt gefüllt, so daß er einen Schmierspalt bildet.
Bei normalen Lagern mit engem Schmierspalt entsteht eine Scherung
des Produkts im Schmierspalt, was eine unerwünschte Temperatur
erhöhung zur Folge hat, die unter Umständen zum Verbrennen des
Schmiermediums führt. Die Scherung hängt im wesentlichen von drei
Faktoren ab, nämlich von der Gleitgeschwindigkeit, von dem
Abstand der Gleitflächen und von der Viskosität des Mediums.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleitlager für eine produktge
schmierte Zahnradpumpe dahingehend zu verbessern, daß die
Scherung des Produkts im Schmierspalt verringert und damit eine
unerwünscht hohe Erwärmung verhindert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentanspruchs
1.
Es hat sich gezeigt, daß von dem Druck, den die Pumpe aufbaut,
die Zahnräder und damit die Wellen bzw. die Lagerzapfen immer in
Richtung der Saugseite der Pumpe gedrückt werden, so daß die
Lagerzapfen nur in einem eng begrenzten Bereich der Lagerschale
reiben. Diese Reibstelle liegt in dem Bereich der Lager
schale, der in Richtung Saugseite der Pumpe am weitesten hinten
liegt, also in bezug auf die Druckseite der Pumpe den größten
Abstand hat. Da die Lagerzapfen nur in diesem Bereich die
Lagerschale kontaktieren, ist der übrige Bereich der Lagerschale
weitgehend frei von Kräften, so daß gemäß Erfindung vorgeschlagen
wird, in diesem Bereich den Schmierspalt keilförmig zu ver
größern, um damit die Scherwirkung des Produkts herabzusetzen.
Die Dicke des Keilspalts beträgt zweckmäßigerweise 1 bis 5 mm,
je nach Anwendung und Pumpengröße.
Es ist ferner vorteilhaft, den Keilspalt sich allmählich in
Drehrichtung des Lagerzapfens verkleinern zu lassen, um einen
plötzlichen Übergang zu vermeiden, an dem sich das schmierende
Medium stauen und, wenn es sehr hochviskos ist, abgeschert werden
könnte. Man spricht dann vom Einsetzen eines sogenannten
"Wandgleitens".
Der Keilspalt erstreckt sich zweckmäßigerweise über einen Winkel
von 90° bis 270°, vorzugsweise 180° bis 220°.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Gleitlagers; und
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gleitlager von Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Gleitlager 1 ist ein Ring aus NiAg-
Legierung mit einem kreisförmigen Lagerkörper und einer dazu
konzentrischen, kreisförmigen Bohrung 3 für die Aufnahme eines
strichpunktiert angedeuteten Lagerzapfens 12. In den Fig. 1
und 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die
Breite des Gleitlagers 1 ist so bemessen, daß eine hinreichende
Auflagefläche für den Lagerzapfen 12 gegeben ist. Im allgemeinen
beträgt die Breite des Gleitlagers 1 das 0,5- bis 1-fache des
Durchmessers der Bohrung 3 für den Lagerzapfen 12. An einer Seite
ist eine Abflachung 2 vorgesehen, die dazu dient, ein weiteres
Gleitlager von identischem Aufbau anliegen zu lassen. Der Abstand
der Abflachung 2 zum Mittelpunkt oder zur Mitellinie M der
Bohrung 3 entspricht dem Abstand von der Mittellinie des nicht
dargestellten Zahnrades zum Teilkreisdurchmesser dieses Zahnra
des.
Im Betrieb dreht sich der in die Bohrung 3 des Gleitlagers 1
eingesetzte Lagerzapfen 12 gegen den Uhrzeigersinn, was einen
Druckaufbau in Richtung des Pfeils P zur Folge hat, da bei
Zahnradpumpen das Produkt oder Medium nicht durch die Mitte
gefördert und damit durch die Zähne gewalkt, sondern in den
Taschen der Zähne entlang dem Umfang der Zahnräder transportiert
wird. In Fig. 1 würde also die rechte Seite des Gleitlagers und
damit die Pfeilspitze des Pfeils P die Druckseite D der Pumpe,
die linke Seite und damit das Pfeilende die Saugseite S dar
stellen.
Da Zahnradpumpen sehr hohe Drücke von mehreren 100 bis zu 1000
bar erzeugen können, wirkt ein beträchtlicher Druck auf den
Lagerzapfen 12, der sich im Bereich A an der Lagerschale des
Gleitlagers 1 abstützt, nämlich an der Rückseite der Lagerschale
in Förderrichtung der Pumpe gesehen. Dies bedeutet, daß sich der
Lagerzapfen 12 nur im Bereich A an der Bohrung 3 abstützt. Im
übrigen Bereich liegt der Lagerzapfen 12 nicht an, so daß gemäß
Erfindung der Schmierspalt 4 dort vergrößert werden kann. In
Fig. 1 ist nun deutlich zu sehen, wie der Schmierspalt 4
erfindungsgemäß zu einem Keilspalt 5 vergrößert ist, wobei sich
der Keilspalt 5 in der dargestellten Ausführungsform über einen
Winkel von etwa 200° bis 220° um den Mittelpunkt M erstreckt.
