DE749529C - Zahnradpumpe als Benzineinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Zahnradpumpe als Benzineinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen

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DE749529C
DE749529C DEV36378D DEV0036378D DE749529C DE 749529 C DE749529 C DE 749529C DE V36378 D DEV36378 D DE V36378D DE V0036378 D DEV0036378 D DE V0036378D DE 749529 C DE749529 C DE 749529C
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/02Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Description

  • Zahnradpumpe als Benzineinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Bei Zahnradpumpen ist es bekannt, den zwischen den Zähnen zweier Ineinandergreifender Räder entstehenden Flüssigkeitsdruck dadurch zur Erzielung einer selbsttätig erfolgendenUmfangsabdichtung auszunutzen, daß die beiden Zahnräder ohne Wellen in ihren Gehäusebohrungen lose gelagert sind und der Antrieb des führenden Zahnrades mittels einer dieses und die Antriebsscheibe mit Spiel durchsetzenden Welle geschieht; so daß die Zahniiäder unter dem Flüssigkeitsdruck radial ausweichen .und an die Gehäusewandung abdichtend angedrückt werden können.
  • Ferner i'st es bei Zahnradpumpen, deren Zahnräder durch in -der -Gefiäusewandung gelagerte Wellen in unverändertem Achsenabstand gehalten sind;- nichtmehr neu, für diese Räder die Möglichkeit einer gewissen axialen Verschiebung in dem Pumpengehäuse vorzusehen und auf ihre eine Stirnseite eine gemeinsame, ebenfalls axial verschiebbare und sie auf der anderen Stirnseite unter Federdruck an die Gehäusewandung pressende Scheibe wirken zu lassen, um ein .dichtes seitliches Anliegen .der Zahnräder an der Innenfläche des Pumpengehäuses zu gewährleisten.
  • Keine dieser beiden Arten von Zahnradpumpen genügt den besonderen Anforderungen., die an eine Benzineinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen gestellt werden. Hier ergeben sich daraus, .daß Benzin sehr .dünnflüssig und nicht schmierend ist, für die Erzielung einer unbedingt zuverlässigen Abdichtung der Zahnräder gegeneinander und gegenüber der Pumpenkammerwandung erhebliche Schwierigkeiten. Die bei Brennstoffeinspritzpumpen erforderliche genaue und dauernd ,gleichbleibende Dosierung der Fördermenge verlangt aber nicht nur eine jeden Druckverlust vermeidende vollkommene Abdichtung, sondern auch ein sowohl an den Zähnen wie an den Seiten praktisch ohne Verschleiß vor sich gehendes Arbeiten der Zahnräder und die Verhütung jeder Möglichkeit ihres gegenseitigen Sperrens oder Festfressens. Weiterhin muß eineBenzineinspritzpumpe auch etwaige durch Filterbruch in das Benzin gelangte Eisenoxydkörnchen oder sonstige darin enthaltene kleine Fremdkörp: r durch ihr Inneres ohne Beeinträchtigung des einwandfreien Arbeitens der Zahnräder und ohne Beschädigung der Zahnflanken und der Gehäuseinnenfläche durchgehen lassen.
  • Der Gesamtheit dieser Anforderungen kann weder durch die Verwendung von lose in ihren Gehäusebohrungen gelagerten, unter dem Flüssigkeitsdruck ausweichenden Zahnrädern allein noch lediglich durch die Anordnung einer federbelasteten, die Zahnräder durch Einwirkung auf ihre eine Stirnseite mit ihrer anderen Stirnseite an die Pumpenkaminerwand andrückenden Scheibe genügt werden,da.jede dieser Maßnahmen für sich nur einzelnen der von einer Ben.zineinspritzpumpe zu erfüllenden Bedingungen Rechnung trägt. Nach der Erfindung wird nun eine Zahnradpumpe, die allen Erfordernissen cles Sonderfalles der Förderung von in Brennkraftmaschinen einzuspritzendem Benzin einwandfrei entspricht, dadurch erhalten, daß sie in ihrer Bauart die beiden an sich bekannten Merkmale vereinigt, die darin bestehen, daß einmal zwei ineinandergreifende, unter der Wirkung des Förderdruckes radial in der Pumpenkammer verschiebbare Zahnräder, von denen -das Antriebsrad mittels einer nicht starren Kupplung angetrieben ist, vorgesehen sind, und daß zum anderen diese beiden Räder von der einen Seite her durch eine axial verschiebbare, unter einem elastischen Druck stehende und beide Zahnräder überdeckende Dichtungsscheibe gegen die gegenüberliegende Pumpenkammerwand gedrückt werden.
