DE2646727A1

DE2646727A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE2646727A1
Application number: DE19762646727
Authority: DE
Inventors: Hideo Teruyama
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1976-10-15
Publication date: 1977-04-28
Also published as: US4078872A; GB1565684A

Description

Firma KAYABAKOGYOKABUSHIKIKAISHA, No,4-1, 2-Chome, Hamamatsu-Cho, Minato-Ku, Tokyo, Japan

Zahnradpumpe

Die Erfindung betrifft eine feste Verdrängungs-Zahnradpumpe unter Verwendung von Dichtungsbuchsen, auf deren äußere Enden der Druck einwirkt. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung der hydraulischen Dichtungsanordnung, wobei die Seitenflächen eines Paares ineinandergreifender Pumpenräder durch die Buchsen abgedichtet werden, die die Wellen der Räder drehbar lagern.

Bei den Zahnradpumpen der oben angegebenen Art sind die Wellen der ineinandergreifenden Pumpenzahnräder drehbar durch Buchsen gelagert, die ihrerseits in axialer Richtung verschiebbar in das Gehäuse eingesetzt sind, und es sind zwischen den äußeren Enden der Buchsen auf jeder Seite des Gehäuses und einer Endplatte eine Niederdruckkammer, in die der niedrige Druck an der Saugöffnung herrscht, und eine Hochdruckkammer, in welcher der hohe Druck an der Auslaßöffnung herrscht, begrenzt. Im Betrieb wirken die hohen und die niedrigen Drücke auf die äußeren Enden der Buchsen, um den hydraulischen Drükken entgegenzuwirken, die auf die inneren Enden der Buchsen einwirken, die sich in Berührung mit den Seitenflächen der Zahnräder be-

Bankhaus Merck. Finck & Co., München. Nr 25464 I Bankhaus H. Aufhäuser. München. Nr 261300 Postscheck München 209 04 800 ~2"

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finden, so daß die inneren Enden optimal gegen die Seitenflächen der Zahnräder gedrängt werden, um so eine hydraulische Dichtung zu bewirken.

Wie allgemein bekannt, wird, wenn die Räume zwischen den Zähnen der Zahnräder an der Ansaugöffnung vorbeilaufen, Flüssigkeit in die Räume zwischen den Zähnen aufgenommen, entlang dem Gehäuse zur Auslaßöffnung gebracht und dann durch diese öffnung herausgedrängt. Der Durchgang der Flüssigkeit durch die Zahnradpumpe kann in einem Niederdrucksektor in Verbindung mit der Ansaugöffnung, einen Übergangsdrucksektor, in welchem der Druck allmählich ansteigt, und einen Hochdrucksektor unterteilt werden, in welchem der Druck gleich dem Druck in der Auslaßöffnung ist, weil die Räume zwischen den Zähnen der Zahnräder mit der Auslaßöffnung durch einen Spielraum verbunden sind, der zwischen den äußeren Enden der Zähne und dem Gehäuse hervorgerufen wird, wenn die Zahnräder in Richtung auf die Ansaugöffgepreßt werden, und zwar aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Saugöffnung und der Auslaßöffnung. Der hydraulische Druck in dem Druckübergangssektor ändert sich über einen weiten Bereich, und zwar in Abhängigkeit von Betriebsfaktoren, wie der Rotationsgeschwindigkeit der Zahnradpumpe, der Temperatur der gepumpten Flüssigkeit usw., so daß die Belastungskräfte, die auf die Buchsen einwirken und sie gegen die Seitenflächen der Zahnräder drücken, unausgeglichen sind, wodurch ein Arbeitsgeräusch hervorgerufen wird. Im schlimmsten Falle tritt ein Anfressen der Buchsen auf, wodurch eine schwerwiegende Beschädigung eintreten kann.

