DE2157725B2

DE2157725B2 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE2157725B2
Application number: DE2157725A
Authority: DE
Inventors: Marco Dr.-Ing. Bologna Turolla (Italien)
Original assignee: PLESSEY CO Ltd ILFORD ESSEX (VER KOENIGREICH)
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1970-11-28
Filing date: 1971-11-22
Publication date: 1980-08-14
Also published as: FR2115414B1; DE2157725C3; BE775832A; CH529295A; AT316996B; ES397812A1; NL7116350A; FR2115414A1; DE2157725A1; GB1315270A; US3790316A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, bei der auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine passend in die Pumpengehäusebohrung eingesetzte, in axialer Richtung bewegbare, dichtend gegen die zugeordnete Seitenfläche der Zahnräder anpreßbare, als Dicht- oder Lagerplatte ausgebildete Verschleißplatte mit Bohrungen für den Durchtritt oder für die Lagerung der Zahnradzapfen angeordnet ist und auf der Saugseite der Pumpe elastische, auf die Verschleißplatte einwirkende Entlastungsmittel vorgesehen sind.

Eine solche Zahnradpumpe ist durch die DE-PS

ίο 12 64 958 bekannt. Bei dieser Zahnradpumpe sind die den Zahnrädern nebengeordneten Verschleißplatten so ausgebildet, daß sie in ausgewählten Flächenbereichen durch einen abgezweigten Teil des Pumpfluids im Sinne einer Anlage an die Zahnräder beaufschlagt werden.

Dabei sind die auf der Saugseite der Pumpe liegenden Flächen der Verschleißplatten durch elastische Stopfen an dem Gehäuse abgestutzt, die die mit der Saugkammer in Verbindung stehenden Bereiche gegen die mit der Druckkammer in Verbindung stehenden Bereiche absperren. Die Aufnahmeräume für diese elastischen Stopfen sind durch Kanäle zugleich mit der Hochdruckseite verbunden, wodurch Kippmomente entgegengewirkt werden soll, die zu einer ungleichmäßigen Anlage der Verschleißplatten an den Zahnrädern und damit zu einer unzureichenden Abdichtung, einem einseitigen Verschleiß sowie einer übermäßigen Hemmung der Zahnräder führen können.

Eine solche Ausbildung der Zahnradpumpe bedingt einen hohen Aufwand bei der Herstellung der Verschleißplatten, da zur Ausbildung der verschiedenen Kanäle und Aussparungen eine präzise Bearbeitung der Platten erforderlich ist. Außerdem lassen sich bei extremen Drucksituationen an der Saugseite, wie sie beispielsweise durch eine Verstopfung hervorgerufen werden können, Bewegungen nicht vollständig vermeiden, die dann eine einseitige Anlage der Verschleißplatten an die Zahnräder mit allen ihren Nachteilen herbeiführen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung

■to einer Zahnradpumpe der eingangs beschriebenen Art, bei der mit einfachen, eine kostengünstige Herstellung erlaubenden technischen Mitteln eine zu starke und gegebenenfalls schiefe Anpressung der Verschleißplatten an die zugeordneten Seitenflächen der Zahnräder sicher unterbunden und Beschädigungen der Zahnradpumpe insbesondere bei bedeutend über die zulässigen Betriebswerte hinaus erhöhten Unterdruck auf der Saugseite der Pumpe verhindert werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entlastungsmittel aus mindestens einer die Verschleißplatte etwa achsparallel zu den Zahnradzapfen und von den Zahnrädern wegdrückenden Feder besteht. Bei dieser Ausbildung entfällt eine komplizierte Bearbeitung der Verschleißplatten, da lediglich Aufnahmeräume für die Entlastungsfedern hergestellt zu werden brauchen. In der Betriebslage wird die Verschleißplatte dann entgegen der Kraft der Federn gegen die zugeordnete Seitenfläche der Zahnräder gedrückt. Die Federcharakteristik ist dabei so gewählt, daß diese bei normalen Betriebsbedingungen, das heißt bei normalen Unterdrücken auf der Saugseite der Pumpe die zur gleichmäßigen, abdichtenden Anpressung der Verschleißplatte gegen die Seitenfläche der Zahnräder erforderliche Verschiebung der vom Unter-

^b5 druck nach innen angesaugte Verschleißplatte zulassen. Bei einer übermäßigen Erhöhung des Unterdrucks auf der Saugseite der Pumpe bzw. bei Überschreitung einer bestimmten Größenordnung dieses Unterdruckes zum

