DE2406100A1

DE2406100A1 - GEAR PUMP

Info

Publication number: DE2406100A1
Application number: DE19742406100
Authority: DE
Inventors: Gilbert Henry Drutchas; John Andrew Hovanchak; Phillip Burton Spencer
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1973-02-08
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1974-08-29
Also published as: JPS49106604A; DE2406100B2; FR2217569A1; CA1001897A; IT1007264B; JPS5326681B2; US3841804A; GB1451535A; FR2217569B1

Description

Cleveland, Ohio 44117 /V.St.A. Cleveland, Ohio 44117 /V.St. A.

Unser Zeichen: T 1529Our reference: T 1529

ZahnradpumpeGear pump

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf druckbelastete Pumpen und insbesondere auf eine verbesserte druckbelastete Pumpe, bei welcher eine Druckplatte unter Vervrendung einer Diehr tungspackung hydraulisch belastet ist.The invention relates generally to pressure-loaded Pumps and in particular to an improved pressurized pump in which a pressure plate using a diehr packing is hydraulically loaded.

Eine bekannte Pumpe dieser Art ist in der US-PS 3 101 673 beschrieben. Das Ziel, das mit dieser bekannten Pumpe erreicht werden soll, besteht darin, eine ausreichende Ausbiegung in der ursprünglichen Oberfläche einer Bimetall-Druckplatte zu erzeugen, um eine quasiflache Grenz- oder Anlagefläche mit den benachbarten Seitenflächen der Zahnräder sicherzustellen. Dieser bekannte Lösungsversuch wird dadurch eingeschränkt, weil die Verbiegungsform nicht gleichförmig ist, da eine Platte, die an ihrem äußeren Umfang abgestützt wird, nicht eine flache Oberfläche bildet, wenn sie belastet wird. Die Platte wird stattdessen in der Mitte durchgebogen und an den Rändern abgehoben. Da ein diskreter stufenförmiger Endspielraum zwischen jedem Zahnrad und der diesem gegenüberliegenden Deckel- oder Kopf-A known pump of this type is described in US Pat. No. 3,110,673. The goal that is to be achieved with this known pump is to achieve sufficient deflection in the original surface of a bimetal pressure plate to produce a quasi-flat interface or contact surface with the neighboring Ensure side surfaces of the gears. This known attempted solution is limited because the Deflection shape is not uniform because a plate supported on its outer periphery does not have a flat surface forms when stressed. Instead, the plate is bent in the middle and lifted off at the edges. Since there is a discrete, step-shaped end clearance between each gear and the cover or head

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plattenfläche vorhanden ist, besteht die Neigung, daß ein Durchlecken an den Kanten der Grenzflächen zwischen dem Zahnrad und der Druckplatte entsteht und dadurch ergibt sich ein Verlust an volumetrischem. Wirkungsgrad. Ein weiteres Problem ent-steht durch die Verwendung der flexiblen Seiten- oder Druckplatte bei Pumpen, die Aluminiumgehäuse verwenden und Zahnräder mit anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise aus Aluminium oder einem ähnlichen Material mit niedrigem Koeffizienten.plate surface is present, there is a tendency that leakage at the edges of the interfaces between the gear and the pressure plate is created and this results in a loss of volumetric. Efficiency. Another problem arises by using the flexible side or pressure plate on pumps that use aluminum housings and gears with other thermal expansion coefficients, for example made of aluminum or a similar material low coefficient.

Durch die Erfindung werden die wesentlichen Machteile der bekannten Pumpe dadurch ausgeschaltet, daß eine schwimmende Druckplatte verwendet wird, welche eine flache, flexible Plattengrenzfläche mit den benachbarten Zahnradoberflächen bildet. Wenn zwei Zahnräder in einer Zahnradkammer eines Gehäuses angeordnet werden, so wird eine schwimmende Druckplatte aus Bimetall in die Kammer neben den Stirnseiten der Zahnräder angeordnet und schwimmt frei in der Kammer und zwar mit einem Umfangsspiel zwischen dem Plattenumfang und der Kammerwandung.With the invention, the main disadvantages of the known The pump is turned off by using a floating pressure plate which has a flat, flexible plate interface forms with the adjacent gear surfaces. When two gears are arranged in a gear chamber of a housing a floating bimetal pressure plate is placed in the chamber next to the end faces of the gears and floats freely in the chamber with a circumferential play between the plate circumference and the chamber wall.

