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Zahnradpumpe Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit einer Buchsenanordnung,
die den Zahnradzapfen als Lager dient und zur Abdichtung der Zahnradseitenflächen
mit Flanschen versehen ist.
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Gegenüber den bekannten Zahnradpumpen dieser Art ist die neue Zahnradpumpe
dadurch gekennzeichnet, da$ jeder Flansch mit seiner zugehörenden Buchse aus einem
Stück besteht und auf der von den Zahnrädern abgewandten Seite zwei in verschiedenen,
parallel zueinander und senkrecht zur Zahnräderachse verlaufenden Ebenen liegende
Druckflächen in Kreisringform aufweist, die einen Abstand von der benachbarten Gehäusewand
haben und von denen die eine Fläche jedes Flansches durch Durchlässe im Flansch
mit der Einlaßseite der Pumpe verbunden und nach dem PumpeneinlaB zu exzentrisch
zu der Zahnradachse versetzt ist, wobei jede dieser Flächen kleiner als die. zweite
Fläche auf dem Flansch ist, die durch .einen Kanal in dem Gehäuse mit der Auslaßseite
der Pumpe verbunden und exzentrisch zu der Zahnradachse angeordnet ist.
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Infolge dieser neuartigen exzentrischen Anordnung der beiden Druckflächen
ist die Pumpe befähigt,
einen den normalen Druckanstieg erschwerenden
höheren Druck als den normalen Einlaßdruck selbsttätig auszugleichen..
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung.
Es zeigt Fig. i einen gebrochenen Axialschnitt nach Linie i-i der Fig.2 einer druckbeaufschlagbaren
Zahnradpumpe mit zwei axial beweglichen druckbeaufschlagbaren Buchsen gemäß der
Erfindung, Fig.2 einen Querschnitt im wesentlichen nach der Linie 2-2 der Fig. i,
Fig.3 einen Teilschnitt im wesentlichen nach der Linie 3-3 der Fig.2 in größerem
Maßstäbe.
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In der Zeichnung ist eine Pumpe mit einem Teilgehäuse (Fig. i) dargestellt,
das aus einem Hauptteil 5 und einem rechten Abschlußglied oder Dekkel 6 besteht.
Diese Teile sind durch Bolzen 7 fest miteinander verschraubt und enthalten gemeinsam
zwei parallele, sich überschneidende Bohrungen oder Zahnradkammern 8 und 9 mit im
Eingriff stehenden Zahnrädern io und ii. Die Pumpenzahnräder haben aus einem Stück
mit ihnen bestehende hohle Drehzapfen 12 bzw. 13, deren linke Teile in passenden
Buchsen 14 und 15 sitzen, die sich im linken Teil der Zahnradkammern 8 und 9 befinden.
Die rechten Seiten der Zahnradzapfen 12 und 13 sitzen in druckbeaufschlagbaren Buchsen
16 und 17 an der rechten Seite der beiden Kammern 8 und 9. Die druckbeaufschlagbaren
Buchsen 16 und 17 sind in besonderer Weise gemäß der Erfindung ausgebildet, wie
noch beschrieben wird.
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Das obere Pumpenzahnrad io ist das Triebrad und läuft im Uhrzeigersinn
um (Fig. 2). In bei Pumpen üblicher Art ist der Drehzapfen 12 des oberen Zahnrades
io nach links (Fig. i) verlängert und mit einem geeigneten (nicht dargestellten)
Antrieb für den Zapfen gekuppelt. Flüssigkeit niederen Druckes wird dem Pumpengehäuse
durch den Kanal 18 in der linken Seite des Gehäuses (Fig. 2) zugeleitet, und Flüssigkeit
hohen Druckes läuft durch den Kanal i9 in der rechten Seite des Gehäuses ab. Die
Kanäle für den Einlaß und den Auslaß stehen mit der Einlaß- bzw. Ablauffläche der
Pumpenzahnräder in Verbindung. Die druckbeaufschlagbaren Buchsen 16 und 17 sitzen
in den Bohrungen 8 und 9 mit genügendem Spiel, damit sie sich gegenüber den Bohrungen
in Achsrichtung leicht bewegen können.
