DE4414319C2

DE4414319C2 - Innenzahnriemenpumpe

Info

Publication number: DE4414319C2
Application number: DE4414319A
Authority: DE
Inventors: Dieter Brox
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: ATE161316T1; EP0684384B1; DE4414319A1; AU3556395A; CN1085787C; AU692603B2; GR3026378T3; ES2113688T3; JPH09512319A; CZ310196A3; CA2188758A1; DE19510079A1; CN1146794A; DE59501120D1; US5782623A; EP0684384A1; CZ285350B6; WO1995029339A1

Description

Ursprünglich waren Pumpen für die Förderung von Wasser entwickelt worden. Die daraus resultierenden wenigen technischen Anforderungen konnten mit einer geringen Anzahl von Bauarten erfüllt werden. Heute ist eine Vielzahl von Pumpenbauarten erforderlich, um die spezifischen Anforderungen der vielen Einsatzgebiete für alle Arten von Flüssigkeiten zu erfüllen. Pumpen lassen sich in zwei Hauptgruppen, in die Gruppe der Kreiselpumpen und in die Gruppe der Verdrängerpumpen aufteilen.

Die Kreiselpumpen eignen sich für die Förderung von unterschiedlichsten,auch nichtschmierenden Flüssigkeiten, sind aber im allgemeinen nicht selbstansaugend und als drehzahlgeregelte Pumpe über den gesamten Drehzahlbereich nicht geeignet.

Die Verdrängerpumpen, in erster Linie Zahnradpumpen und Schraubenspindelpumpen sind ebenso wie die anderen bekannten Verdrängerpumpen empfindlich gegen Fremdkörper und ohne besondere Vorkehrungen für nichtschmierende Flüssigkeiten ungeeignet.

Unter den Verdrängerpumpen ist eine Zahnriemenpumpe aus der US 2745355 bekannt, die mehrere Zahnscheiben aufweist, welche mit einem Zahnriemen im Eingriff stehen. Saug-und Druckraum müssen bei dieser Pumpe durch gesonderte Distanzstücke voneinander getrennt werden. Die DE 25 60 128 C2 zeigt eine Pumpe mit einem Förderriemen, der auf zwei Riemenscheiben umläuft. Diese Zahnriemenpumpe weist ein gegenüber der US 2745345 anderes Funktionsprinzip auf, in dem durch Änderung der Krümmung der Bewegungsbahn die zwischen den Zahnköpfen befindlichen Arbeitskammern ihren Querschnitt ändern. In der DE 42 18 148 C2 wird eine Zahnriemenpumpe mit einer Riemenscheibe und zwei seitlich anliegenden Riemenführungsrollen beschrieben, die einen endlosen Zahnriemen mit nach außen weisenden Zähnen innerhalb des Pumpengehäuses umlaufen lassen. Durch die Anordnung der Zahnriemenscheibe mit den seitlich angeordneten Umlenkrollen wird der umlaufende Zahnriemen einem erheblichen Biegewechsel mit Gegenbiegung unterzogen, der nach einiger Betriebszeit zur Materialermüdung und zum Riemenbruch führen kann.

Aus der DE-OS 25 58 074 ist bereits eine Innenzahnriemenpumpe bekannt, deren Funktion ähnlich der Pumpe nach der DE 25 60 128 C2 ist.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Innenzahnriemenpumpe zu gestalten, die selbstansaugend auch nichtschmierende Flüssigkeiten drehzahlgeregelt im mittleren Druckbereich Fördern und Dosieren kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Innenzahnriemenpumpe besteht aus einem zylinderförmigem Gehäuse 1, in dem eine drehbare, zentrisch gelagerte Antriebswelle 2 mit einer formschlüssigen Verbindung eine Zahnscheibe 3 trägt.

