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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.