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Zahnradpumpe Die Erfindung bezieht sich ,auf Hochdruckzahnradpumpen,
die mit Mitteln versehen sind, um axial verschiebbare Stirnplatten oder Lagerbuchsen
mit Hilfe von hydraulischem Druck mit den Seitenflächen der Zahnräder in Berührung
zu halten.
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Die britische Patentschrift 572 967 beschreibt eine Zahnradpumpe,
welche - aus einem Gehäuse mit parallelen, sich überlappenden, die miteinander kämmenden
Zahnräder enthaltenden zylindrischen Kammern besteht. Die Zahnräder sind mit sich
in entgegengesetzter Richtung erstreckenden Achszapfen versehen, die innerhalb des
Gehäuses in Lagerbuchsen angeordnet sind. Diese Lagerbuchsen stehen in axiale@m,
losem Kontakt mit den Seitenflächen der Zahnräder. Die Verbindung zwischen den einander
berührenden Teilen wird dabei dadurch hergestellt, daß einem Teil des Druckmediums
von der Druckseite der Pumpe her zu einer Kammer hinter den Lagerbuchsen Zutritt
gewährt wird.
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Der durch die P@umpwirkung erzeugte Druck in den Zahnlücken fällt
von der Druck- zu der Einla.ßseite der Pumpe auf dem Zahnradumfang von dem Ausstoßdruck
auf den Einlaßdruck ab, während der auf die Rückseite der Stirnplatten oder Lagerbuchsen
einwirkende Druck auf der ganzen Fläche gleichmäßig ist. Die resultierenden Komponenten
der Druckbelastungen auf den den Zahnrädern zugekehrten Innenseiten und auf den
Außenseiten der Platten oder Buchsen, wodurch diese einwärts gedrückt werden, stellen
also Kräfte dar, die einander entgegengesetzt gerichtet sind, jedoch nicht
auf
der -gleichen Linie liegen. Dareus ergibt .sich ein ungleichmäßiger Reibungsdruck
zwischen den aneimanderliegenden Seiten der Lagerbuchsen oder Stirnplatten und der
Zahnräder..
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De Erfindung hat die Aufgabe, diese Ungleichmäßigkeit des Reibungsdruckes
zu vermindern oder *zu, beseitigen und eine Verringerung des einwärts gerichteten
hydraulischen Belastungsüberschusses zu ermöglichen, der erforderlich ist, um zwischen
den aneinanderliegenden Flächen einen wirksamen Reibungskontakt -aufrechtzuerhalten.
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Gemäß der Erfindung hat die. Zahnradpumpe Lagerbuchsen Moder Stirnplatten,
die mit den Seiten der Zähnräder durch axiiallen Druck in loser Verbindung gehalten-
werden, indem einer Klammer auleiner Seite der Lagerbuchsen :oder Stirnplatten von
:der Druckseite der Pumpe her der Druck des Druckmediums zugeführt wird, wobei sein
Flächenteil der Lagierbuchsen oder Stirnplatten in der Kammer an der Saugseite der
Pumpe gegen den Drrwck des Druckmediums isoliert ist.
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Zweckmäßig findet zur Isolierung gegen den Druckdes Druckmediums sein
verstärktes Dichtungselement, z. B. sein elastischer Ring, Verwendung, der gegen
den umgebenden Druck durch leine Platte oder leinen sonstigen Stützkörper in der
erforderlichen Stellung und Form gehalten -wird.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes -zeigt
die Zeichnung, und zwar ist Abb. i sein Schnitt durch leine Zahnradpurn p:e, bei
der sein Flächenbeil an dem Hinterende eines Lagerpaaries von :dem Druck des Druckmediums
freigehalten ivixd, Abb. 2 ein Schnitt nach Linie A-B. in Abb. i, Abb.3 und 4 gleiche
Schnitte wie Abb. 2 .durch andere Ausführungsformen zur Freihaltung einer Fläche
an Odem Hinterende der Lager von dem Druck des Druckmediums und Abb.5 lehne weitere
abgeänderte Ausführungsform des Dichtungselements.