Eine Dichtungspackung wird verwendet und diese wird durch den von der Pumpe erzeugten Druck beaufschlagt, so daß der Druckabfallspalt, der durch die Differenz zwischen der Zahnradhöhe und der Tiefe der Zahnradkammer entsteht, oder der Spalt zwischen dem Rand des Pumpengehäuses axial neben der Pumpenkammer und der schwimmenden Druckplatte überbrückt wird, damit eine mechanische Übertragung von Druckkräften ermöglicht wird, wobei diese Druckkräfte gleichförmig auf die Druckplatte aus Bimetall übertragen werden.A packing packing is used and this is pressurized by the pressure generated by the pump so that the pressure drop gap, caused by the difference between the gear height and the depth of the gear chamber, or the gap between the edge of the pump housing is bridged axially next to the pump chamber and the floating pressure plate, so that a mechanical transmission of compressive forces is made possible, these compressive forces uniformly on the pressure plate made of bimetal be transmitted.

Durch diese vorbedachte Ausnutzung der hydraulischen Druckkräfte, die auf die Platte einwirken, wird diese zum Kammerumfang auf der Niederdruckseite hin gedrückt und dadurch wird ein Durchlecken um die Umfangsoberflache herum verhindert.This deliberate use of the hydraulic pressure forces acting on the plate turns it into the chamber perimeter pressed on the low pressure side and thereby leakage around the circumferential surface is prevented.

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Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der. Zeichnung erläutert werden. Es zeigenThe invention is intended in the following description with reference to the figures of FIG. Drawing will be explained. Show it

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Zahnradpumpe,Fig. 1 is a sectional view of a gear pump,

Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie II-II der Fig. 1, wobei zusätzliche Einzelheiten des Aufbaus der Dichtung gezeigt sind,Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II of Fig. 1, with additional details of the construction of the seal are shown,

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie III-III der Fig. 1, wobei zusätzliche Einzelheiten der Druckplatte und deren Beziehung zur Pumpenkammer gezeigt sind
undFigure 3 is a sectional view taken along line III-III of Figure 1 showing additional details of the pressure plate and its relationship to the pump chamber
and

Fig. H eine vergrößerte Schnittansicht-, die zusätzliche Einzelheiten der Erfindung zeigt.Figure H is an enlarged sectional view showing additional details of the invention.

Die erfindungsgemäße Pumpe weist ein Gehäuse 10 auf, in dem eine Zahnradkammer 11 ausgebildet ist, die eine Tiefe hat, die bei H, gezeigt ist. Innerhalb der'Kammer 11 sind zwei Zahnräder 12 und 13 mit Außenverzahnung angeordnet, die miteinander kämmen und jedes dieser Zahnräder weist Wellenabschnitte 14 und 15 auf, die in Wellenbuchsenlagern 16 gelagert sind. Die Zahnräder haben eine Zahnradhöhe, die bei H_? gezeigt ist, und diese Höhe ist etwas geringer als die Tiefe der Zahnradtasche 11, die bei H, gezeigt ist und dadurch verbleibt ein sogenannter Druckabfallspalt, der bei <Ά D dargestellt ist.The pump according to the invention has a housing 10 in which a gear chamber 11 is formed which has a depth shown at H 1. Within der'Kammer 11 two gear wheels 12 and 13 with external teeth are arranged, which mesh with one another and each of these gear wheels has shaft sections 14 and 15 which are mounted in shaft bushing bearings 16. The gears have a gear height that at H _? is shown, and this height is slightly less than the depth of the gear pocket 11, which is shown at H, and thereby a so-called pressure drop gap, which is shown at <Ά D remains.

Es sei-bemerkt, daß die in Fig. 1 dargestellte Pumpe den üblichen Auslaß und den üblichen Einlaß aufweist und daß die Zahnräder 12 gedreht werden und miteinander kämmen und dadurch wird ein fluides Medium durch die Pumpenkammer, die durch die Zahnradkammer 11 gebildet wird, hindurchgeführt und zwar vom Einlaß zum Auslaß.It should be noted that the pump shown in Fig. 1 is the usual Having outlet and the usual inlet and that the gears 12 are rotated and mesh with each other and thereby is a fluid medium through the pump chamber, which is through the Gear chamber 11 is formed, passed through from the inlet to the outlet.