Durch die Innenverzahnung des Zahnriemens 4 in Verbindung mit den am Zahnriemenrücken anliegenden drehbar gelagerten Führungsrollen 5 und 6 und der Zahnscheibe 3 wird ein günstiges Eingriffsverhältnis erreicht, das heißt, es sind immer alle innerhalb des Eingriffsbereichs 27 zwischen den Fuhrungsrollen 5 und 6 befindlichen Zähne der Zahnscheibe 3 und des Zahnriemens 4 voll im Eingriff. Der Teilkreis des Zahnriemens 4 wird im Eingriffsbereich 27 durch die Führungsrollen 5 und 6 dem Teilkreisradius 25 um den Zahnscheibenmittelpunkt 23 der Zahnscheibe 3 angepaßt. Ebenfalls vom Zahnscheibenmittelpunkt 23 ausgehend ist der Radius 26 des Zahnriemenrückens mit dem Radius der Gehäuseinnenwand 7 innerhalb des Eingriffsbereichs 27, jedoch mit geringem Laufspiel (Spalt) identisch.

Nach Verlassen des Eingriffsbereichs 27 beim Überrollen der Führungsrolle 6 in Drehrichtung beschreitet der Zahnriemen 4 mit seinen Zahnköpfen gleitend und dichtend eine kreisförmige Umlaufbahn um den zweiten Mittelpunkt 22 mit dem zweiten Teilkreisradius 24 auf der Umfangsfläche 18 des sichelförmigen Füllstückes 8, währenddessen der Riemenrücken mit geringem Spalt und berührungsfrei zur Gehäuseinnenwand 9 die gleiche Umlaufbahn beschreitet. Die kreisförmige Umlaufbahn endet bei Wiedereintritt in den Eingriffsbereich 27 und dem Wechsel zum Zahnscheibenmittelpunkt 23, ein neuer Umlauf des Zahnriemens 4 beginnt.

Zwischen dem Ende des Eingriffsbereichs 27 in Drehrichtung der kämmenden Verzahnung gesehen wird nach dem Öffnen der Verzahnung ein Saugraum 10 gebildet, welcher durch die verzahnten Flächen von Zahnriemen 4, Zahnscheibe 3 und dem sichelförmigen Füllstück 8 volumetrisch begrenzt ist. Desgleichen wird beim Schließen der Verzahnung am Anfang des Eingriffsbereichs 27 durch die Flächen der Verzahnung von Zahnriemen 4, Zahnscheibe 3 und dem sichelförmigen Füllstück 8 ein Druckraum 11 gebildet. Saug- und Druckraum werden seitlich durch das Pumpengehäuse und durch den Deckel 12 der Pumpe abgeschlossen.

Innwandig ist im Deckel 12 für die Verbindung vom saugseitigen Pumpeneingang 13 und dem Saugraum 10 ein Überströmkanal 14, für die Verbindung vom druckseitigen Pumpenausgang 15 und dem Druckraum 11 ein Überströmkanal 16 eingearbeitet.

Im Bereich des Druckraumes 11 ist eine Verbindungsnut 17 seitlich in die Fläche des Pumpengehäuses eingearbeitet, wodurch der Druck auf den Zahnriemen 4 kompensiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel noch weiter erläutert und anhand von Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der Vorderansicht einer Innenzahnriemenpumpe.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer Zahnriemenpumpe mit aufgeschraubtem Gehäusedeckel.

Fig. 3 zeigt eine Detailvergroßerung im Bereich des Zahneingriffs von Zahnriemen und Zahnscheibe.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Zusammenbauzeichnung mit aufgeschraubtem Gehäusedeckel.