Beispiel wegen Verstopfung der mit der Zahnradpumpe verbundenen Saugleitung wird jedoch der von den Federn geleistete Widerstand so groß, daß er die weitere Erhöhung des Anpreßdruckes der Verschleißplatte gegen die zugeordnete Seitenfläche der Zahnräder über eine bestimmte, höchstzulässige Größenordnung hinaus verhindert. Die hohen bzw. höchsten Unterdrücke auf der Saugseite der Pumpe können infolgedessen weder die Drehbewegung der Zahnräder hemmen noch die Abnutzung der zusammenwirkenden Seitenflächen der Verschleißplatte und der Zahnräder über ein vorbestimmtes Maß hinaus erhöhen. Da die Federn außerdem im Bereich der Saugseite der Zahnradpumpe, d.h. in dem vom Unterdruck beaufschlagten Teil der Verschleißplatte angeordnet sind, verhindern sie auch eine Schiefstellung bzw. Verklemmung der Verschleißplatte unter der Einwirkung eines erhöhten Unterdrucks auf der Saugseite. Dadurch wird eine gleichmäßige Abnutzung der Verschleißplatte gewährleistet und eine Abhebung der Platte von der Seitenfläche der Zahnräder auf der Förderseite der Pumpe mit den davon abhängigen Kavitations- bzw. Vibrationserscheinungen ausgeschlossen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die Feder zwischen der Verschleißplatte und dem Pumpengehäuse eingespannt und als etwa Z-förmige Stahldrahtfeder ausgebildet, die mit einem Schenkel am Pumpengehäuse und mit dem anderen Schenkel an der Verschleißplatte angreift Z-förmige Stahldrahtfedern der angegebenen Art lassen sich sehr einfach herstellen und in der gewünschten Anordnung tu das Pumpengehäuse einsetzen, wobei die Verschleißplatten unabhängig voneinander in dem angestrebten Sinn belastet werden.

Fallweise ist es aber auch zweckmäßig, die Feder als etwa U-förmig gebogene Stahldrahtfeder auszubilden, die mit ihren Schenkeln an je einer Verschleißplatte angreift. Bei dieser Ausbildung werden die beiderseits der Zahnräder liegenden Verschleißplatten gemeinsam durch die U-förmige Feder belastet, die sich dabei mit ihrem Rücken an dem Gehäuse anstützt und nicht in eine besondere Gehäuseöffnung eingesteckt zu werden braucht. Diese Ausbildung der Feder ist im allgemeinen dann vorteilhaft, wenn beide Verschleißplatten sehr gleichmäßig belastet werden und ein Federübergriff über den Saugkanal nicht stört.

Die Z- bzw. U-förmigen Federn sind vorzugsweise als doppelsträngige, einstückige Stahldrahtfedern ausgebildet und symmetrisch zu der durch den Saugkanal des Pumpengehäuses verlaufenden, zu den Zahnradzapfen parallelen Mittelebene der Pumpe angeordnet. Dabei können die beiden zueinander parallelen Stränge der doppelsträngigen, Z- oder U-förmigen Stahldrahtfeder nur an dem Ende des einen Federschenkels untereinander verbunden sein, während sie an dem anderen, offenen Federschenkelende in Form von geraden, zueinander parallelen Gabelzinken auslaufen. Die beiden zueinander parallelen Stränge der doppelsträngigen Z- oder U-förmigen Stahldrahtfeder können aber auch an dem offenen Federschenkelende einwärts gegeneinander abgebogen sein.

Damit die Federn mit den Verschleißplatten stets in einwandfreiem Kontakt stehen, ist es vorteilhaft, diese in einer randseitigen Ausnehmung der zugeordneten Verschleißplatte bzw. Verschleißplatten auf der Saugseite der Pumpe anzuordnen. Diese Gestaltung ermöglicht auch einen problemlosen Einbau der VerschleißDiatten und der Federn in die Pumpe, da die Verschleißplatten lediglich in Achsrichtung der Zahnräder in das Gehäuse eingeschoben zu werden brauchen, wenn zuvor die Federn eingesetzt worden sind. Es empfiehlt sich schließlich auch eine wahlweise auf beiden Seiten der Zahnräder verwendbare Ausführung der Verschleißplatte, die sowohl auf der Saugseite als auch auf der Förderseite der Pumpe eine randseitige, zur Aufnahme einer Feder ausgelegte Ausnehmung aufweist So sind die Verschleißpiatten jederzeit to gegenseitig austauschbar, und es ist auch ohne weiteres möglich, die Pumpe so umzurüsten, daß sie im Umkehrbetrieb arbeiten kann.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt

Fig. 1 eine Zahnradpumpe mit beiderseits der Zahnräder angeordneten, als Lagerplatten für die Zahnradzapfen ausgebildeten und durch je eine Z-förmige Feder nach außen gedrückten Verschleißplatten, im Querschnitt und in fertig montiertem Zustand.

