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Zahnradpumpe für selbstschmierende Fördermedien Die Erfindung betrifft
eine Zahnradpumpe für selbstschmierende Pördermedien, bei der jedes Börderzahnrad
samt Lagerzapfen eine axiale Bohrung aufweist, die wenigstens an einer Stirnseite
des Förderzahnrades je in eine im Pumpengehäuse und bzw. oder dem Gehäusedeckel
vorgesehene Aussparung auamündet, welche Aussparunynmiteinander über Kanäle in Verbindung
stehen und bei der im Bereich zwischen jedem Lagerkörper und der daran angrenzenden
Stirnfläche des Förderzahnrades Jeweils ein ringförmiger Hohlraum ausgespart ist,
in welchem ein geringerer Druck als der Pumpendruck vorhanden ist.
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Ss ist eine Zahnradpumpe dieser Art bekannt, bei der der genannte
ringförmige Hohlraum mit einem Zwischendruckraum in Verbindung steht, um auf diese
Weise einen Druckausgleich für die Lagerplatte herbeizuführen und die Leckverluste
von der Iiochdruckseite zu der Niederdruckseite
der Pumpe zu verringern.
Der Druck im Zwischendruckraum hängt dabei vom Auslaßdruck, von der Größe des Spaltes
zwischen den Lagerplatten und den Zahnrädern bzw.
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dem Anpreßdruck zwischen den Lagerplatten und den Zahnrädern sowie
von dem jeweiligen Lagerspiel und der Viskosität der Förderflüssigkeit ab. Der Zwischendruck
liegt auf Jeden Pall wesentlich oberhalb des Einlaßdruckes der Pumpe. Die Schmierung
der Lager erfolgt bei der bekannten Zahnradpumpe durch das in den ringförmigen Hohlräumen
gegenüber dem Einlaßdruck unter Überdruck stehende Ö1. Das Öl strömt daher von den
ringförmigen Hohlräumen jeweils zur Stirnseite der Lagerplatten der Pörderzahnräder.
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Der Erfindung liegt demgegenüber ein andersgearteteß Problem zugrunde.
Bei Zahnradpumpen mit gleichbleibender Pörderrichtung ist es im allgemeinen üblich,
das Schmiermittel aus dem Pumpendruckraum über in den Stirnseiten des Pumpengehäuses
vorgesehene Nuten dem Lager zuzuführen, welche dann von Schmiermittel vom Förderznhurad
aus kontinuierlich beströmt werden. Probleme für die Lagersohmierung ergeben sich
aber bei solchen Zahnradpumpen, welche mit Hilfe von ßelbststeuernden Ventilen unabhängig
von der Drehrichtung fördern, wobei die unmittelbar an die Pörderzahnräder anschließenden
Räume bei Drehrichtungsumkehr ihre Funktion als Saug- bzw. Druckraum wechseln.
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Um die Schmierung der Lager sdcher Zahnradpumpen sicherzustellen,
wird daher das Schmiermittel, abweichend von der üblichen Anordnung, den Lagern
über etwa in deren Längsmitte einmündende Bohrungen zugeführt. Infolge des aus funktionellen
Gründen möglichst eng gehaltenen Spaltes zwischen dem Förderzahnrad und der Pumpengehäusestirnfläche
bzw. dem Lagerkörper wird der Durchfluß des Schmiermittels durch die Lager nach
der Pumpeninnenseite hin behindert, was häufig zu Lagerschäden Anlaß gibt. Dieser
Nachteil
tritt vor allem bei Zahnradpumpen höherer Leistung, insbesondere bei hohen Betrnebsdrehzahlen
störend in Erscheinung. Beim Auftreten von Lagerschäden müssen in der Regel Betriebsunterbrechungen
beträchtlicher Dauer in Kauf genommen werden, wobei als erschwerend hinzukommt,
daß Zahnradpumpen in zahlreichen Fällen an schwer zugänglichen Stellen von Maschinen
angeordnet sind und die Reparatur daher mit einem erheblichen montagemäßigen Aufwand
verbunden ist.