Durch Antrieb der Antriebswelle 2 wird über eine formschlüssige Verbindung die Zahnscheibe 3 entsprechend der Pfeilrichtung in Drehung versetzt. Der Zahnriemen 4, welcher mit der Zahnscheibe 3 innerhalb des Eingriffsbereichs 27 in vollem Zahneingriff steht, wird außerhalb des Winkelbereichs 27 ebenfalls zu einer kreisförmigen Umlaufbahn jedoch um den Mittelpunkt 22 mit dem Teilkreisradius 24 zwischen der Gehausewandung 9 und der Umfangsfläche 18 des sichelförmigen Füllstücks 8 bewegt, wobei er einen Weg vom Saugraum 10 bis hin zum Druckraum 11 beschreitet. Vom saugseitigen Pumpeneingang 13 über den Überströmkanal 14 wird das Fördermittel von den Zahnlücken 19 der Riemenscheibe 3 und den Zahnlücken 21 des Zahnriemens 4 entlang den Begrenzungsflächen 18 bzw. 20 zum Druckraum 11 transportiert, wo durch die kämmende Verzahnung von Zahnscheibe 3 und Zahnriemen 4 das Fördermittel aus den Zahnlücken 19 und 21 über den Überströmkanal 16 zum druckseitigen Pumpenausgang 15 verdrängt wird.

Claims

1. Innenzahnriemenpumpe mit folgenden Merkmalen:

a) in einem zylinderförmigen Gehäuse (1) wird durch eine drehbare, zentrisch gelagerte Antriebswelle (2) mit einer formschlüssigen Verbindung eine Zahnscheibe (3) getragen;
b) durch zwei am Zahnriemenrücken anliegende, drehbar ge lagerte Führungsrollen (5, 6) ist ein Eingriffsbereich (27) festgelegt, innerhalb dessen die Innenverzahnung des Zahn riemens (4) mit der Außenverzahnung der Zahnscheibe (3) voll im Eingriff steht;
c) der Teilkreis des Zahnriemens (4) ist innerhalb des Ein griffsbereichs (27) durch die am Zahnriemenrücken anlie genden Führungsrollen (5, ,6) dem Teilkreis der Zahnscheibe (3) angepaßt;
d) innerhalb des Eingriffsbereichs (27) entspricht - abge sehen vom Laufspiel - ausgehend vom Zahnscheibenmittelpunkt (23) der Radius (26) des Zahnriemenrückens dem Radius der Gehäuseinnenwand (7);
e) außerhalb des Eingriffsbereichs (27) läuft der Zahnriemen (4) auf einer kreisförmigen Umlaufbahn um einen zweiten Mittelpunkt (22) mit einem zweiten Teilkreisradius (24) um, die Zahnköpfe des Zahnriemens liegen zwischen einem Saug raum (10) und einem Druckraum (11) gleitend und dichtend auf der Umfangsfläche (18) eines sichelförmigen Füllstücks (8) und der Zahnriemenrücken ist mit geringem Spalt und berührungsfrei zur Gehäuseinnenwand angeordnet;
f) in Drehrichtung der Verzahnung betrachtet ist am Ende des Eingriffsbereichs (27) der Saugraum (10) und am Anfang des Eingriffsbereichs der Druckraum (11) ausgebildet, wobei die Raume (10, 11) durch die Verzahnung von Zahnriemen und Zahnscheibe (3), das sichelförmige Füllstück (8), das seitliche Pumpengehäuse und einen Deckel (12) volumetrisch begrenzt sind,
g) die von den Zahnköpfen des Zahnriemens (4) und der Zahn scheibe (3) mit den Umfangsflächen (18, 20) des Füllstücks (8) gebildeten ersten und zweiten abgedichteten Zahnlücken (19, 21) fördern Flüssigkeit vom Saugraum (10) zum Druck raum (11).

2. Innenzahnriemenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innwandig im Deckel (12) für die Verbindung vom saug seitigen Pumpeneingang (13) und dem Saugraum (10) ein Über strömkanal (14) eingearbeitet ist.

3. Innenzahnriemenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß innwandig im Deckel (12) für die Verbindung vom druckseitigen Pumpenausgang (15) und dem Druckraum (11) ein Überströmkanal (16) eingearbeitet ist.

4. Innenzahnriemenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich in die Fläche des Pumpengehäuses (1) innerhalb des Druckraumes (11) eine Verbindungsnut (17) eingearbeitet ist, die den Druck auf die verzahnte Seite des Zahnriemens (4) mit dem des Zahnriemen rückens kompensiert.