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Beim Arbeiten einer Pumpe dieser Art ist der von den Zahnrädern erzeugte
Ablaufdruck von der Ablaufseite her mit den Druckbelastungsflächen auf der Rückseite
der Buchsen durch einen axialen Durchlaß 2o verbunden. Ein rückwärtiges Entweichen
des Ablaufdruckes von den Druckbelastungsflächen wird durch eine geeignete Dichtung
verhindert, wie noch beschrieben wird. Durch die Dichtung gesickerter Druck kann
an den Einlaßdruck oder eine Zwischendruckzone durch gegeneinander konvergierende
Durchlässe 21 im Deckel 6 abgegeben werden, wie es bei druckbeaufschlagten Pumpen
bereits bekannt ist. Für eine Pumpe der dargestellten Art ist es kennzeichnend,
daß beim Pumpvorgang ein Druckanstieg über die neben den Zahnrädern liegenden Flächen
der Buchsen hinweg besteht, und zwar reicht der Druckanstieg von einem niederen
Druckwert, der dem Einlaßdruck an der Einlaßseite der Pumpe entspricht, bis zu einem
höheren Druckwert, der dem Ablaufdruck der Pumpe an ihrer Auslaßseite entspricht.
Andererseits ist der auf die Übertragungsflächen an der Rückseite der Flansche der
axial beweglichen Buchsen wirksame Druck gewöhnlich über die gesamte Ausdehnung
dieser dem Ablaufdruck ausgesetzten Flächen im wesentlichen gleich hoch.
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Der auf die Zahnradseitenflächen einwirkende Druck, der gegen den
Belastungsdruck an der neben der Ablaufseite der Pumpe liegenden Fläche wirkt, übersteigt
den auf die Zahnradseitenflächen wirkenden Druck, der gegen den Belastungsdruck
an der neben der Einlaßseite der Pumpe liegenden Fläche wirkt. Daher berühren die
axial beweglichen Buchsen 16 und 17 die Stirnflächen der Zahnräder mit einer entsprechend
größeren Kraft an der EinlaB-seite. Das führt zu einem größeren und insbesondere
zu einem ungleichmäßigen Verschleiß, der letzten Endes eine Zerstörung der Pumpe
beschleunigt. Andererseits kann die Pumpe als zweite Pumpe bei Hintereinänderschaltung
verwendet werden und hat dann einen verhältnismäßig hohen Einlaßdruck. Da dieser
Druck im Vergleich zu dem Ablaufdruck der Pumpe verhältnismäßig hoch ist, reicht
allein das Absetzen der dem Ablaufdruck ausgesetzten Fläche an der Rückseite der
Buchsen nicht vollständig aus und kann auch zu einer Überkompensation führen, die
bewirkt, daß die Buchsen an der Ablaufseite der Pumpe stärker gegen die Zahnradstirnflächen
gedrückt werden. Durch die Erfindung soll nicht nur die Druckdifferenz zwischen
dem Ablaufdruck und dem Einlaßdruck, sondern auch, z. B-. bei Hintereinanderschaltung
von Pumpen, der Druckanstieg bei einem höheren Einlaßdruck berücksichtigt werden.
