DE2351124A1 - Drehkolben-verdraengerpumpe zum foerdern von fluessigem brennstoff - Google Patents

Description

Drehkolben-Verdrängerpumpe zum Fördern von flüssigem Brennstoff

Die Erfindung betrifft eine Drehkolben-Verdrängerpumpe mit als Zahnräder ausgebildeten Drehkolben, insbesondere zur Verwendung als Brennstoffpumpe zum Fördern von flüssigem Brennstoff aus einem Vorratsbehälter zu einem Brenner, mit einem Paar umlaufender Zahnrad-Pumpenelemente, das in einer Kammer untergebracht ist, die einen Einlaß und einen Auslaß sowie sich gegenüberliegende Seitendeckel aufweist, und mit wenigstens einer umlaufenden Antriebswelle, die im wesentlichen rechtwinklig zu den Seitendeckeln angeordnet und mit dem anzutreibenden Zahnrad mit einem Querkeil verbunden ist, welcher in einer Nut an der Stirnfläche der Welle und in wenigstens einer im Zahnrad ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Zahnradpumpen mit trochoidisch ausgebildetem Zahnrad.

Die Arbeitsweise von Pumpen mit Trochoiden-Zahnrad und außenverzahntem Zahnrad beruht auf der Erzeugung eines verringerten Druckes an der Eintrittsseite der Zahnräder. Die in den Zahnrädersatz einströmende Flüssigkeit, beispielsweise Brennstoff,

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wird in den miteinander kämmenden Zahnrädern in Drehrichtung transportiert und am Auslaß unter hohem Druck ausgeschoben. Es wird angenommen, daß der zwischen beiden Seiten des Zahn- . rädersatzes bestehende Unterschied im Hydraulikdruck eine veränderliche Belastung des Mitnehmerkeiles in Abhängigkeit von der Anzahl der zwischen den Zahnradzähnen oder -lappen gebildeten'Flüssigkeitstaschen" hervorruft. Bei einem Zahnrad mit acht Zähnen wurden sich beispielsweise pro Umdrehung acht Druckveränderungen ergeben.

Diese Druck Schwankungen verursachen eine leichte Schwingbewegung des Zahnrades gegenüber der Welle, was zu einer veränderlichen Belastung des Keiles führt. Diese wiederum ist Ursache dafür, daß sich der Keil in der Keilnut um einen geringen Betrag bewegt oder "arbeitet". Das "Arbeiten" des Keils in einer Pumpe, die niedrigviskose Brennstoffe, wie z.B. Kerosin fördert, führt zu schnellem Verschleiß des Keiles und ,der Keilnut in der Welle.

Wird dieser Pumpen—Typ als Brennstoffpumpe eingesetzt, ist es außerdem unmöglich, zur Verbesserung der Lauf ruhe die beweglichen Teile zu schmieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolben-Verdrängerpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Welle und Zahnrad aus Metall hergestellt sind, und daß der Querkeil aus einem Kunststoff hergestellt ist, der, wie beispielsweise ein Azetal-Copolymer auf Trioxan-Basis, als besondere Merkmale einen hohen Ausdehnungskoeffizienten, hohe Verschleißfestigkeit und relativ hohe Schlagfestigkeit aufweist.

Der Kunststoff darf diese Eigenschaften in Gegenwart von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen nicht verlieren. Ein hierfür ■

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geeigneter Kunststoff ist ein unter dem Handelsnamen "Kematal" bekanntes Copolymer des oben angegebenen Typs.

Der Verwendung eines aus einem Kunststoff, wie z.B. Kematal mit normalen Toleranzen hergestellten Keiles liegt die Überlegung zugrunde, daß die von den Zahnrädern erzeugte Wärme eine ausreichende Ausdehnung des Keiles bewirkt, um dessen Bewegung und somit "Arbeiten" in der Keilnut der Welle zu verhindern.

- Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung, in der ein Teil einer Pumpe mit Trochoiden-Zahnrad nach der Erfindung dargestellt ist, mit weiteren Einzelheiten erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein äußeres Zahnrad und mit 2 ein mit diesem zusammenwirkendes inneres Zahnrad bezeichnet. Das innere Zahnrad. 2 ist mit einer Welle 4 mit einem Keil 3 verbunden, der in einer in der Stirnfläche der Welle ausgebildeten Keilnut aufgenommen und in zwei Ausnehmungen 5 und 6 am inneren Zahnrad eingepaßt ist.