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Es ist daher das Hauptziel der Erfindung, eine Zahnradpumpe für selbstschmierende
Fördermedien zu schaffen, welche die Mängel der bekannten Ausführungen vermeidet
und die sich durch einen vergrößerten Schmiermitteldurohsatz auszeichnet, welcher
eine vollkommene und sichere Schmierung der Gleitlager gewährleistet. Zugleich soll
sichergestellt sein, daß das Fördermedium möglichst nicht mit dem Schmieröl, welches
gesondert zur Schmierung der Pumpe verwendet wird und beispielsweise dem Schmierölsystem
der zugehörigen Brennkraftmaschine entnommen ist, vermischt wird. Zur lösung dieses
Problemes ist bei einer Zahnradpumpe der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß
vorgesehen, daß an jedem Lagerkörper in an sich bekannter Weise eine etwa in Längsmitte
des Lagers einmündende, mit Schmiermittel beaufschlagte Schmierbohrung vorgesehen
ist, daß die ringförmigen Hohlräume über eine oder mehrere Verbindungsbohrungen
des Förderzahnrades mit dessen axialer Bohrung und über die Aussparungen des Pumpengehäuses
und bzw. oder des Gehäusedeckels mit einem drucklosen oder unter Unterdruck stehenden
Raum der Pumpe in Verbindung stehen. Auf Grund dieser Ausbildung kann daher das
den Lagern zugeführte Schmiermittel die Lager nach beiden Seiten unbehindert durchströmen
und tritt an der Lagerinnenseite über die Verblndungsbohrungen und die anschließende
Axialbohrung des Förderzahnrades aus. Die verbesserten
Schmierverhältnisse
an den Lagerstellen erlauben beträchtliche Leistungssteigerungen der Pumpe, ohne
daß es zu den erwähnten Lagerschäden kommt. Bei Kraftstoff-Börderpumpen, bei denen
das Fördermedium nicht mit dem Schmieröl des Motors zusammengebracht werden darf,
erfolgt der Anschluß der axialen Bohrungen der Förderzahnräder an einen Unterdruck
aufweisenden Raum der Pumpe.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jedes Lager eine gegenüber
der Stirnfläche des Pörderzahnrades zurückversetzte Lagerbüchse besitzen und kann
der dazwischen freibleibende Raum, gegebenenfalls zusammen mit einer in an sich
bekannter Weise an der Übergangsstelle vom Lagerzapfen zur Stirnseite des Förderzahnrades
vorgesehenen Hohlkehle des Lagerzapfens, den ringförmigen Hohlraum bilden. Damit
wird in sehr einfacher Weise ein Uberströmraum relativ großen Querschnittes geschaffen,
welcher auch durch allfällige Verunreinigungen des Schmiermittels nicht verlegt
werden kann. Um den ringförmigen Hohlraum herzustellen, bedarf es keiner gesonderten
Bearbeitung irgendwelcher Teile der Pumpe, sondern lediglich der Anwendung einer
gegenüber der Lagerbohrung etwas verkürzten Lagerbüchse.
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Die Erfindung wird im Folgenden an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen durch die Achsen der
Förderzahnräder hindurchgehenden Längsschnitt einer Zahnradpumpe nach der Erfindung
mit beidseitig gelagerten Pörderzahnrädern und Fig. 2 einen ebensolchen Längsschnitt
einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe mit einseitiger Lagerung der Förderzahnräder.
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Das Gehäuse 1 der Zahnradpumpe mit den beidseits eingepaßten Lagerkörpern
2 ist an seinen Stirnseiten durch Deckel 3 und 4 abgeschlossen, welche mittels Schrauben
5 uK Paßstiften 6 am Gehäuse 1 befestigt sind. Die Förderzahnräder 7 und 8 der Pumpe
sind mit ihren Lagerzapfen 9 in den Lagerbüchsen 10 der Lagerkörper 2 beidseitig
gelagert. Der eine Lagerzapfen (links in Fig. 1) bildet die Antriebswelle der Pumpe,
welche den Gehäusedeckel 3 durchsetzt und an ihrem äußeren Ende das Antriebszahnrad
11 trägt.
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Die Schmierung der Pumpenlager erfolgt über etwa in Längsmitte der
Lagerbüchsen 10 ausmündende Schmierbohrungen 12,die aus einer an jedem Lagerkörper
2 vorgesehenen Ringnut 13 mit Schmiermittel gespeist sind. Die Ringnuten 13 benachbarter
Lagerkörper 2 sind über korrespondierende Bohrungen 14 miteinander verbunden. Das
Schmieröl tritt über eine am Pumpengehäuse 1 vorgesehene Eintrittsbohrung 15 und
eine in Längsrichtung der Pumpe verlaufende Verteilleitung 16 über Je eine Zuführbohrung
17 in die Ringnut 13 der Lagerkörper 2 des Förderzahnrades 8 und von dort über die
Bohrungen 14 in die Ringnut 13 der Lagerkörper 2 des Förderzahnrades 7 ein.