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Gemäß der Erfindung ist auf der Rückseite des Flansches jeder druckbeaufschlagten
Buchse ein kreisförmig gestalteter Absatz 22 an der Buchse 16 bzw. 23 an der Buchse
17 ausgebildet. Diese Absätze sind zu den Buchsenachsen versetzt und liegen der
linken Seite der Buchse näher als der rechten Seite (Fig. 2), d. h. näher der Einlaßseite
der Pumpenzahnräder. Dadurch wird im Verhältnis zur Einlaßseite ein größerer Teil
der neben der Ablaufseite liegenden Fläche an der Rückseite des Buchsenflansches
dem über den Durchlaß 2o zur Einwirkung kommenden Ablaufdruck ausgesetzt. Ein Dichtungsring
24, der in einer am Umfang jedes Absatzes ausgebildeten Ringnut 25 liegt, verhindert
das rückwärtige Entweichen des Druckes von der durch den Ablauf druck _beaufschlagten
Fläche, d. i. die Fläche an der Rückseite des Flansches jeder Buchse, die zwischen
dem Umfang des Absatzes und dem Außendurchmesser des Buchsenflansches liegt. Diese
ringförmigen, abgesetzten Druckbelastungsflächen 26 bzw. 27 der Buchsen
16
und 17 arbeiten in der Art, daß der Druckanstieg, der gewöhnlich das Arbeiten der
Zahnradpumpe erschwert, ausgeglichen wird.
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Bei der Erfindung wird indessen noch eine zweite Fläche benutzt, die
in bezug auf die Buchsenachsen gegenüber der Richtung des Absatzes der erwähnten
ursprünglichen druckbeaufschlagten Übertragungsfläche entgegengesetzt abgesetzt
ist und die Pumpe befähigt, einen höheren als den normalen Einlaßdruck, der den
normalen-Druckanstieg erschwert, selbsttätig auszugleichen. Der Tragteil 16" bzw.
17Q jeder Buchse ist zu den Buchsenachsen konzentrisch gelagert und erstreckt sich
von dem Absatzteil nach rechts (Fig. 1). Die abgesetzten, ringförmigen Flächen
30 und 31 der Buchsen sind über axiale Durchlässe 32 bzw. 33,, die in den
Buchsen angebracht sind und sich von der Rückseite des Buckels jeder Buchse zu der
vorderen Fläche erstrecken, welche die Zahnradstirnseiten berührt, dem Einlaßdruck
zugänglich. Die radiale und winkelmäßige Lage dieser Durchlässe ist so gewählt,
daß ihr Ende, welches an die Zahnradstirnseiten stößt, über die Zahnkränze mit der
Einlaßseite.der Pumpe in Verbindung steht. Auf diese Weise werden die Flächen an
der Rückseite der Absätze dem Einlaßdruck ausgesetzt; und da diese Flächen in der
Richtung der Einlaßseite, d. h. entgegengesetzt zu der dem Ablaufdruck ausgesetzten
Fläche abgesetzt sind, wirkt sich der ihnen zugeleitete Einlaßdruck dahin aus, daß
der Unterschied des normalen Druckanstieges über die an den Zahnradstirnseiten liegenden
Flächen der Buchsen, der bei hohem Einlaßdruck entsteht, ausgeglichen wird. Ein
rückwärtiges Entweichen des Druckes von der auf den Einlaßdruck ansprechenden Fläche
jeder Buchse wird durch eine zweite Zylinderringdichtung 34 verhindert, die sich
am Umfang des- Tragteiles jeder Buchse in einer Ringnut 35 befindet.
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Um die in besonderer Weise ausgebildeten Buchsen gemäß der Erfindung
unterzubringen, muß der Deckel 6 etwas abgeändert sein. Die Bohrung 8 ist daher
mit einer ersten Aussparung 36, die in Richtung der Einlaßseite entsprechend dem
Absatz 22 der Buchse 16 abgesetzt ist, versehen, und die Kammer 9 weist in ähnlicher
Weise eine Aussparung 37 auf, die entsprechend dem Absatz 23 der Buchse 17 liegt.
Der rechte Teil jeder Bohrung nimmt das Tragteilende der Buchsen auf und liegt kofizentrisch
zu den entsprechenden Achsen der Zahnraddrehzapfen.
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Die verschiedenen Einzelteile des Erndungsgegenstandes sind entsprechend
der Zeichnung als rechts oder links gelegen und als oben und unten liegend bezeichnet.
Diese Bezeichnungen beziehen sich nur auf die relative Lage der Einzelteile in der
Darstellung der Zeichnung.