  • Auf diese Weise ist eine Zahnradpumpe geschaffen, bei der die nicht nur radiale, sondern auch die axiale Verschiebungsmöglichkeit der Zahnräder in Verbindung mit der durch die druckbelastete Dichtungsscheibe gebildeten verstellbaren Pumpenkammerwand und der unstarren Antriebskupplung die selbsttätige Einstellung einer zuverlässigen Abdichtung der Zahnräder sowohl an den "Zylinder- und den Seitenflächen der Pumpenkammer wie an den miteinander kämmenden Zahnflanken auch für eine so außerordentlich dünnflüssige und .so wenig durch eigene Schmierwirkung die Abdichtung unterstützende Flüssigkeit wie Benzin gewährleistet und die elastische Nachgiebigkeit der tlie -zu dichtenden Flächen in gegenseitiger Berührung haltenden Druckkräfte die daueriicle Aufrechterhaltung dieser praktisch allseitigen Abdichtung ohne die Gefahr eine Festkleminens oder Festfressens der Zahnr ii(ler und mit einem Mindestmaß an Verschleiß sichert sowie bleichzeitig den Durchtritt von kleinen, etwa im Benzin enthaltenen Fremdkörpern durch die Pumpenkammer Ohne Störung des Betriebes und ohne Verktzung der dichtenden Flächen gestattet.
  • Die elastisch druckbelastete, verschiebbare Dichtungsscheibe macht praktisch die Anwendung von radial durch den Förderdruck verschiebbaren Zahnrädern bei einer Benzineinspritzpumpe erst möglich, da sie die bei dein nichtschmierenden, sehr dünnflüssigen Brennstoff Benzin erforderliche innige Berührung der Räderstirnseiten mit der Punipenkammerwand durch nachgiebigen Druck erzielt und aufrechterhält und daher den Förderdruck nicht an einer Radialverschiebung der Zahnräder hindert, während bei axial unverschiebbaren Zahnrädern und oiner in der Breite unveränderlichen Pumpenkainmer ein der hohen Dünnflüssigkeit von BenzinRechnung tragendes fugendichtesAufeinanderpassen der Seitenflächen entweder die radiale Verstellung der Räder durch den Flüssigkeitsdruck außerordentlich erschwert, wenn nicht ausschließt, oder in kurzem bei trotzdem vom Förderdruck bewirkter Radialverschiebung der Räder durch den damit verbundenen Verschleiß der Seitenflächen der Zahnräder und der Pumpenkaminerwand aufgehoben wird. Für die Dichtungswirkung der verschiebbaren, unter elastischem Druck stellenden Scheibe hinwiederum ist die lose, nicht an festgelegte Drehachsen gebundene Lagerung der Zahnräder in der Pumpenkammer insofern günstig, als sie das hei Benzin unerläßliche innige Aneinanderliegen der Seitenflächen der Räder und der Scheibe durch eine gewisse Lageriveränderlichkeit der Zahnräder erleichtert. Durch dieses Zusammenwirken der radial unter dem Förderdruck verschiebbaren Zahnräder und der elastisch gegen diese als seitliche Pumpenkamarnerwand gepreßten Dichtungsscheibe ergibt sich eine beim Einspritzen von Benzin in Brennkraftmaschinen mit praktisch vollkommener Abdichtung und geringstmögliehem Verschleiß sowie ohne Druck- und Flüssigkeitsverlust arbeitende Zahnradpumpe.
  • Um die axial verschiebbare Dichtungsscheibe unter elastischen Druck zu setzen, kann man auf sie eine an der Pumpenkammerwandung abgestützte Feder wirken lassen. Statt dessen kann man hierzu auch den Förderdruck der Flüssigkeit verwenden, indem man bereits im Druck erhöhte Flüssigkeit durch einen von . der Förderseite der Pumpenkammer abzweigenden Kanal auf die Außenseite der Dichtungsscheibe führt - und dadurch für .diese als Druckmittel nutzbar werden läßt. Ferner kann ein federnd nachgiebi.ger Druck auf die eine der beiden Seitenwände der Pumpenkammer :darstellende verstellbare Dichtungsscheibe auch mit Hilfe einer elastischen Packung übertragen werden, die hinter der Dichtungsscheibe vorgesehen ist und durch eine unter der Wirkung einer Anpreßschraube stehende Druckscheibe, wie sie bei Zahnradpumpen ohne radiale Verschiebbarkeit der Räderbekannt ist, unter Spannung gesetzt wird sowie dabei durch mehr oder weniger starkes Anziehen der Anpreßschraube in ihrer Druckwirkung= auf ,die, Dichtungsscheibe verändert werden kann.
  • Die Zeichnung veranschaulicht .die als Zahnradpumpe ausgebildete Benzineinspritzpumpe nach der Erfindung beispielsweise in zwei Ausführungsformen in Fig. i und 2 sowie in Fig. 3 und 4 im Querschnitt und im Längsschnitt.