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Das den einzelnen Lagerstellen über die Schmierbohrungen 12 zugeführte
Schmiermittel kann nach der Lageraußenseite ungehindert in an der Innenseite der
Deckel 3 und 4 ausgesparte, drucklose oder unter Unterdruck gesetzte Räume 18 austreten.
Das zur Lagerinnenseite strömende Schmiermittel gelangt in einen ringförmigen Hohlraum
19, der zwischen der Stirnfläche 20 jedes Förderzahnrades 7, 8 und der gegenüber
dieser zurückversetzten Lagerbüchse 10 gebildet ist und der auch eine am inneren
Ende des Lagerzapfens 9 vorgesehene Hohlkehle 21 mit einschließt.
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Um die Abfuhr des Schmiermittels aus dem ringförmigen
Hohlraum
19 zu ermöglichen, besitzt jedes Förderzahnrad 7,8 eine oder mehrere von seiner
Stirnfläche 20 ausgehende Schrägbohrungen 22, die in eine axiale Bohrung 23 bzw.
24 des Förderzahnrades 7 bzw. 8 einmünden. Die axiale Bohrung 23 des Börderzahnrades
7 ist als Sackbohrung ausgebildet, welche zu dem freien Raum 18 des Gehäusedeckels
4 hin offen ist. Die axiale Bohrung 24 des Förderzahnrades 8 ist hingegen als durchgehende
Bohrung ausgeführt, die zu den Räumen 18 beider Gehäusedeckel 3 und 4 hin offen
ist.
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Das in die freien Räume 18 des Gehäusedeckels 4 gelangende Schmiermittel
kann somit über die axiale Bohrung 24 des Förderzahnrades 8 in den freien Raum 18
des anderen Gehäusedeckels 3 überströmen und tritt von dort über die Öffnung 25
des Deckels 3, durch die die Pumpenantriebswelle hindurchgeht, in den freien Raum
26 des nur andeutungsweise dargestellten Antriebsgehäuses 27 der Pumpe aus.
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Bei der Zahnradpumpe nach Fig. 2 sind die Förderzahnräder 7 und 8
einseitig gelagert. Das Gehäuse 28 der Pumpe weist zu diesem Zweck zwei durchgehende
parallele Lagerbohrungen 29 und 30 zur Aufnahme der Lagerbüchsen 31 der Lagerzapfen
32 der Förderzahnräder 7 und 8 auf. Das Pumpengehäuse 28 ist stirnseitig durch einen
an der äußeren Stirnfläche der Förderzahnräder anliegenden, mittels Schrauben 33
befestigten Deckel 34 abgeschlossen.
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Die Schmiermittelzufuhr zu den Lagern erfolgt bei dieser Pumpenkonstruktion
vom Druckraum 35 der Pumpe aus Xber eine Zuführbohrung 36 des Gehäuses, die mit
der etwa in Längsmitte des Lagers vorgesehenen Schmierbohrung 37 der Lagerbüchse
31 korrespondiert. Jeder Lagerzapfen 32 besitzt einen mittleren Abschnitt 38 kleineren
Durchmessers, welcher mit der Lagerbüchse 31 einen Ringraum 39 bildet.
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ueber diesen Ringraum 39 des dem Pumpendruckraum 35 näher
gelegenen
Lagers gelangt das Schmiermittel über eine Verbindungsbohrung 40 zu dem dem Ansaugraum
41 der Pumpe näher gelegenen Lager.
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Auch bei dieser Pumpenausführung ist zwischen den inneren Stirnflächen
der Förderzahnräder 7 und 8 und der Lagerbüchse 51 Je ein ringförmiger Hohlraum
19 gebildet, der auch die Hohlkehle 21 des Lagerzapfens 32 mit einschließt.
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Die Abfuhr des Schmiermittels aus den ringförmigen Hohlräumen 19 erfolgt
wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 über Schrägbohrungen 22 und Axialbohrungen
29 bzw. 24 der Förderzahnräder. Von der als Sackbohrung ausgeführten Axialbohrung
23 des Förderzahnrades 7 gehen radiale Bohrungen 42 aus, über die das Schmiermittel
in einen ringförmigen freien Raum 43 des Gehäuses 28 austreten kann.
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Es gelangt von dort über eine Verbindungsbohrung 44 in die Lagerbohrung
30 des Förderzahnrades 8 und über eine weitere Verbindungsbohrung 45 in den Ansaugraum
41 der Pumpe. Die Abströmung des Schmiermittels aus den Lagern erfolgt daher unter
Unterdruck, sodaß jede Unterbrechung des Schmiermittelflusses mit Sicherheit vermieden
wird.