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Blei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 4 ist das Pumpiengehäuse
i mit parallelen zylindri:schen, einander überlappenden Bohrungen 2 und 3 an der
Stelle, wo die beiden Bohrungen 2 und 3 ineinander übergehen, mit einem Einlaß 4
und einem Auslaß 5 und schließlich mit einem Verschlußdeckel6 versehen: Diiie Zahnräder
7 und 8 tragen entgegengesetzt ge iichbebe Achszapfen 9, 1 o, I i und
12, welche in vier Lagerbuchsen 13, 14, 15 und i6 angeordnet sind, welche
sich zwischen dem Gehäuse i und. den Zahnrädern 7 und 8 befinden. Nach ihrem Einbau
in das Gehäuse i werden so in den einander überlappenden Blohrungen zwei gegenüberliegende
Pumpenkammern gebildet. Jede der Lagerbuchsen 13, 14, 15, 16 hat,einen sich nach
iaußen erstreckenden, überall mit 17 bezeichneten Flansch und ist in. den Bohrungen
2 rund 3 seiner begrenzten axialen Bewegung fähig. D0.,- einander zugekehrten Flächen
der Flansche 17 sind flach. Ein Gummiring 18 sorgt für leine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen dem Gehäuse i rund dem Deckel 6. Zwischen den äußeren Stirnflächen
der Flansche 17 ,auf den Lagerbuchsen 13 und 16 und dem Dieckel 6 befindet
sich ein Raum 20. Diese Seiten der Flansche 17 sind so angeordnet, :daß sie mit
einem Teil. der Stirnseite des Gehäuses i leine flache öder nahezu flache Oberfläche
bilden. Die Kammer 20 steht auf seiner Seite mit der Drucksieite oder dem Auslaß
5 der Pumpe .durch eine Öffnung 21 in Verbindung, die durch Entfernung der axialen
scharfen Überlappungskante der beiden Bohrungen auf der Ausstoßselbe der Pumpe gebildet
wird. Auf der anderen Seite ist die Kammer 20 über leinen einen Durchlaßweg für
Sickerflüssigkeit bildenden Saugkanal 'a2 mit der Ans!augseiteoder dem Ein-1aß 4
der Pumpe verbunden. Eine Platte 23, die etwas -dünner ,als die Tiefe der Kammer
20 ist, hat einen Umriß, der im allgemeinen der benachbarten Begrenzung der Kammer
2o folgt.
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Ein elastisch nachgiebiger Ring 24 umgibt die Platte 23, und zwar
sind dies;,- Platte und der Ring 24 ,an der Einlaßseite der Pumpe ,angeordnet. Die
Platte 23 ist mit einer Öffnung 25 versehen, die mit dem Duxchlaßkanal für die Sickerflüssigkeit
in Verbindung steht. Der Raum innerhalb des Ringes 24 bildet eine Kammer 26, -während
der Raum außerhalb des Ringes 24 eine gesonderte Kammer darstellt, die mit der Druckseite
oder dem Auslaß 5 der Pumpe verbunden ist. Da die Kammer 26 gegenüber :der Druckseite
der Pumpe isoliert ist, steht -der Flächenteil der Stirnflächen der Flansche 17
der Lagerbuchsen 13 und 16, über den sich die Platte 23 und der Ring 24 erstrecken,
außerhalb der Druckwirkung des Druckmediums.
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Di;e mit dem Durchlaßkanal 22 für die Sickerflüssigkeit verbundene
öffnung.25 dient dazu, Teile des. Druckmediums, welche durch den elastischen Ring
24 durchgetreten sein sollten, zu der Einlaßseibe der Pumpe zurückzuführen, so daß
sich innerhalb des Ringes 24 Teeine Druckerhöhung einstellen kann.