Um diese Probleme zu vermeiden, ist bereits eine Gegenmaßnahme vorgeschlagen worden, nach der Geschwindigkeitsschlitze vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen dem Hochdrucksektor und den Räu-

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, ς,

men zwischen den Zähnen der Zahnräder, die durch einen Teil des Druckübergangssektors verlaufen_f herstellen, so daß der Druck in dem Teil des Übergangssektors im wesentlichen gleich dem Druck im Hochdrucksektor ist. Außerdem ist eine zweite Hochdruckkammer oder Mitteldruckkammer zwischen dem äußeren Ende der Buchse und der Endplatte an der Stelle entsprechend einem Teil des Druckübergangssektors neben dem Niederdrucksektor vorgesehen, die in Verbindung steht mit dem Raum zwischen den Zähnen der Zahnräder, der durch die Übergangszone neben dem Niederdrucksektor vorbeiläuft.

Durch diese Anordnung können die Buchsen gegen die Seitenflächen der Zahnräder gepreßt werden, und zwar fast unter gleichbleibenden Belastungskräften unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der Zahnradpumpe und der Temperatur der behandelten Flüssigkeit, jedoch tritt hier das Problem auf, daß die Geschwindigkeitsschlitze eine Erosion bewirken, so daß die Lebensdauer der Zahnradpumpe erheblich verringert ist. Die einzige Lösung dieses Problems ist die Weglassung von Geschwindigkeitsschlitzen, Wenn aber die Geschwindigkeitsschlitze weggelassen werden, wirken die gewünschten Belastungsdrükke auf die Buchsen nur dann, wenn die Zahnradpumpe mit einer Geschwindigkeit innerhalb eines begrenzten Bereiches angetrieben wird. Bei hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten sind die Belastungskräfte unausgeglichen, so daß Leckströme erhöht werden mit dem Ergebnis, daß der volumetrische Wirkungsgrad absinkt und eine übermäßige Abnutzung der aufeinanderarbeitenden Flächen der Buchsen und Zahnräder auftritt. Es ist festgestellt worden, daß die unausgeglichenen Belastungskräfte durch ungeeigente Auswahl der Fläche der zweiten Hochdruckkammer oder Mitteldruckkammer hervorgerufen werden.

Sofern O-Ringe für die Begrenzung der zweiten Hochdruckkammer oder

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Mitteldruckkammer verwendet worden sind, ist es schwierig, eine Mitteldruckkammer mit ausreichender Fläche abzugrenzen. Infolgedessen kann die Belastungskraft in der Mitteldruckkammer nicht der Änderung im Druck im Übergangssektor folgen, wenn die Zahnradpumpe mit hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten angetrieben wird, so daß die Belastungskräfte unausgeglichen sind. Es sind Versuche unternommen worden, die Mitteldruckkammern ohne Verwendung von O-Ringen abzugrenzen, jedoch sind diese Versuche in der Praxis nicht erfolgreich gewesen, weil die Teile in der Konstruktion komplex sind und die Schritte für die Herstellung und den Zusammenbau zahlenmäßig vergrößert sind, wodurch auch die Kosten höher sind.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Dichtungsnjaordnung für druckbeanspruchte Zahnradpumpen, die eine Druckbelastungsdichtung auf den Seitenflächen der Pumpenzahnräder in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise bewirkt, wie sie bisher nicht erreicht worden ist.

Die Erfindung sichert die Erzielung der optimalen Belastungskräfte, die auf die Buchsen einwirken, und die besten Wirkungsgrade der Zahnradpumpe. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Belastungskräfte über den gesamten Geschwindigkeitsbereich ausgeglichen werden können, und zwar unabhängig von der Temperatur der zu behandelnden Flüssigkeit, wobei dies erreicht wird durch die wirksame Vergrößerung der Fläche der zweiten Hochdruck- oder Mitteldruckkammer ohne Verwendung von Geschwindigkeitsschlitzen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Wellen der Pumpenräder drehbar durch Buchsen gelagert, die innen