Bei der Verwendung von Pumpen mit Trochoiden-Zahnrad in Verbindung mit Brennern für Haus-Heizungsanlagen besteht der Hauptvorteil darin, daß die Zahnräder ständig Berührung miteinander haben und daher nicht rattern. Die Pumpe läuft daher ruhiger.

Überwiegend oder vollständig aus Kunststoffen hergestellte Pumpen sind bekannt. Derartige Pumpen arbeiten jedoch gewöhnlich mit niedrigeren Drücken und/oder niedrigeren Durchsätzen als für Brennstoffpumpen in Verbindung mit Brennern von Zentralheizungs-Kesseln gefordert ist. Die von ihnen geforderte Leistung verlangt, daß die arbeitenden Bauteile der Pumpe -mit engen Toleranzen gefertigt und aus einem Werkstoff hergestellt werden, der diese Toleranzen während einer vernünftig bemessenen langen Betriebslebensdauer beibehält. Als Werkstoff

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wird nahezu immer ein vergütetes Eisen oder Stahl verwendet.

Mit dem in der Zeichnung dargestellten und auf diesem speziellen Anwendungsgebiet möglicherweise dem weitestverbreiteten Pumpen-

Liaiißzeit"
typ wurden/versuche durchgeführt. Bei diesem Pumpentyp trat bei Ausstattung mit einem metallischen Mitnehmerkeil der zuvor beschriebene Verschleiß auf. Pur die Durchführung der Versuche wurden vier derartiger Pumpen mit einem Mitnehmerkeil in erfindungsgemäßer Ausbildung versehen. Drei der Pumpen förderten Kerosin mit einem Durchsatz von 2 kg/h und einem Druck von 7 kp/cm , die andere Gasöl bei gleichem Durchsatz. Zwei der Pumpen wurden im Dauerbetrieb erprobt, wobei die Gasöl-Pumpe bis heute 1500 h und die Kerosin-Pumpe 2500 h geleistet hat. Im praktischen Betrieb hat dieser Brennstoffpumpen-Typ normalerweise etwa 2000 h pro Jahr zu leisten. Die beiden anderen Pumpen dienten zur feststellung der Schlagfestigkeit (Schlagbiegefestigkeit) der Mitnehmerkeile. Ihre elektrischen Antriebsmotoren wurden mit Zeitschaltern ausgerüstet, die die Pumpen einmal Je Minute einschalteten. Diese Einschalthäufigkeit ergibt 1440 Einschaltungen/24 h. Bis; heute wurden für die eine Pumpe 91 700, für die andere 109 300 Einschaltungen gezählt. Im praktischen Betrieb erfährt eine Pumpe etwa 20 000 Einschaltungen/Jahr..

Die Versuche ergaben keinerlei feststellbare Verschleißspuren weder an den Mitnehmerkeilen der vier Versuchspumpen, noch in der Keilnut und in den Ausnehmungen des Zahnrades.

/Anspruch

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Claims (1)

1. AWSPEU-OH

   Drehkolben-Verdrängerpumpe mit als Zahnräder ausgebildeten Drehkolben, insbesondere zur Verwendung als Brennstoffpumpe zum /Fördern von flüssigem Brennstoff aus einem Vorratsbehälter zu einem Brenner, mit einem Paar umlaufender Zahnrad-Pumpenelemente, das in einer Kammer untergebracht ist, die einen Einlaß und einen Auslaß sowie sich gegenüberliegende Seitendeckel aufweist, und mit wenigstens einer umlaufenden Antriebswelle, die im wesentlichen rechtwinklig zu den Seitendeckeln angeordnet und mit dem anzutreibenden Zahnrad mit einem Querkeil verbunden ist, welcher in einer Nut an der Stirnfläche der Welle und in wenigstens einer im Zahnrad ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Welle (4) und Zahnrad (2) aus Metall hergestellt sind, und daß der Querkeil (3) aus einem Kunststoff hergestellt ist, der, wie beispielsweise ein Azetal-Copolymer auf Trioxan-Basis, als besondere Merkmale einen hohen Ausdehnungskoeffiziaten, hohe Verschleißfestigkeit und relativ hohe Schlagfestigkeit aufweist.

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