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Es ist eine schwimmende Platte vorgesehen, mit der die wesentlichen Nachteile der bekannten Pumpen ausgeschaltet werden. Die aus Bimetall bestehende schwimmende Platte ist bei 21 dargestellt, und es sei bemerkt, daß diese Platte innerhalb der Kammer 11 angeordnet ist und zwar neben den Zahnradstirnflächen, die bei 22 und 23 gezeigt sind. Die Platte 21 schwimmt frei innerhalb der Kammer 11, was bedeutet, daß ein UmfangsSpielraum zwischen dem Umfang der Platte 21 und der Wandung der Kammer 11 vorhanden ist. Wie Pig. k zeigt, kann die Platte 21 eine Platte aus Bimetall sein, die eine Dichtungsplatte 21 a aufweist und eine Stützplatte 21b.A floating plate is provided with which the main disadvantages of the known pumps are eliminated. The bimetal floating plate is shown at 21 and it should be noted that this plate is located within chamber 11 adjacent the gear faces shown at 22 and 23. The plate 21 floats freely within the chamber 11, which means that there is a circumferential clearance between the circumference of the plate 21 and the wall of the chamber 11. Like Pig. k shows, the plate 21 can be a plate made of bimetal which has a sealing plate 21a and a support plate 21b.

Die Zahnradkammer 11 ist mittels eines Deckels 2*} abgeschlossen. Der Deckel 2*1 weist eine radiale Wandung 26 auf, die gegen die benachbarte radiale Wandung 27 des Gehäuses 10 anliegt. Eine dreiteilige Pumpe, die aus zwei Kopfstücken und einem Mittelabschnitt besteht, die mittels Schraubenbolzen zusammengezogen sind, kann anstelle der zweiteiligen Pumpe, die dargestellt ist, verwendet werden. Der Deckel 2k ist ausgespart, um eine erfindungsgemäße Dichtungspackung aufnehmen zu können. Es ist im allgemeinen eine ovaloidal-geformte Aussparung 28 vorgesehen, die etwas größer ist als die benachbarte Zahnradkammer 11. Die äußere Wandung der ovaloidalen Aussparung 28 ist bei 29 dargestellt und erstreckt sich im allgemeinen axial bis zur tiefsten Stelle der Aussparung, die in eine im allgemeinen radial sich erstreckende Wandung 30 ausläuft. Innerhalb der Wandung 29 erstreckt sich im Abstand von dieser eine andere im allgemeinen axial sich erstreckende Wandung 31. Die Wandungen 29, 30 und 31 bilden zusammen einen Kanal, der in Umfangsrichtung kontinuierlich bezüglich der ovaloidalen Aussparung 28 verläuft.The gear chamber 11 is closed by means of a cover 2 *}. The cover 2 * 1 has a radial wall 26 which rests against the adjacent radial wall 27 of the housing 10. A three-part pump consisting of two headers and a center section that are bolted together can be used in place of the two-part pump shown. The cover 2k is cut out in order to be able to accommodate a packing according to the invention. There is generally an ovaloid-shaped recess 28 which is slightly larger than the adjacent gear chamber 11. The outer wall of the ovaloidal recess 28 is shown at 29 and extends generally axially to the deepest point of the recess which is in a general radially extending wall 30 runs out. Another, generally axially extending wall 31 extends within the wall 29 at a distance therefrom. The walls 29, 30 and 31 together form a channel which runs continuously in the circumferential direction with respect to the ovaloidal recess 28.

Die Wandung 31 geht in eine radiale Wandung 32 über, die innerhalb der beiden Wandungen 29 und 31 liegt. Der Deckel oder die Kopfplatte 24 ist zusätzlich, wie bei 33 gezeigt, ausgespart und diese Aussparung 33 weist eine Seitenwandung 3^ und eine Endwandung 36 auf.The wall 31 merges into a radial wall 32, the inside of the two walls 29 and 31 is located. The cover or the top plate 24 is also, as shown at 33, recessed and this recess 33 has a side wall 3 ^ and an end wall 36 on.

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Unter Verwendung der in Pig. 4 dargestellten Orientation ist von der Druckplatte 21 aus gesehen nach oben zuerst ein flexibles Dichtungsglied 40 vorgesehen, welches aus einem zelluloseartigen oder papierartigen Material besteht. Ein Material, welches für den Bauteil 40 verwendet werden kann, wird unter dem Handelsnamen "Nomex" verkauft. Using the in Pig. In the orientation shown in FIG. 4, a flexible sealing member 40 is first provided, seen from the pressure plate 21 upwards, which consists of a cellulose-like or paper-like material. One material that can be used for component 40 is sold under the trade name "Nomex" .