F i g. 2 die Zahnradpumpe nach F i g. 1 bei abgenommenen Pumpengehäusedeckeln.

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-1I1 der F i g. 1.

F i g. 4 eine in der Pumpe nach F i g. 1 bis 3 benutzte Feder, in schaubildlicher Darstellung.

Fig.5 eine Zahnradpumpe mit beiderseits der Zahnräder angeordneten, als Lagerplatten für die Zahnradzapfen ausgebildeten und durch eine gemeinsame Feder nach außen gedrückten Verschleißplatten, im Querschnitt und in fertig montiertem Zustand.

F i g. 6 die Zahnradpumpe nach F i g. 5 bei abgenommenen Pumpengehäusedeckeln.

Fig.7 einen Schnitt nach der Linie VlI-VII der Fig. 5.

F i g. 8 die in der Pumpe nach F i g. 5 bis 7 benutzte Feder in schaubildlicher Darstellung.

Fig.9 eine Zahnradpumpe mit beiderseits der Zahnräder angeordneten, als Dichtplatten ausgebildeten und durch Federn nach außen gedrückten Verschleißplatten, im Querschnitt und in fertig montiertem Zustand.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zahnradpumpe besteht aus einem Pumpengehäuse 1, das die zwei ineinander kämmenden Zahnräder 2 aufnimmt und im Bereich der Zahnräder einen Saugkanal 3 und einen gegenüberliegenden, koaxialen Förderkanal 4 aufweist. Das Pumpengehäuse 1 wird auf beiden Stirnseiten durch je einen Deckel 5 bzw. 6 dicht abgeschlossen. Diese Deckel 5,6 werden mit dem Pumpengehäuse 1 durch zu den Zahnrädern 2 achsparallele, nicht dargestellte Bolzen verbunden, die durch entsprechende Bohrungen 7 durchgeführt sind.

Auf jeder Seite der Zahnräder 2 ist im Pumpengehäuse 1 eine Verschleißplatte 8 angeordnet, die die Bohrung 101 des Pumpengehäuses 1 genau passend ausfüllt und darin in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Bohrung 101 des Pumpengehäuses 1 und die Verschleißplatten 8 weisen eine etwa 8-förmige Gestalt auf, wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist. Ir. dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verschleißplatten 8 als Lagerplatten für die Zahnradzapfen ausgebildet und weisen infolgedessen Bohrungen auf, in denen die Zapftr 102 der Zahnräder 2 drehbar gelagert sind. Ein Zapfen 102 des einen Zahnrads 2 ist durch die fc5 zugeordnete Verschleißplatte 8 und durch den betreffenden Deckel 6 hindurch aus dem Pumpengehäuse hinausgeführt und mit einer nicht dargestellten Antriebswelle verbindbar.

Jede Verschleißplatte 8 weist auf der Saugseite der Pumpe eine Randausnehmung 9 auf, die symmetrisch zu der durch den Saugkanal 3 verlaufenden, zu den Zahnräderzapfen 102 parallelen Mittelebene M der Pumpe angeordnet ist, wie insbesondere aus Fig.3 hervorgeht. In dieser Randausnehmung 9 ist eine Z-förmige Feder 10 angeordnet, die mit einem Schenkel HO am Pumpengehäuse 1 und mit dem anderen Schenkel 210 an der betreffenden Verschleißplatte 8 angreift und diese nach außen, d. h. von den Zahnrädern 2 weg drückt. Die Feder 10 ist als doppelsträngige, einstückige, Z-förmig gebogene Stahldrahtfeder ausgebildet, wie insbesondere in Fig.4 dargestellt ist Die Enden der beiden, zueinander parallelen Stränge dieser Z-förmigen Stahldrahtfeder 10 sind nur an dem mit der Verschleißplatte 8 zusammenwirkenden Federschenkel 210 untereinander verbunden. Dieser Schenkel 210 der Z-förmigen Stahldrahtfeder 10 greift in eine Ausnehmung 11 ein, die in der den Zahnrädern 2 zugekehrten Seitenfläche der Verschleißplatte 8 vorgesehen ist An dem Ende des anderen, an dem Pumpengehäuse 1 angreifenden Schenkels UO der Z-förmigen Stahldrahtfeder 10 sind die beiden, zueinander parallelen Stränge dieser Feder nicht untereinander verbunden. Diese Schenkel 110 der Stahldrahtfeder 10 weist infolgedessen eine gabelförmige Gestalt auf und die entsprechenden freien Enden der beiden Federstränge greifen in je eine zugeordnete, im Pumpengehäuse 1 vorgesehene Bohrung ein, wie insbesondere in F i g. 1 und 2 dargestellt ist Die beiden Stränge der doppelsträngigen, Z-förmigen Stahldrahtfeder 10 liegen symmetrisch auf entgegengesetzten Seiten der durch den Saugkanal 3 der Pumpe verlaufenden Mittelebene M.