In Fig. 1 sind noch zwei Gewindelöcher 6 zu sehen, die als
Auszugsgewinde zur Demontage der Lager aus dem Pumpengehäuse
dienen. Die Gewindebohrungen 6 sind als Sackbohrungen ausgeführt,
d. h., sie erstrecken sich nicht durch die gesamte Breite des
Gleitlagers 1.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Gleitlager 1 von Fig. 1,
wobei die Abflachung 2 deutlich erkennbar ist. Ferner ist an
einer Seite eine Nase 7 vorgesehen, die dazu dient, die Saugseite
S der Zahnradpumpe von der Druckseite D zu trennen, nämlich
dadurch, daß ein identisch geformtes Gleitlager spiegelbildlich
auf die Abflachung 2 gelegt wird. Zwei Abschrägungen 8 und 9
dienen dazu, einen allmählichen Übergang für das Produkt aus dem
Bereich der Zähne und damit dem Pumpkammerbereich zu dem
Lagerbereich zu schaffen. Ohne die dazwischenliegende Nase 7
könnte Medium von der Druckseite D zur Saugseite S fließen, was
einen hydraulischen Kurzschluß bedeuten würde.
Fig. 2 zeigt aber außerdem, daß der Keilspalt 5 nicht die
gleiche Breite wie das Gleitlager 1 hat, sondern in einem Abstand
B an einer Seite des Gleitlagers 1 endet, um einen Steg 10 mit
der Breite B stehen zu lassen, der den Lagerzapfen 12 im
Gleitlager 1 in etwa zentriert, was beim An- und Abfahren der
Pumpe sehr wichtig ist, wenn die Pumpe keinen Druck aufbaut.
Außerdem verhindert der Steg 10 einen direkten Durchfluß des
Schmiermediums von der Zahnradseite, an der hoher Druck herrscht,
zur Rückseite, an der geringer Druck herrscht, denn dies ist die
Saugseite S der Pumpe.
Claims (3)
1. Gleitlager (1) für eine produktgeschmierte Zahnradpumpe, mit
einem Lagerkörper, der eine kreisförmige Bohrung (3) für die
Aufnahme des Lagerzapfens (12) einer das Zahnrad tragenden
Welle aufweist, wobei die Bohrung (3) mit einer Tasche in
Form eines Keilspalts (5) versehen ist, der sich außerhalb
des Kontaktbereichs (A) des Lagerzapfens entlang dem Umfang
der Bohrung (3) erstreckt und in radialer Richtung einen
größeren Spalt zum Lagerzapfen als der Schmierspalt (4)
bildet; mit einer Abflachung (2) des Lagerkörpers zum
Anlegen eines weiteren Gleitlagers von identischem Aufbau,
die an einer Seite des Gleitlagers (1) eine Nase (7) zur
Trennung der Saugseite (S) von der Druckseite (D) der
Zahnradpumpe aufweist; wobei die Breite des Keilspalts (5)
in Richtung der Mittellinie (M) der Bohrung gemessen
geringer als die Breite des Lagerkörpers (1) ist, so daß an
einer Seite (13) ein Steg (10) mit dem Durchmesser der
Bohrung (3) verbleibt; dadurch gekennzeichnet, daß sich der
Keilspalt (5) über einen Winkel von 90° bis 270° erstreckt;
und daß der Keilspalt (5) durch den Steg (10) zur Nasenseite
hin geschlossen ist.
2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich
der Keilspalt (5) über einen Winkel 180° bis 270° erstreckt.
3. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich
der Keilspalt (5) über einen Winkel von 180° bis 220° er
streckt.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1996105031 DE19605031C2 (de) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | Gleitlager für eine produktgeschmierte Zahnradpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19605031C1 true DE19605031C1 (de) | 1997-07-03 |
DE19605031C2 DE19605031C2 (de) | 1999-06-24 |
Family
ID=7785147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996105031 Expired - Lifetime DE19605031C2 (de) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | Gleitlager für eine produktgeschmierte Zahnradpumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19605031C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1508698A1 (de) * | 2003-08-22 | 2005-02-23 | Maag Pump Systems Textron AG | Zahnradpumpe mit Dichtspalt verlängernden Flächen |
EP1508697A1 (de) * | 2003-08-22 | 2005-02-23 | Maag Pump Systems Textron AG | Zahnradpumpe mit stetigen Wellenoberflächen |
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EP0620368A2 (de) * | 1994-06-26 | 1994-10-19 | Maag Pump Systems Ag | Zahnradpumpe |
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DE2421599A1 (de) * | 1974-05-04 | 1975-11-13 | Bosch Gmbh Robert | Zahnradpumpe |
-
1996
- 1996-02-05 DE DE1996105031 patent/DE19605031C2/de not_active Expired - Lifetime
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DE19605031C2 (de) | 1999-06-24 |
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
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R071 | Expiry of right |