DE925926C - Zahnradpumpe fuer hohe Druecke - Google Patents

Description

• Zahnradpumpe für hohe Drücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe für hohe Drücke, deren Zahnräder sich in ihrem Gehäuse selbsttätig auf ein Axialspiel an beiden Stirnflächen einstellen mit Hilfe von durch ständig zugeführte Flüssigkeit hergestellten Druckpolstern. Diese Druckpolster legen sich zwischen die Stirnflächen der Zahnräder und die anliegenden Gehäuseflächen und halten die Zahnräder auch bei verhältnismäßig großem Axialspiel in der Mitte zwischen den Gehäuseflächen. Dies kommt daher, daß bei der Längsverschiebung eines Zahnrades in dem schmaler werdenden Axialspalt der Flüssigkeitsdruck stark ansteigt und das Zahnrad wieder zurückdrängt.
• Bei einer bekannten Zahnradpumpe wird dies dadurch erreicht, daß von der Auslaßseite der Pumpe Druckflüssigkeit entnommen und den Seitenflächen der Zahnräder zugeführt wird. Die Wirksamkeit dieser Anordnung hängt dabei von dem Druck der geförderten Flüssigkeit ab; der hydraulische Wirkungsgrad der Pumpe wird außerdem verschlechtert durch den Verlust an Druckflüssigkeit, der wiederum vom Förderdruck und von der Größe des Axial-und Radialspiels abhängt.
• Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die beim Zahneingriff in den Zahnlücken unter hohen Druck gesetzte Flüssigkeit zum Erzeugen der Druckpolster benutzt wird. Diese sogenannte Quetschflüssigkeit entsteht zwangläufig beim Umlauf der Pumpe, ihr Druck und ihre Menge sind vom Förderdruck nickt abhängig. Sie mußte bisher durch geeignete Vorkehrungen abgeleitet werden, ohne einen besonderen Nutzen zu bringen. Ihr hoher Druck und dessen Pulsieren begünstigen das Selbsteinstellen der Zahnräder.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Schnitt durch die Pumpe, Fig. -> einen Schnitt nach II-II der Fig. i.
• Das Gehäuse der Zahnradpumpe besteht aus einem Oberteil i, einem Mittelteil z, einem Unterteil 3 und einem Lagerschild 4. In dem Ober- und Unterteil sind Lagerbohrungen 5 und 6 angebracht; in diesen gleiten Wellen 7 und 8 mit geringem Radialspiel. Auf diese Wellen sind Zahnräder 9 und io aufgeschrumpft. Sie passen in entsprechende Aussparungen des Mittelteils 2. Letzteres enthält zu beiden Seiten der Stelle i i, an der die Zahnräder ineinandergreifen, weitere Aussparungen 1ä und 13 (gestrichelte Linie der Fig.2). Die größere derselben, Aussparung 12, setzt sich in einer Bohrung 14 im Oberteil i fort, die mit der Saugleitung der Pumpe verbunden ist. Die kleinere der Aussparungen im Mittelteil ist durch eine Bohrung l 5 des Oberteils mit der Druckleitung der Pumpe verbunden.
• Das Mittelstück a ist etwas dicker als die Zahnräder 9 und io, so daß diese im zusammengebauten Gehäuse ein bestimmtes Axialspiel haben, beispielsweise 0,04 mm. In dem Ober- und Unterteil sind die den Zahnrädern zugekehrten Kanten der Lagerbohrungen 5 und 6 abgeschrägt, so daß Ringnuten 16 und 17 entstehen. Die Ringnuten jedes Teiles sind mit je einer geraden Nut i8 und ig über die Stelle des Zahneingriffs i i weg miteinander verbunden.
• Die Wellen 7 und 8 haben Längsbohrungen 2o und 21, die in einen gemeinsamen Hohlraum 22 im Unterteil 3 münden. Dieser ist durch einen nicht dargestellten Kanal mit der Saugseite der Pumpe verbunden. Die Welle 7 trägt auf der Antriebsseite Klauen 23, in diese greift mit entsprechenden Klauen ein Wellenstumpf 24. Dieser Wellenstumpf ist mit einem Kugellager 25 in dem Lagerschild 4 gelagert; er greift mit einer Verlängerung 26 in die Längsbohrung 2o der Welle 4, wo das verdickte Ende 27 dieser Verlängerung auf einem Bünd 28 im Innern dieser Bohrung gleitet. Dieses Gleitlager liegt in der Mittelebene des Zahnrads g.
• In dem Ende 27. der Verlängerung 26 ist eine Längsnut 29 angebracht.
• Der Wellenstumpf 24 ragt aus dem Lagerschild 4 heraus und ist mit einem Ring 3o gegen denselben abgedichtet. Er weist an seinem äußeren Ende einen Kegel 31 und eine Mutter 32 auf zur Befestigung eines Antriebsrads.
• Die verschiedenen Gehäuseteile werden mit Hilfe von Schrauben 33, Muttern 34 und Paßstiften 35 zusammengehalten.