  • Die Pumpe nach Fig. i und 2, welche durch die von ihr mit Benzin zu speisende Brennkraftmaschine von der Kurbel- oder Nockenwelle aus angetrieben wird, besteht aus zwei ineinandergreifenden Zahnrädern i und 2, z. B. aus sehr hartem Stähl, die in der Pumpenkammer g radial verschiebbar angeordnet sind und bei ihrer Drehung Benzin über den Kanal 8 ansaugen und über -den Kanal 3 nach der Brennkraftmaschine unter Druck fördern. Das Rad i, das keine im Pumpenkörper geführte Welle aufweist, wird durch das Rad 2 angetrieben, das seinerseits mittels einer nicht starren Kupplung 4, 1.g von .der Brennkraftmaschine in Umdrehung versetzt wird. Die beiden Zahnräder 1, 2 werden durch die von ihnen unter Druckgesetzte Flüssigkeit gegen die zylindrischen Innenflächen der Pumpenkammer g gepreßt, so daß an .diesen Stellen zwischen der Saug- und der Druckseite der Pumpenkammer eine zuverlässige Abdichtung erzielt wird.
  • Um eine sichere Abdichtung auch an den Seitenflächen der Räder i, 2 zu erreichen, ist eine mit einer Feder 2o belastete, axial verschiebbare Scheibe 5 vorgesehen, welche die beiden Räder überdeckt und diese von der einen Seite her gegen die gegenüberliegende Seitenwand der Pumpenkammer g .drückt. Die Dichtungsscheibe 5 kann aus Kunstharz oder einem anderen bei trockener fettloser Reibung hohe Drucke ohne übermäßigen Verschleiß aushaltenden Stoff bestehen. Da die Abdichtung der Räder gegenüber der Pumpenkammerwand durch elastisch nachgiebige Druckwirkung hervorgerufen und aufrechterhalten wird, ist ein gegenseitiges Festfressen der sich berührendenDichtungsflächen vermieden und außerdem der. Durchgang. etwaiger im - Benzin - enthaltener kleiner Fremdkörper durch die Pumpe ohne Nachteil für diese ermöglicht: ' Beider in Fig. 3 und 4. dargestellten Zahnradpumpe, die Benzin durch den Kanal 40 ansaugt und durch den Kanal 41 weiterfördert, ist auf der Außenseite der an der einen Seitenfläche der Zahnräder 31, 32 anliegenden Dichtungsscheibe 2i, z. B. aus Kunstharz, eine elastische Packung 22 vorgesehen, die aus Kork, Buna oder einem anderen federnd nachgiebigen Stoff .besteht und durch eine Schraube 24 unter Vermittlung einer Druckscheibe 23 gegen die Räder ge-"preßt wird. Die Zahnräder 31, 32 sind in der Pumpenkammer 26 lose gelagert, so daß sie unter der Wirkung des Förderdruckes sich radial an die zylindrischen Teile der Pumpenkammer 26 dicht anlegen. Um den von der Pumpe erzeugten Förderdruck auch auf .die Dichtungsscheibe 21 wirken zu lassen, kann der zwischen der Druckscheibe 23 und dem Pumpengehäuse 27 gelegene Raum 2@5 mit der Druckseite der Pumpenkammer 26 durch einen Kanal 35 in Verbindung stehen. .Durch entsprechendes Anziehen .der Schraube 24 kann .der Druck, mit dem .die Dichtungsscheibe 21 an den Rädern 31, 32 anliegt, nach Bedarf nachgestellt -,werden.
  • Ebenso wie für die Einspritzung von Benzin ist die Zahnradpumpe nach .der Erfindung auch für die Zuführung anderer nicht schmierender flüssiger Treibstoffe, wie z. B. der durch die Destillation ihres ,schmierenden Bestandteiles beraubten Diesel- oder Gasöle, zu Brennkraftmaschinen mit Vorteil verwendbar.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zahnradpumpe als Benzineinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch die Vereinigung der an sich bekannten beiden Merkmale, daß zwei ineinandergreifende, unter der Wirkung .des Förderdruckes radial in der Pumpenkammer (g) verschiebbare Zahnräder (1, 2 bzw. 31, 32), von denen das Antriebsrad (2 bzw. 32) mittels einer nicht starren Kupplung (.4, ig) angetrieben ist, vorhanden sind, und daß diese Räder (1, 2 bzw. 31, 32) von der einen Seite her durch eine axial verschiebbare, unter einem elastischen Druck stehende und beide Zahnräder überdeckende Dichtungsscheibe (5 bzw. 21) gegen die gegenüberliegende Pumpenkammerwa.nd gedrückt werden.
  2. 2. Pumpe nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Kanal (35), der die bereits im Druck erhöhte Förderflüssigkeit auf die Außenseite der Dichtungsscl,eib.e.. :(2 i) führt.
  3. 3. Pumpe nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Dichtungsscheibe (2I) eine elastische Packung (a2) vorgesehen ist, die durch eine Druckscheibe (23) mit Anpreß.schraube (2q.) unter Druck gesetzt ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 646 962, 450 436, 440 425 französische Patentschriften - 8226o0, 638 786; USA.-Patentschriften ...... - 1981 6r9, 1 541435, 1 285 819.
DEV36378D 1938-12-22 1939-12-21 Zahnradpumpe als Benzineinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen Expired DE749529C (de)

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