Die beiden Verschleißplatten 8 werden entgegen der abstoßenden Kraft der zugeordneten, auf der Saugseite der Pumpe angeordneten Federn 10 gegen die betreffenden Seitenflächen der Zahnräder 2 gedrückt Dies ist z. B. dadurch ersichtlich, daß bei abgenommenen Deckeln 5, 6 des Pumpengehäuses 1 die Verschleißplatten 8 unter Einwirkung der Federn 10 von den Zahnrädern 2 abgerückt d. h. nach außen verschoben werden und etwas aus dem Pumpengehäuse 1 vorspringen, wie insbesondere in F i g. 2 dargestellt ist Die Federcharakteristik der Federn 10 ist dabei so gewählt daß diese bei normalen Betriebsbedingungen, d.h. bei normalen Unterdrücken im Saugkanal 3 der Pumpe, die zur gleichmäßigen, abdichtenden Anpressung der Verschleißplatten 8 gegen die zugeordneten Seitenflächen der Zahnräder 2 erforderliche Verschiebung der vom Unterdruck nach innen angesaugten Verschleißplatten 8 zulassen. Bei übermäßiger Erhöhung des Unterdrucks im Saugkanal 3 der Pumpe, d. h. bei Erreichung einer vorbestimmten Größenordnung dieses Unterdrucks, z. B. wegen Verstopfung der nicht dargestellten, mit dem Saugkanal 3 verbundenen Saugleitung, wird aber der von den Federn 10 geleistete Widerstand so groß, daß er die weitere Erhöhung des Anpreßdrucks der Verschleißplatten 8 gegen die Seitenflächen der Zahnräder 2 verhindert

Die in Fig.5 bis 7 dargestellte Zahnradpumpe entspricht der Zahnradpumpe nach F i g. 1 bis 3, wobei gleiche Teile mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Während in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 4 die Verschleißplatten 8 durch je eine zugeordnete.

Z-förmige Feder 10 nach außen gedrückt werden, ist in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 bis 8 eine einzige, beiden Verschleißplatten 8 gemeinsame Feder 12 vorgesehen, die zwischen den beiden Verschleißplatten 8 eingespannt ist und diese gleichzeitig nach außen drückt Diese Feder 12 weist eine etwa U-förmige Gestalt auf und ist in den untereinander fluchtenden Randausnehmungen 9 der Verschleißplatten 8 auf der Saugseite der Pumpe angeordnet. Die beiden Schenkel

ίο 112 der U-förmigen Feder 12 greifen in die Ausnehmungen 11 ein, die in den den Zahnrädern 2 zugekehrten Seitenflächen der Verschleißplatten 8 vorgesehen sind. Auch in diesem Fall ist die U-förmige Feder 12 als doppelsträngigc, cinstückige Stahldrahtfeder ausgebildet, wie insbesondere aus F i g. 8 hervorgeht. Die beiden, zueinander parallelen Stränge dieser U-förmigen Stahldrahtfeder 12 sind an dem Ende des einen Federschenkels 112 untereinander verbunden und an dem Ende des anderen, offenen Federschenkels 112 einwärts gegeneinander abgebogen. Außerdem sind auch in diesem Fall die Randausnehmungen 9 der beiden den Zahnrädern zugeordneten Verschleißplatten 8 auf der Saugseite der Pumpe symmetrisch zu der durch den Saugkanal 3 des Pumpengehäuses 1 verlaufenden, zu den Zahnradzapfen 102 parallelen Mittelebene M der Pumpe angeordnet, so daß die zwei Stränge der doppelsträngigen, U-förmigen Stahldrahtfeder 12 auf entgegengesetzten Seiten der genannten Mittelebene M und ebenfalls symmetrisch dazu liegen, wie insbesondere in Fig.7 dargestellt ist. Die zwei Schenkel 112 der U-förmigen Feder 12 sind in unbelastetem Zustand vorzugsweise etwas nach außen geneigt, wie bei abgenommenen Pumpengehäusedeckeln 5, 6 und infolgedessen etwas nach außen vorspringenden Verschleißplatten 8 in F i g. 6 dargestellt ist.