• Auf das Zahnrad 9 wirkt nur das Drehmoment des Antriebs ein. Axiale Kräfte werden von ihm ferngehalten-durch die längs verschiebliche Verbindung der Welle 7 mit dem Wellenstumpf 24, kippende Momente sind vermieden durch die Lagerung der Welle 7 in den langen, genau passenden Bohrungen 5 und 6 und durch die Mittellage des Bundes 28. Wird die Pumpe an ein Rohrsystem angeschlossen, das z. B. C51 enthält, und angetrieben, so saugt sie durch die Bohrung 14 01 an, befördert es von der Aussparung 12 mit Hilfe der Zahnlücken zu der Aussparung 13 und drückt es durch die Bohrung 15 weg. Zwischen den Zahnlücken befindet sich C51 auch in der Nähe der Stelle i i, wo die Zahnräder ineinandergreifen; das Öl wird zu einem Teil in den Zahnlücken eingeschlossen und auf hohen Druck gebracht. Dieses Quetschöl entweicht auf beiden Seiten der Zahnräder durch die Nuten 18 und i9 in die Ringnuten 16 und 17. Da das Spiel der Wellen? und 8 in den Bohrungen 5 und 6 klein ist, kann nur ein kleiner Teil des Quetschöls durch dieses Lagerspiel entweichen. Dieses entweichende Lecköl schmiert die Gleitlager, fließt unmittelbar oder durch die Bohrung 2o, die Nut 29 und die Bohrung 21 in den Raum 22, schmiert das Kugellager 25 und gelangt zur Saugseite der Pumpe zurück durch den nicht dargestellten Verbindungskanal.
• Die Hauptmenge des Quetschöls schiebt sich von den Ringnuten 16 und 17, aus zwischen die Seitenflächen der Zahnräder und die gegenüberliegenden Flächen des Gehäuseober- und -unterteils. Der Öldruck in den Nuten 18 und ig auf beiden Seiten der Zahnräder ist gleich groß; ist das Axialspiel der Zahnräder auf beiden Seiten ebenfalls gleich groß, so fließt das C51 auf beiden Seiten der Zahnräder unter gleichem Druck zum Rand der Zahnräder hin ab. Wird ein Zahnrad axial verschoben, wird also das Axialspiel äuf einer Seite kleiner, so steigt auf dieser Seite der Druck des Quetschöls stark an, da der Abflußquerschnitt verengt ist. Auf der anderen Seite des Zahnrads wird der Druck -entsprechend vermindert; das Zahnrad wird unter dem Einfluß dieses Druckunterschiedes wieder so verschoben, daß das Axialspiel auf beiden Seiten gleich ist. Die Zahnräder können also die Flächen des Ober- und Unterteils nicht berühren, so daß Reibungsverluste vermieden werden. Wie die Erfahrung gezeigt hat, wirkt das Pulsieren des in regelmäßigen Abständen auftretenden Quetschöls beschleunigend auf diese Selbsteinstellung der Zahnräder. Der Druck des Quetschöls bleibt .stets gleich und ist von dem Förderdruck unabhängig, so daß die Zahnräder sich unter allen Betriebsbedingungen richtig einstellen.
• Das Quetschöl kann auch von der Stelle ii aus durch Kanäle zunächst den Bohrungen 5 und 6 oder Ringnuten in denselben zugeführt werden, so daß es von diesen aus in die Ringnuten 16 und 17 und unter die Seitenflächen der Zahnräder tritt. Das Spiel der Wellen 7 und 8 in den Bohrungen 5 und 6 muß dabei so eng sein, daß genügend Quetschöl zu den Zahnrädern strömt.
• Die Längsbohrungen 2o und 21 haben auch den Zweck, Unterschiede im Druck auf die Enden der Wellen 7 und 8 auszugleichen, da solche Unterschiede die Selbsteinstellung der Zahnräder behindern würden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zahnradpumpe für hohe Drücke, deren Zahnräder sich in ihrem Gehäuse selbsttätig auf ein Axialspiel an beiden Seitenflächen einstellen mit Hilfe von durch ständig zugeführte Flüssigkeit hergestellten Druckpolstern, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Zahneingriff in den Zahnlücken unter hohen Druck gesetzteFlüssigkeit zum Erzeugen der Druckpolster benutzt wird. a. Zahnradpumpe nach Anspruch i, deren Zahnräder auf in Gleitlagern laufenden Wellen sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zahnlücken verdrängte Flüssigkeit den Bohrungen der Gleitlager der Zahnräder zugeführt wird und von diesen Bohrungen zu einem Teil an die Seitenflächen der Zahnräder und von dort zum Umfang der Zahnräder fließt. 3. Zahnradpumpe nach Anspruch i, deren Zahnräder auf in Gleitlagern laufenden Wellen sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zahnlücken verdrängte Flüssigkeit unmittelbar unter die Seitenflächen der Zahnräder geführt und dort verteilt wird, wobei das Spiel zwischen Welle .und Lagerbohrung so bemessen ist, daß ein Teil dieser Flüssigkeit durch .die Gleitlager abströmt, ohne jedoch den Flüssigkeitsdruck an den Seitenflächen wesentlich zu senken. q.. Zahnradpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten derZahnräder in den anliegenden Gehäuseflächen um die Lagerstellen verlaufende Ringnuten angebracht sind und mindestens je eine weitere Nut die Stelle des Zahneingriffs mit diesen Ringnuten verbindet. 5. Zahnradpumpe nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten dadurch hergestellt sind, daß die inneren Kanten der Lagerbohrungen abgeschrägt sind. 6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder angetrieben werden von einem Wellenstück, das mit der Welle des einen Zahnrads durch eine längs verschiebliche Kupplung verbunden ist, mit einem Lager im Gehäuse aufgenommen ist und mit einer Verlängerung in die Welle eines Zahnrads hineinragt, in welcher es, vorzugsweise in der Mittelebene des Zahnrads, ein zweites Mal gelagert ist. 7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle im Innern der Welle so ausgebildet ist, daß die Druckflüssigkeit ungehindert von einem Ende der Welle zum anderen durch das Innere der Welle strömen kann. B. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder auf ihre Wellen aufgeschrumpft sind.