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Um eine Druckanhäufung in den Räumen 36, 37, 38, 39 zwischen den Enden
der Buchsen und dem Gehäuse einerseits und dem Deckel 6 andenerseits zu verhindern,
steht der Raum 37 über einen Kanal 43 mit dem Raum 36 in Verbindung, der seinerseits
über den Längskanal. 4o in dem Zahnrad 8 mixt dem Raum 39 verbunden ist. Der Raum
39 steht schließlich durch den Kanal 42 mit dem Raum 38 in, Verbindung. An den Kanal-
42 schließt sich ein Kanal 41 an, der zu dem unteren Teil des Kanals 22 führt. Auf
diese Weise kann das Medium aus jedem, der Räume 36, 37, 38, 39 über den Kanal 41
zu der Einlaßseibe der Pumpe gelangen.
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Gemäß Abb. i ist für jede der Lagerbuchsen ein Dichtungsring 35 vorgesehen,
welcher den Austritt des Druckmediums aus der Kammer 20 verhindern soll.
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Blei der Ausführungsform nach Abb.3 und 4 ist die Anordnung und Ausbildung
der Pumpe im wesentlichen die gleiche wie im Fall der Abb. i,, mit der Ausnahme
der Mittel zur Abgrenzung des Druckbereiches in dem Raum 2o. Ferner ist hier kein.
Dichtungsring 35 (Abt. i) vorhanden, da das
Druckmedium in der Kammer
2o ausreichend durch das elastisch biegsame Dichtungselement 3o (Abb. 4) bzw. 26a
(Abb. 3) abgedichtet ist.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.3 bildet ein eingerollter elastisch
biegsamer Ring 26a die Grenzlinie einer Kammer 27, die nach der Druckseite hin offen
ist. Außerhalb des so abgegrenzten Bereiches der Kammer 27 befindet sich eine flache
Platte 23a, die eine weitere Kammer 28 bildet, @:-.elche über eine Öffnung 25a in
der Platte 23a mit der Niederdruckseite der Pumpe verbunden ist.
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Die Platte 23a hat einen Umriß, der einem Teil der Lagerbuchsen 13
und 16 und des Gehäuses i entspricht, wobei die gegenüberliegenden Enden 29 und
der Zwischenteil zwischen den Lagerbuchsen 13 und 16 konkav gestaltet sind. Diese
Formgebung der Platte 23a ermöglicht es zusammen mit der an dem Gehäuse i befestigten
Führungsplatte 45, den Ring -6a entsprechend den damit gegebenen Grenzlinien mit
der Platte 23a und der Führungsplatte 45 in Berührung zu halten, wenn das Druckmedium
der Kammer 27 zugeleitet wird. Die Platte 45 hat eine Öffnung 46, durch die das
Druckmedium eintreten kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.4 umgibt der ,elastisch biegsame
Ring 3o beide Lagerbuchsen 13 iund 16,undeine Platte 23v, die in der dargestellten
Weise geformt und mit einer Öffnung 25v versehen ist, durch welche zu dem oben in
Verbindung mit den Abb. i biss 4 erläuterten Zweck Leckflüssigkeit austreten kann.
Der Ring 3o wird durch den Druck des von der Druckseite der Pumpe her kommenden
Druckmediums in der Kammer 3 i mit den Lagerbuchsen 13 bzw. 16 und den Kanten der
Platte 23v in Berührung gehalten. Der von der Platte 23v eingenommene Raum bildet
die andere Kammer 32.
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Dias Dichtungselement nach Abb.5, welches in der beschriebenen Weise
für die Saugseite der Kammer bestimmt ist, besteht aus einem elastisch biegsamen
Ring 33, welcher ,auf einen metallischen Stützkörper 34 aufgebracht ist, der die
in Abb. 5 gezeigte Form hat, jedoch auch einen anderen gewünschten Umriß ,annehmen
kann.