- Bei den in F i g. 1 bis 3 und 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Verschleißplatten 8 auch auf der Förderseite der Pumpe mit Randausnehmungen 9 und innseitigen Aussparungen 11 versehen, obwohl auf dieser Pumpenseile keine Federn 10 bzw. 12 angeordnet sind. Die beiderseitige Anordnung der Randausnehmungen 9 und der innseitigen Aussparungen 11 hat nur den Zweck, eine einzige Ausführung der Verschieißplatte 8 herzustellen und diese wahlweise durch einfache Umdrehung um 180° für beide Seitenflächen der Zahnräder 2 verwenden zu können.

In F i g. 9 ist eine Zahnradpumpe dargestellt in der die beiderseits der Zahnräder 2 angeordneten Verschleißplatten 8 als Dichtplatten ausgebildet sind, die Bohrungen 108 für den Durchtritt der Zahnradzapfen 102 aufweisen.

Die Zapfen 102 der Zahnräder 2 sind mittels Wälzlager 13 in den Deckeln 5 und 6 des Pumpengehäuses 1 drehbar gelagert Auch bei dieser Pumpenausbildung sind die Verschleißplatten 8 durch auf der Saugseite der Pumpe angeordnete, Z-förmige Federn 10 wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 4 nach außen gedrückt Selbstverständlich können die Z-förmigen, je einer Verschleißplatte 8 zugeordneten Federn 10

auch in diesem Fall durch eine einzige, beiden Verschleißplatten gemeinsame, U-förmige Feder 12 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.5 bis 8 ersetzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradpumpe, bei der auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine passend in die Pumpengehäusebohrung eingesetzte, in axialer Richtung bewegbare, dichtend gegen die zugeordnete Seitenfläche der Zahnräder anpreßbare, als Dicht- oder Lagerplatte ausgebildete Verschleißplatte mit Bohrungen für den Durchtritt oder für die Lagerung der Zahnradzapfen angeordnet ist und auf der Saugseite der Pumpe elastische, auf die Versch'eißplatte einwirkende Entlastungsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsmittel aus mindestens einer die Verschleißplatte (8) etwa achsparallel zu den Zahnradzapfen (102) und von den Zahnrädern (2) wegdrückenden Feder (10,12) besteht

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) zwischen der VerschleiOplatte (8) und dem Pumpengehäuse (1) eingespannt und als etwa Z-förmige Stahldrahtfeder ausgebildet ist, die mit einem Schenkel (UO) am Pumpengehäuse (1) und mit dem anderen Schenkel (210) an der Verschleißplatte (8) angreift.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als etwa U-förmig gebogene Stahldrahtfeder (12) ausgebildet ist, die mit ihren Schenkeln (112) an je einer Verschleißplatte (8) angreift.

4. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Z- bzw. U-förmige Federn als doppelsträngige, einstückige Stahldrahtfedern (10; 12) ausgebildet und symmetrisch zu der durch den Saugkanal (3) des Pumpengehäuses (1) verlaufenden, zu den Zahnradzapfen (102) parallelen Mittclebene (M) der Pumpe angeordnet sind.

5. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zueinander parallelen Stränge der doppelsträngigen, 2- oder U-förmigen Stahldrahtfeder (10; 12) nur an dem Ende des einen Federschenkels untereinander verbunden sind, während sie an dem anderen, offenen Federschenkelende in Form von geraden, zueinander parallelen Gabelzinken auslaufen.

6. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zueinander parallelen Stränge der doppelsträngigen, Z- oder U-förmigen Stahldrahtfeder (10; 12) an dem offenen Federschenkelende einwärts gegeneinander abgebogen sind.

7. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10; 12) in einer randseitigen Ausnehmung (9) der zugeordneten Verschleißplatte bzw. Verschleißplatten (8) auf der Saugseite der Pumpe angeordnet ist.

8. Zahnradpumpe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine wahlweise auf beiden Seiten der Zahnräder (2) verwendbare Ausführung der Verschleißplatte (8), die sowohl auf der Saugseite als auch auf der Förderseite der Pumpe eine radseitige, zur Aufnahme einer Feder (10; 12) ausgelegte Ausnehmung (9) aufweist.