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mit Preßsitz eingesetzte Buchsen enthalten und die in das Gehäuse axial verschiebbar eingesetzt sind. Jede Buchse wird mit ihrem inneren Ende gegen die Seitenfläche eines Zahnrades gepreßt, und sie ist an ihrem äußeren Ende mit einer axial vorstehenden tragenden Fläche versehen. Diese tragende Fläche bedeckt die Ansaugöffnung, die während des Betriebes auf einer verhältnismäßig niedrigen Druckhöhe gehalten wird, einen Teil des DruckübergangsSektors neben der Ansaugöffnung und den Bereich neben der Welle des Zahnrades. Außerdem ist die tragende Fläche umgeben oder umgrenzt von einem O-Ring, um eine Niederdruckkammer abzugrenzen, welche den hydraulischen Druck an der Ansaugöffnung aufweist. Ein O-Ring, der in eine Ausnehmung in der Endfläche des Gehäuses eingesetzt ist, arbeitet mit dem O-Ring zusammen, welcher die Niederdruckkammer umgibt, um eine Hochdruckkammer abzugrenzen, welche die Niederdruckkammer umgibt, und in der der hydraulische Druck in der Auslaßöffnung herrscht.

In der Niederdruckkammer sind in den tragenden Flächen Ausnehmungen gebildet, und zwar an den Stellen entsprechend den Druckübergangssektoren, zur Begrenzung von Mitteldruckkammern. Jede Ausnehmung grenzt an die äußere Fläche der in die Buchse eingesetzten inneren Buchse an, so daß ein Teil der äußeren Fläche der inneren Buchse eine Seitenwand der Mitteldruckkammer bildet. Die Ausnehmung steht in Verbindung mit dem Raum zwischen den Zähnen des Zahnrades, der den Druckübergangssektor passiert, und es ist ein Dichtungsglied in die Ausnehmung eingesetzt, wodurch die Mitteldruckkammer, in welcher der Druck im Druckübergangssektor herrscht, innerhalb der Niederdruckkammer gebildet werden kann.

Da die Mitteldruckkammer an die äußere Oberfläche der inneren Buchse angrenzt, kann die .wirksame Fläche der Mitteldruckkammer gleich

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oder etwas größer als die Querschnittsfläche des Raumes zwischen den Zähnen der Zahnräder gemacht werden. Aus diesem Grunde können auf die Buchsen die optimalen Belastungskräfte ausgeübt werden, und zwar über den gesamten Betriebsbereich unabhängig von der Temperatur der zu behandelnden Flüssigkeit und ohne Verwendung ¥on Geschwindigkeitsschlitzen. Im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik, der die Verwendung der zweiten Hochdruckkammer oder Mitteldruckkammer in der Endplatte lehrt, kann die Herstellung sehr erleichtert werden _β weil die Mitteldruckkammer im äußeren Ende der Buchse gebildet wird, die eine wesentliche Dicke besitzt. Außerdem ist die Mitteldruckkammer hydraulisch von der Kiederdruckkammer mit dem Dichtungsglied abgedichtet* das so angeordnet ist*, daß es keine axiale Kraft auf die Buchse ausübt, so daß die Belastungskraft, die in der Mitteldruckkammer auf die Buchse wirkt_r nur vom Druck im Druckübergangssektor abhängig ist, wodurch ein optimaler Ausgleich zwischen den Belastungskräften erreicht werden kann.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zahnradpumpe,.

Fig. 2: einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1U Fig. 3: einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2„

Fig. 4: eine perspektivische Barstellung eines Dichtungsgliedes für die Abdichtung der Mitteldruckkammer_rund

Fig. 5 ähnliche Darstellungen wie in Fig. 3» die aber verschiede- und 6·

ne Dichtungsglieder für die Mitteldruckkammer darstellen.

In Fig. 1 ist eine Zahnradpumpe 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Sie besitzt ein Gehäuse 13 mit Äbdeck- oder Endplatten 11 und 12 und einem Paar ineinandergreifender Pumpenzahnräder 15 und 16. Die Zahnräder 15 und 16 drehen sich in einer Bohrung 14 des Gehäuses 13, und zwar mit extrem kleinem Spiel zwischen einander und zwischen den aufeinander arbeitenden Flächen der Zahnräder 15 und 16 und der Wand der Bohrung. Das Zahnrad 15 hat Achsen 17 und 18, während das Zahnrad 16 mit Achsen 19 und 20 versehen ist. Die Achsen 17, 18, 19 und 20, sind drehbar in Buchsen 21. 22 , 23 und 24 eingesetzt, die wiederum in axialer Richtung verschiebbar in die Bohrung 14 eingesetzt sind. Bie Buchsen 21, 22, 23 und 24 bestehen aus Metall, wie z.B. einer Aluminiumlegierung, und sie enthalten innere Buchsen 25, 26, 27 und 28, die mit Stahl ausgekleidet sind und mit Preßsitz in die Buchsen 21 bis 24 eingesetzt sind.

Die Achse 19 des Zahnrades 16 erstreckt sich durch eine Achsenöffnung 29 der Endplatte 11 zum Zwecke einer Äntriebsverbindung mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine außerhalb der Zahnradpumpe 10. Die Achse 19 ist abgedichtet durch eine Öldichtung 30, die in die Achsenöffnung 29 eingesetzt ist. Wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt, sind in dem Gehäuse 13 eine Ansaugöffnung 31 und eine Auslaßöffnung 32 gebildet, die mit der Bohrung 14 verbunden sind.

Bei Drehung der Achse 19 durch die Antriebsmaschine treibt das Zahnrad 16 das Zahnrad 15. Da die Räume zwischen den Zähnen der Zahnräder 15 und 16 an der Änsaxigöffnung 31 vorbeilaufen, wird Flüssigkeit zwischen diese aufgenommen, um das Gehäuse herum zur Äuslaßöffnung 32 gebracht und dann durch diese öffnung hinausgedrängt. Die Pfeile zeigen die Strömung der Flüssigkeit an. Wenn der Druck in der Aus-

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laßöffnung 32 aufgebaut wird, werden die Zahnräder 15 und 16 in Richtung auf die Ansaugöffnung 31 gedrängt, so daß die Zähne der Zahnräder 15 und 16 auf der Seite der Auslaßöffnung 32 von der Bohrungswand wegbewegt werden, und infolgedessen wird der Druck der in den Räumen zwischen den Zähnen befindlichen Flüssigkeit, die sich an der Auslaßöffnung 32 oder näher an dieser Öffnung befinden, gleich dem Druck in der Auslaßöffnung 32. An der Seite der Ansaugöffnung werden die Zähne der Zahnräder 15 und 16 fest gegen das Gehäuse 13 gepreßt, so daß ein Leckstrom zur Ansaugöffnung 31 durch den Raum zwischen den Zähnen der Zahnräder 15 und 16 und dem Gehäuse verhindert werden kann. Infolge-dessen kann der Durchgang zwischen den Ansaug- und Auslaßöffnungen 31 und 32 eingeteilt werden in einen ersten Sektor (bezeichnet als "DruckübergangssektorO , wo der Druck der in den Räumen zwischen den Zähnen der Zahnräder 15 und 16 befindlichen Flüssigkeit allmählich ansteigt, und einem zweiten oder Hochdrucksektor, wo der Druck gleich dem Druck in der Auslaßöffnung 32 ist. Die ineinandergreifenden Zähne der Zahnräder 15 und 16 verhindern ein Austreten von Flüssigkeit aus der Auslaßöffnung 32 zur Ansaugöffnung 31, wodurch eine Abnahme des Pumpwirkungsgrades verhindert werden kann.

Während des Betriebes wird der Druck auf die äußeren Enden der Buchsen 21 bis 24 ausgeübt, die in der Bohrung 14 axial verscheblich angeordnet sind, so daß die inneren Enden der Buchsen 21 bis 24 gegen die Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16 gepreßt werden, um diese abzudichten. Der auf die äußeren Enden der Buchsen 21 bis 2 4 wirkende Druck (dieser Druck wird in der Beschreibung bezeichnet als "Belastungsdruck") wird auf einer optimalen Höhe gehalten, um die Seitenflächen der Zahnräder in der unten beschriebenen Weise abzudichten.

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* Λ.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind in den Endflächen des Gehäuses 13 Ausnehmungen 35 vorgesehen, die an die Bohrung 14 angrenzen, und es ist in jede Ausnehmung 35 ein äußerer O-Ring 36 eingesetzt, der die Wand der Ausnehmung berührt und die Ausnehmung im Zusammenwirken mit der Endplatte 11 oder 12 abdichtet.

Die Buchsen 21 bis 24 sind axial verschiebbar und sehr dicht in das Gehäuse 13 eingesetzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Buchsen 21 bis 24 einen D-förmigen Querschnitt, und es liegen die flachen Flächen der Buchsen 21 und 23 und der Buchsen 22 und 24 aneinander, wenn sie zusammengesetzt und in die Bohrung des Gehäuses 13 eingesetzt sind. Die Buchsen 21 und 23 oder 22 und 24 können aber auch aus einem Stück bestehen. Die Buchsen 21 und 24 sind im Aufbau im wesentlichen gleich. Das gleiche gilt für die Buchsen 22 und 23. Die Buchsen 21 und 22 und die Buchsen 23 und 24 sind symmetrisch, so daß _t wenn die Buchsen 21 bis 24 zusammengesetzt und in das Gehäuse 13 eingesetzt sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die rechte Anordnung der Buchsen 21 und 23 und die linke Anordnung der Buchsen 22 und 24 im wesentlichen in .der Konstruktion einander gleich sind mit der Ausnahme, daß sie in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind. Infolgedessen soll die Erfindung nur in Bezug auf die rechte Anordnung der Buchsen 21 und 23 beschrieben werden, da sich die Konstruktion und die Funktion der linken Anordnung aus der Beschreibung der rechten Anordnung für den Fachmann ohne weiteres ergibt.

Die äußeren Enden der Buchsen 21 und 23 sind mit Ausnehmungen 37 und 38 versehen, die mit der Ausnehmung 35 zusammenpassen, und sie sind mit tragenden Flächen 39 und 40 versehen, die im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Endfläche des Gehäuses 13 verlaufen.

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"Sin innerer O-Ring 41 ist um den Umfang der tragenden Flächen 39 und 40 eingesetzt/ um eine Niederdruckkammer 42 abzudichten, die zwischen den tragenden Flächen 39 und 40 und der Endplatte 11 gebildet ist. Diese Kammer 42 steht hydraulisch in Verbindung mit der Ansaugöffnung 31, und zwar durch axiale Rinnen 43 und 44, die in den inneren Buchsen 25 und 27 gebildet sind, und ringförmige Nuten 45 und 46 an den Wurzeln der Achsen 17 und 19 der Zahnräder 15 und 16. Der Druck in der Kammer 42 ist deshalb während des Betriebs gleich dem Druck in der Ansaugöffnung 31, und er wirkt auf die Buchsen 21 und 23, so daß diese gegen die Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16 mit optimaler Belastungskraft gepreßt werden. Die Ausbildung der tragenden Flächen 39 und 40, das heißt die Ausbildung der Niederdrudekammer 42, sind so getroffen, daß die Kammer 42 in Bezug auf die Längsachsen der Achsen 17 und 19 exzentrisch ist, wodurch die Teile der inneren Enden der Buchsen 21 und 23, die dem niedrigen hydraulischen Druck in der Kammer 42 ausgesetzt sind, die Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16 nicht nur in der Ansaugöffnung 31, sondern auch in dem Druckübergangssektor abdichten können, wo sich der hydraulische Druck in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Zahnradpumpe 10 und der Temperatur der gepumpten Flüssigkeit verändert. Die in die Kammer 42 aus der Ansaugöffnung 31 durch die ringförmigen Nuten 45 und 46 an den Wurzeln der Achsen 17 und 19 und die axialen Rinnen 43 und 44 der inneren Buchsen 25 und 29 aufgenommene Flüssigkeit wird zur Ansaugöffnung durch einen Rückfluß- oder Leckdurchgang 47 zurückgeben, der durch Nuten

en
begrenzt ist, die in den angrenzend flachen Oberflächen der Buchsen 21 und 23 gebildet sind. Infolgedessen dient die zirkulierende Flüssigkeit auch zur Schmierung und zur Kühlung der aneinander reibenden Flächen der inneren Buchsen 25 und 27 und der Achsen 17 und 19.

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-w*

Die inneren und äußeren O-Ringe 41 und 36 bilden eine Hochdruckkammer 48, welche die Niederdruckkammer 42 umgibt. Im einzelnen ist die Hochdruckkammer begrenzt durch die Ausnehmung 35 des Gehäuses
13 und Ausnehmungen 37 und 38 der Buchsen 31 und 23 und die Endplatte 1 1 , und sie steht in Verbindung mit der Auslaßöffnung 32 durch
eine Verbindungsleitung 49, die in der Bohrungswand des Gehäuses 13 gebildet ist, so daß der hohe hydraulische Druck als Belastungsdruck auf die äußeren Enden der Buchsen 21 und 23 in der Hochdruckkammer
48 wirkt. Infolgedessen können die Enden der Buchsen 21 und 23 unter hohem Druck die Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16 in dem Druckübergangssektor neben dem Hochdrucksektor und dem Hochdrucksektor einschließlich der Auslaßöffnung 32 abdichten.

Erfindungsgemäß sind in den tragenden Flächen 39 und 40 der Buchsen 21 und 23 an den Stellen, die jeweils dem Übergangssektor zwischen dem Niederdrucksektor oder der Ansaugöffnung und dem Druckübergangssektor entsprechen, Ausnehmungen 50 und 51 gebildet. Die
innere Seite jeder Ausnehmung 50 oder 51 ist offen und grenzt an
die äußere Fläche der inneren Buchse 25 oder 27 an, die in die äussere Buchse 21 oder 23 eingesetzt ist, wie es am besten aus Fig. 3
zu sehen ist. Mit anderen Worten bildet die äußere Fläche der inneren Buchse 25 oder 27 die Innenwand der Ausnehmung 50 oder 51 . Die
Ausnehmungen 50 und 51 stehen in Verbindung mit den Räumen zwischen den Zähnen in dem Druckübergangssektor der Zahnräder 15 und 16, und zwar durch Durchgänge 52 und 53, die axial durch die Buchsen 21 und 23 gebohrt sind. Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist ein
becherförmiges Dichtungselement 54 oder 55 in die Ausnehmung 50 oder 51 eingesetzt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch eine zweite
Hochdruck- oder Mitteldruckkammer gebildet wird. Der von dem Druckübergangssektor übertragene Mitteldruck übt die Belastungskraft auf

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die Buchse 21 oder 23 in der Mitteldruckkammer 50 oder 51 aus.

Wie vorher beschrieben, ändert sich der Druck in dem Druckübergangssektor über einen beträchtlich weiten Bereich, und zwar abhängig von verschiedenen Betriebsfaktoren, wie die Drehgeschwindigkeit, die Temperatur der behandelten Flüssigkeit usw., so daß der wirksame Betrieb der Zahnradpumpe 10 auf einen bestimmten Bereich der Drehgeschwindigkeit beschränkt ist. Bei hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten werden die Belastungskräfte unausgeglichen, so daß der Leckstrom von der Auslaßöffnung zur Ansaugöffnung vergrößert wird mit dem Ergebnis eines Abfallens des volumetrischen Wirkungsgrades und des Anstieges der Abnutzung der aufeinander reibenden Flächen der Buchsen 21 und 23 und der Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16.

Die wirksame Fläche der Ausnehmung 50 oder 51 kann so ausgewählt werden, daß sie gleich oder etwas größer ist als die Querschnittsfläche des Raumes zwischen den Zähnen der Zahnräder 15 und 16, so daß die Belastungskraft in der Mitteldruckzone 50 oder 51 weich der Druckänderung im Druckübergangssektor folgen kann. Infolgedessen kann die optimale Belastungskraft unabhängig von der Drehgeschwindigkeit und der Temperatur der behandelten Flüssigkeit erreicht werden.

Die Druckdifferenz in den Hochdruck- und Mitteldruckkammern 48 und 50 oder 51 ist relativ geringer, so daß die Wand 56 oder 57 zwischen ihnen in der Dicke reduziert werden kann, ohne daß irgendein nachteiliger Effekt auf die mechanische Festigkeit bewirkt wird. Dies bedeutet, daß die wirksame Fläche der Mitteldruckkammer 50 oder

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der Mitteldruckkammer in einem begrenzten Bereich vergrößert werden kann.

Da die Mitteldruckkammern 50 und 51 in den äußeren Enden der Buchsen 21 und 23 angeordnet sind, können sie verhältnismäßig leicht hergestellt werden. Außerdem wird keine Kraft von den Dichtungsgliedern 54 oder 55 auf die Buchse 21 oder 23 ausgeübt, so daß die Belastungskraft in der Mitteldruckkammer 50 oder 51 nur durch den hydraulischen Druck in dem Druckübergangssektor erzeugt wird. Deshalb kann ein optimaler Ausgleich zwischen den Belastungskräften erreicht werden.

Während des Betriebes sind die rechten und linken Anordnungen der Buchsen 21 bis 24 gut ausgeglichen, und sie dichten die Seitenflächen 33 und 34 der Zahnräder 15 und 16 optimal ab, wobei die Belastungskräfte in der beschriebenen Weise von den Niederdruck-,Mitteldruck- und Hochdruckkammern aufgenommen werden.

Anstelle des becherförmigen Dichtungsgliedes 54 oder 55 (Fig. 4) kann ein kastenförmiges Dichtungsglied 58 (Fig. 5) verwendet werden, das mit dem Durchgang 52 durch eine Öffnung 59 verbunden ist. In diesem Falle ist es zur Erreichung einer besseren Dichtwirkung vorteilhaft, die innere Wand nach auswärts leicht aufzuweiten, so daß die innere Wand eine kleine Kraft auf die Buchse 21 in deren Axialrichtung ausübt, wenn die Endplatte 11 am Gehäuse 13 befestigt wird.

Mit dem Dichtungsglied 54 oder 58 ist die Mitteldruckkammer oder die Ausnehmung 50 oder 51 nach dem Zusammenbau im wesentlichen mit Luft gefüllt. Wenn also der Druck in der Mitteldruckkammer 50 oder 51 sich in Abhängigkeit von der Druckänderung im Druckübergangssek-

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-u-

tor während des Betriebes häufig ändert, wird Wärme erzeugt, die zu einer kürzeren Lebensdauer des Dichtungsgliedes 50 oder 58 führt. Um dieses Problem auszuschalten, kann eine Füll-Gegenausgleichdichtung 60 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt zusammen mit einer Unterstützugjnsdichtung 61 verwendet werden, wodurch das Volumen der Mitteldruckkammer 50 oder 51 verringert werden kann.

Die Erfindung ist vorstehend in Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert. Selbstverständlich ist die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Beispielsweise können die Belastungskräfte nur auf eine Seitenfläche der Zahnräder aufgebracht werden anstelle auf beide Seitenflächen, wie es oben beschrieben ist. Infolge-dessen ist es selbstverständlich, daß Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens vorgenommen werden können, wie er in den folgenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

.J Zahnradpumpe, gekennzeichnet durch

a) ein Gehäuse (13) mit einer Pumpenradbohrung (14),

b) eine Ansaugöffnung (31) und eine Auslaßöffnung (32), die sich beide in die Pumpenradbohrung öffnen,

c) ein Paar ineinandergreifende, in der Bohrung drehbar angeordnete Pumpenräder (15,16),

d) die Wellen der Pumpenräder drehbar lagernde Buchsen (21 bis 24), die in der Pumpenradbohrung (14) axial verschiebbar sind,

e) eine Niederdruckkammer (42), die auf jeder Seite des Gehäuses durch die äußeren Enden der angrenzenden Buchsen (21 bis 24),eine Endplatte oder Abdeckplatte (11,12) des Gehäuses und einen 0-Ring (41),, der den Außenumfang der Niederdruckkammer (42) begrenzt, abgegrenzt ist, wobei die Niederdruckkammer (42) hydraulisch mit der Ansaugöffnung (31) verbunden ist, um den hyraulischen Druck an der Ansaugöffnung aufzunehmen, wobei die Niederdruckkammer so ausgebildet ist, daß auf die angrenzenden Buchsen (21 bis 24) die Belastungskraft so ausgeübt wird, daß der Teil ihrer der Niederdruckkammer entsprechenden Enden die Seitenflächen (33,34) der Zahnräder (15,16) in der Ansaugöffnung (31) und einen Teil des Druckübergangssektors und in der Nähe der Wellen (17 bis 20) der Räder abdichtet,

f) eine die Niederdruckkammer (42) umgebende und auf jeder Seite des Gehäuses durch die äußeren Enden der angrenzenden Buchsen (21 bis 24), durch die End- oder Abdeckplatte (11,12), das Gehäuse (13) und den O-Ring (36) , der den Außenumfang des Hochdruckbereiches begrenzt, abgegrenzte Hochdruckkammer (48), wobei die Hochdruck-

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kammer mit der Auslaßöffnung (32) hydraulisch verbunden ist, um den hydraulischen Druck an dieser Auslaßöffnung in die Hochdruckkammer (48) aufzunehmen, so daß der hydraulische Druck in der Hochdruckkammer die Belastungskraft auf die angrenzenden Buchsen (21 bis 24) ausübt, wodurch der Teil ihrer der Hochdruckkammer entsprechenden inneren Enden die Seitenflächen (33, 34) der Zahnräder (15,16) in dem verbleibenden Teil des Druckübergangssektors und die Auslaßöffnung (42) abdichtet, und

g) eine Mitteldruckkammer (50,51) im äußeren Ende jeder angrenzenden Buchse (21 bis 24) in der Niederdruckkammer (42), die mit dem Raum zwischen den Zähnen der Zahnräder im Druckübergangssektor verbunden sind, wobei die Mitteldruckkammer begrenzt ist durch eine im äußeren Ende der Buchse (21 bis 24) vorgesehene und sich in die axiale Bohrung der Buchse öffnende Ausnehmung, die äußere Fläche einer in die axiale Bohrung eingesetzten inneren Buchse (25 bis 28),die eine Wand der Ausnehmung an deren offenen Seite bildende äußere Fläche und ein in die Ausnehmung eingesetztes Dichtungselement (54,55) zur Abdichtung der Mitteldruckkammer (50,51) gegen die Niederdruckkammer (42), wobei die wirksame Fläche der Mitteldruckkammer (50,51) gleich oder etwas größer ist als die Querschnittsfläche des Raumes zwischen den Zähnen der Räder (15,16).
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (54) für die Mitteldruckkammer becherartig

ausgebildet ist..
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement für die Mitteldruckkammer eine kastenförmige

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hohle Dichtung (58) mit einer eine Seitenwand durchsetzenden öffnung (59) für die Verbindung mit dem Raum zwischen den Zähnen der Zahnräder ist.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Dichtungselement für die Mitteldruckkammer eine Füll-Gegenausgleichsdichtung (60) ist.
5. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Unterstützungsdichtung (61) über der Gegenausgleichsdichtung (60) aufgebracht ist, und zwar im Bereich des Kopfendes dieser Gegenausgleichsdichtung (60) .

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