Als nächstes ist eine Stahlplatte 41 vorgesehen. Ein geformter Bauteil 42 aus zelluloseartigem oder papierartigem Material, der ebenfalls aus"Nomex" hergestellt sein kann,folgt dann und ergänzt die Teile, die die Dichtungspackung bilden.Next, a steel plate 41 is provided. A shaped one Component 42 made of cellulosic or paper-like material, which can also be made of "Nomex", then follows and complements the parts that make up the packing.

Ein Gummiring ist in den Aussparungen 30 und 33 vorgesehen. Wie Fig. 4 zeigt, bildet der Gummiring einen Dichtungssteg, der aus einem elastischen Material hergestellt sein kann und der mit 43 bezeichnet ist. Die Gesaratkonfiguration dieses Gummiringes entspricht der-der Druckplatte. Der von einem Kanal 44 (Fig. 1), der mit dem Pumpenauslaß verbunden ist, austretende Druck tritt in einen Hohlraum ein, der durch die Aussparung 28 gebildet wird, und dadurch werden die Schenkel L₁ und Lp des Gummiringes 43 beaufschlagt, um eine Abdichtung zu erzielen. Der Gummiring 43 wird gegen ein Herausdrücken oder gegen eine Verbiegung aus seiner Form heraus durch den geformten Zelluloseteil 42 gehalten. Der Stahlring 4l bildet eine deformierbare feste Basis, die einen mechanischen Druck auf das Element 40 ausübt, welches sich elastisch anlegt, um den Spalt zwischen der Zahnradhöhe H- und der Tiefe der Kammer H-, zu überbrücken, wobei dieser Spalt mit &*D bezeichnet ist. Durch diese Ausbildung wird eine Druckkraft mechanisch gleichförmig auf die Bimetallplatte 21 übertragen.A rubber ring is provided in the recesses 30 and 33. As FIG. 4 shows, the rubber ring forms a sealing web which can be made of an elastic material and which is denoted by 43. The configuration of this rubber ring corresponds to that of the pressure plate. The from a channel 44 (Fig. 1), which is connected to the pump outlet, exiting pressure enters a cavity which is formed by the recess 28, and thereby the legs L ₁ and Lp of the rubber ring 43 are urged to a Achieve sealing. The rubber ring 43 is held against being pushed out or against bending out of its shape by the molded cellulose part 42. The steel ring 4l forms a deformable solid base which exerts a mechanical pressure on the element 40, which is applied elastically to bridge the gap between the gear wheel height H- and the depth of the chamber H-, this gap with & * D is designated. As a result of this design, a compressive force is mechanically uniformly transmitted to the bimetal plate 21.

Durch diese vorbedachte Ausnutzung der hydraulischen Druckkräfte, die auf die Platte 21 so einwirken, wie es durch die Pfeile in Fig. 3 bei P_pi und P„₂ dargestellt ist, wird die Platte 21 zum Umfang der Arbeitskammer auf der Niederdruckseite hin gedrücktAs a result of this deliberate use of the hydraulic pressure forces which act on the plate 21 as shown by the arrows in FIG. 3 at P _pi and P " ₂ , the plate 21 is pressed towards the periphery of the working chamber on the low-pressure side

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-D--D-

und dadurch wird eine Leckströmung um die Umfangsoberfläche, die bei S, dargestellt ist, verhindert. Die in Fig. 3 dargestellten Pfeile sind praktisch Druckverteilungsvektoren. Die schwimmende Platte 21 kann deshalb lose in die Kammer 11 eingesetzt werden, ohne daß dadurch eine Leckage um den Umfang der Platte 21 vom Auslaß zum Einlaß hin auftritt.and thereby a leakage flow around the circumferential surface, which is shown at S, prevented. Those shown in Fig. 3 Arrows are practically pressure distribution vectors. The floating plate 21 can therefore be inserted loosely into the chamber 11 without causing leakage around the periphery of the plate 21 from the outlet to the inlet.

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Claims

Claim

Gear pump with a seal between the gear face and the adjacent pressure plate in the pump chamber, characterized in that a floating pressure plate is provided which has a flat flexible surface and a periphery that is disposed entirely within the pump chamber is, wherein an interface between the plate surface and the adjacent gear end faces is provided that A packing gasket provided i £ 31 which is a deformable solid Has base, by means of which a direct mechanical pressure is exerted on a sealing element, which is elastic applied to bridge the gap between the edge of the pump chamber axially next to the pump chamber and the floating pressure plate, so that a mechanical pressure can be uniformly transferred to the printing plate *

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LeeseiteLeeward