DE3342385A1

DE3342385A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE3342385A1
Application number: DE19833342385
Authority: DE
Inventors: Günther Dr. 2081 Alvesloe Herrnring
Original assignee: Montblanc Simplo GmbH
Current assignee: Montblanc Simplo GmbH
Priority date: 1983-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1985-06-05
Also published as: DE3342385C2

Description

Zahnradpumpe.
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit zwei in Eingriff stehenden, achsparallel in einem Gehäuse zwischen seitlichen Gleitplatten gelagerte Zahnrädern, von denen mindestens eines aus Kunststoff besteht.
Zahnradpumpen mit ICunststoffZahnrldern sind bekannt. Sie zeichnen sicb durch Geräuscharmut beim-Betrieb aus. Übliche bekannte Zahnradpumpen arbeiten im Grunde wie ein Schöpfwerk, bei dem die Becher von den Zahnradflanken der miteinander - kämmenden Zahnräder definiert werden. Wie weit eine solche Pumpe selbstansaugend wirkt, hängt von der Abdichtung bzw. Rückströmung zwischen der Ansaug- und der Ausstoßseite der Pumpe ab. Gerade dieses Abdichtungsproblem macht den Aufbau einer solchen selbstansaugenden Pumpe mit sehr hoher Präzision immer kritische je kleiner die Pumpe gebaut werden soll.
Das in der Feinwerktechnik entwickelte Spritzgießen ermoglicht die Herstellung von Präzisionskleinteilen zum Beispiel aus Acetat und Acetalcopolimerisaten. Verwendet man gemäß dieser Technik hergestellte Pumpenzahnräder; so können diese die Forderungen nach Geräuscharmut, gutem Eingriff der Zähne, Abdichtung der beiden Pumpenräume nach langer Lebensdauer kleinem Abrieb und ausreichender Eigenelastizität erfüllen, sofern es sich nicht um extreme Betriebsparameter handelt.
Trotz Verwendung modernster Fertigungstechnik erweist es sich nach wie vor immer noch als schwierig bei höheren Drücken, bei intermittierendem Betrieb und bei besonders kleinen baulichen Abmessungen eine einwandfrei arbeitende Zahnradpumpe der einleitend genannten Art zu bauen.
Die Aufgabe der Erfindung liegt somit darin, eine Zahnradpumpe der einleitend genannten Art so auszubilden, daß sie auch bei aller kleinsten baulichen Abmessungen, beispielsweise bei Tintenversorgungssystemen für Füllfederhalter gemäß Patentanmeldung P 33 21 301.1, einwandfrei arbeitet.
Um diese Aufgabe zu lösen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Kunststoffzahnräder zu verwenden, die aus einer Nabe, aus einem ovalförmig verformbaren Zahnkranz und spiralig verlaufenden Nabe und Zahnkranz verbindenden Federarmen bestehen, wobei dann der Achsabstand der beiden Zahnräder geringfügig kleiner gewählt wird als die Summe der beiden Zahnrad-Teilkreisradien.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe beispielsweise erläutert.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit Antriebsmotor und Kupplung und Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1.
In den Seitenwasden eines Pumpengehäuses 1 ist in den Lagern 2 und 3 die Achse 4 für die Nabe 5 eines Kunststoffzahnrades 6 gelagert.
Der Zahnkranz 7 dieses Zahnrades 6 ist nicht in üblicher Weise fest mit der Nabe 5 verbunden, sondern steht mit der letzteren über drei spiralig verlaufende Federarme s in Verbindung (vgl. Fig. 2).
Das vorstehend beschriebene Zahnrad 6 ist im Gehäuse exzentrisch gelagert und arbeitet mit einem kleineren Zahnrad 16 zusammen, dessen Nabe 15 von einer Achse 14 getragen wird, deren zugehörige Lager 12 und 13 in eine Schieber 21 bzw. 22 ruhen. Die Führungen der Schieber 21 und 22 sind so gestaltet , daß sich die Schieber und damit auch die Achse 14 in einer Ebenen bewegen können, welche die beiden Achsen 4 und 14 verbindet. Diese Ebene deckt sich mit der Schnittebene A-B.
Da die Schieberanordnung 21/22 lediglich die Aufgabe hat, die beiden Achsen 4 und 14 näher zusammen oder auseinander zu führen, brauchen sich die Schieber 21/22 nicht exakt in der vorerwähnten Ebene A-B bewegen lassen. Fur eine etwas andere Ausrichtung der Schieber 21/22 ist lediglich zu beachten, daß die durch die Schieber ermöglichte Bewegung eine Bewegungskomponente hat, die sich in Richtung 4-14 der Ebene A-B erstreckt.
Die Zahnräder, mindestens aber das Zahnrad 6, bestehen aus einer in der Spritzgußtechnik zu verarbeitenden thermoplastischen Masse, beispielsweiSe aus Acetal-,Acetalcopolymerisat eier aus Polytetrafluorethylen. Wegen der vorgesehenen spiralig verlaufenden Federarme 8 kann das Zahnrad 6 zusammen mit dem Gegenzahnrad 1C s- eingebaut werden, daß sich in der Diametralebene des Pumpengehäuses eine Vorspannung ergibt, durch die das Zahnrad 6 eine ovale Verformung erleidet. Unter der vorhandenen Vorspannung wird der Zahnkranz 7 des Zahnrades 6 und der Zahnkranz 17 des Zahnrades 16 an der Innenseite des GehEuses in Anlage gebracht, da sich das Zahnrad 16 mit seiner Achse 14 unter der radialen Druckkraft des Zahnrades 6 ebenfalls nach außen bewegt. Anstatt das Zahnrad 16 achsverschieblich zu lagern, kann es auch wie Zahnrad 6 mit Federarmen ausgebildet sein.
Die beiden Zahnräder 6 und 16 bilden eine Zahnradpumpe, bei der in ublicher Weise die Zahnradflanken die Becher darstellen. Wie die Fig. 2 zeigt, kann das mit der Pumpe zu fördernde Medium am Anschlußstutzen 31 ein- und am Anschlußstutzen 32 austreten. Damit es zu dieser Pumpwirkung kommen kann, ist es selbstverständlich erforderlich, daß die beiden Zahnräder 6 und 16 an ihren Seitenflächen dichtend abgeschlossen werden. Hierzu dienen die beiden Gleitplatten 33 und 34, die vor allem im Bereich der Zahnkränze der beiden Zahnräder 6 und 16 mit geringer Reibung zum Angriff kommen müssen. Vorteilhafterweise sind die den Zahnrädern zugewandten Seiten der Gleitplatten 33 und 34 mit Titannitrid beschichtet. Im Hinblick auf die Bewegungsmöglichkeiten der Zahnräder 6 und 16 ist des weiteren vorgesehen, die Gleitplatten 33 und 34 mit elastischem Material, insbesondere mit Kunststoffschaum 35, 36 zu hinterfüttern.
Um die Reibung zwischen den Zahnrädern 6 und 16 und den Gleitplatten 33 und 34 im Ruhezustand der Pumpe hoch wählen zu können, damit in dieser Zeit die Pumpe als verläßliches Absperrventil wirkt, andererseits zur Energieersparnis in den Arbeitszeiten der Pumpe die Gleitreibung sich minimieren läßt, wird eine Vorrichtung vorgesehen, die es gestattet, die Gleitplatten 33 und 34 geringfügig abzuheben oder aber stärker an die Zahnräder anzudrücken, um eine besonders gute Abdichtung zu erzeuaen, so daß die Rückströmung ein gewunschtes Maß nicht überschreitet. Das Abheben der Gleitplatten 33, 34 von den Zahnrädern 6, 16 kann mechanisch, hydraulisch, permanent-magnetisch oder elektro-magnetisch erfolgen. Bei axialem Spiel in der Zahnradlagerung genügt im allgemeinen eine einseitige Abhebung.
Da die vorstehend beschriebene Pumpe vor allem für Miniatur-Dosier- und Regelpumpen vorgesehen ist, zeigt die Fig. 1 als Antrieb der Pumpe einen schematisch angedeuteten Schrittmotor 41, dessen Abtriebsachse 42 über eine ebenfalls schematisch dargestellte elektromagnetische Kupplung 43 mäh dem aus dem Pumpengehäuse herausstehenden Ende 44 der Achse 4 verbindbar ist.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche Zahnradpumpe mit zwei in Eingriff stehenden achsparallel in einem Gehäuse zwischen seitlichen Gleitplatten gelagerten Zahnradern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Zahnrader (6,16) aus einer Nabe (5), einem ovalförmig verformbaren Zahnkranz (7), spiralig verlaufenden, Nabe (5) und Zahnrad (7) verbindenden Federarmen (8) bestehen, und daß der Achsabstand (4-14) der beiden Zahnrader (6,16) geringfügig kleiner ist als die Summe ihrer Teilkreisradien.
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch=gekennzeichnet, daß die Zahnräder (6,16) aus Kunststoff hergestellt sind.
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit verformbarem Zahnkranz (7) versehenen Zahnrader (6,16) drei spiralig verlaufende Federarme (8) aufweisen.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnrader (6,16) unterschiedliche Durchmesser haben und allein das größere Zahnrad (6) mit spiralig verlaufenden Federarmen (8) versehen ist, und daß die Achslager (12,13) des kleineren Zahnrades (16) in Schiebern (21,22) angeordnet sind, die sich im Pumpengehäuse (1) im wesentlichen in einer die beiden Zahnradachsen (4,14) verbindenden Ebene verschieben lassen.
5. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnräder (6,16) aus gleichem Material bestehen.
6. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zahnrader (6,16) seitlich beaufschlagenden Gleitplatten (33,34) mit Titannitrid beschichtet sind und an den Zahnkränzen (7,17) mit geringer Reibungskraft anliegen.
7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatten (33,34) mit elastischem Material, insbesondere mit Kunststoffschaum (35, 36) hinterfuttert sind.
8. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einander beaufschlagenden Flächen der Zahnräder (6,16) und der Gleitplatten (31, 34) als Dichtflächen von minimaler Reibung mit Nuten und Lippen ausgebildet sind.
9. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine beim Ein- und Ausschalten der Pumpe wirksame Abhebevorrichtung, welche zur Reibungsverminderung im Betrieb die Gleitplatten (33, 34) von den Zahnrädern (6,16), an denen sie in Ruhe federnd anliegen, mechanisch, hydraulisch oder magnetisch abhebt, so daß die Antriebskraft auf ein zum wirksamen Betreiben der Pumpe noch notwendiges Minimum sinkt.