EP0602357A1

EP0602357A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: EP0602357A1
Application number: EP93117448A
Authority: EP
Inventors: Roger Stehr; Urs Boelsterli
Original assignee: Maag Pump Systems AG
Current assignee: Maag Pump Systems AG
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2013-10-28
Also published as: US5462420A; DE9217162U1; JPH0749088A; DE59307068D1; EP0602357B1

Abstract

Um eine nach aussen geführte Rotorwelle (5) einer Zahnradpumpe gegen aussen abzudichten, wird eine Labyrinthdichtung (21) im Gehäusedeckel (7), der durch die Welle (5) durchdrungen wird, vorgesehen. Bezüglich der Labyrinthdichtung (21), axial innen anschliessend, ist ein Lagerabschnitt mit Lagerschalen (29) vorgesehen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Es ist bekannt, bei Zahnradpumpen der genannten Art aus dem Gehäuse nach aussen geführte Rotorwellen mittels Labyrinthdichtungen abzudichten.
So ist es aus der US-PS 4 336 213 bekannt, die Welle des einen Rotors zu Antriebszwecken nach aussen zu führen. Hierzu wird einer der beiden Lagerdeckel, worunter gemeinhin, in Richtung der Rotorachsen betrachtet, der axiale Gehäuseabschluss verstanden wird, der üblicherweise an der Zentralpartie des Gehäuses festgeschraubt wird, zweiteilig ausgebildet. Die den Deckel axial durchgreifende Welle tritt in ein separates Lager- und Dichtungsteil ein, das sowohl Lagerfunktion wie auch Dichtungsfunktion hat. Die Aufnahmebohrung für die Welle am Lager-/Dichtungsteil weist eine Labyrinthdichtung auf, d.h. eine hydrodynamische Dichtung. Dieser Aufbau ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig:

a) Das genannte Lager-/Dichtungsteil bzw. seine Aufnahmebohrung für die Welle wirkt einerseits als Lagerschale, anderseits mit der Labyrinthdichtung als Dichtungselement über seinen ganzen Axialabschnitt. Es ist in sehr vielen der gängigen Einsatzarten oder Konstruktionen von Zahnradpumpen äusserst problematisch, die Lagerschalen für die Rotoren mit den für eine Labyrinthdichtung notwendigen Nuten zu versehen, z.B. aus Gründen der damit nachhaltig erhöhten Flächenbeanspruchung der schraubenförmigen Kontaktfläche der Lagerschale.
b) Offenbar weil die Fertigung der Lager-/Dichtungsfläche mit integrierter Labyrinthdichtung als derart problematisch betrachtet wird, dass hierfür ein separates Teil als Rotationskörper vorgesehen wird, welches einer relativ leichten Bearbeitung zugänglich ist, wird in Kauf genommen, dass sowohl der Lagerdeckel am Zentralgehäuse dichtend zu befestigen ist mit der Notwendigkeit einer entsprechenden Anzahl von Befestigungsankern, und dass zusätzlich das zylindrische Lager-/Dichtungsteil im Lagerdeckel mit weiteren Befestigungsorganen zu montieren ist, und dass zusätzliche Flächen, nämlich zwischen dem Lager-/Dichtungsteil und dem Lagerdeckel, abzudichten sind.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Hierzu zeichnet sich eine Zahnradpumpe erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 aus.
Dadurch, dass das Lager der Welle in einem separaten Lagerabschnitt im Gehäuse axial innen angeordnet ist und die Labyrinthdichtung axial an den Lagerabschnitt anschliesst, wird eine klare Funktionstrennung von Wellenlagerung und Dichtungsfunktion erreicht, so dass die Lagerschalen ohne Beeinträchtigung durch ein Nutprofil ausgelegt werden können und andererseits die Labyrinthdichtung ausschliesslich ihren inhärenten Funktionen entsprechen kann, nämlich der Dichtungsfunktion.
Entgegen der gängigen Annahme, dass die Labyrinthdichtung aufgrund ihrer diffizilen Formgestaltung an einer eigens dafür vorgesehenen zylindrischen Büchse vorzusehen sei, womit aber die obgenannten Probleme bezüglich Montageaufwand und Dichtungsfläche in Kauf genommen werden, wird weiter gemäss Anspruch 2 vorgeschlagen, die Labyrinthdichtung direkt in die Wellenaufnahmeöffnung im Lagerdeckel einzuarbeiten.
Wird dabei angestrebt, beispielsweise aus Gründen des Verschleisses, die Labyrinthdichtungsschalen aus einen anderen Material, beispielsweise aus Keramik oder Sonderstahl, zu fertigen und nicht aus demselben Material wie den Gehäusedeckel, so wird gemäss Anspruch 3 vorgeschlagen, in die Wellenaufnahmeöffnung am Gehäusedeckel durch Verpressen, Verschweissen oder Verkleben eine Büchse mit der Labyrinthdichtung vorzusehen. Anderenfalls wird nach dem Anspruch 4 eine besonders einfache Lösung dadurch erreicht, dass die Labyrinthdichtung direkt in die Wandung der Wellenaufnahmeöffnung am Gehäusedeckel eingearbeitet ist.
Durch Ausbildung der Zahnradpumpe nach Anspruch 5 kann weiter die Wirkung der Labyrinthdichtung dem jeweils geförderten Medium angepasst werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 6 aus. Durch Ausbildung des Gehäuseabschlusses als eine Platte, worin sowohl Labyrinthdichtung wie auch Lagerabschnitt untergebracht sind, wird nämlich die Anzahl abzudichtender Flächen weiter reduziert und die Flexibilität z.B. bezüglich Revisionen weiter erhöht.
Die Erfindung ist anschliessend anhand von in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Längsteilschnitt einer ersten Ausführungsform mit der Zahnradpumpe im Bereich der Wellendurchführung;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Wellendurchführung in einer der Figur 1 entsprechenden Darstellung, und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Wellendurchführung in einer den Figuren 1 bzw. 2 entsprechenden Darstellung.

Die Zahnradpumpe, die in ihren Einzelheiten nicht gezeigt ist, weist gemäss Fig. 1 ein zentrales Gehäuseteil 9 auf, an das stirnseitig ein laterales Gehäuseteil 91 mittels Schraubenbolzen 25 angesetzt ist. Innerhalb des Gehäuses laufen die als kämmende Zahnräder ausgebildeten Rotoren 3 um, von denen einer mittels der Welle 5 angetrieben ist. Das laterale Gehäuseteil 91 ist mit einer Öffnung 27 für die Durchführung der Welle 5 des Rotors 3 versehen, die einen Lagerabschnitt mit Lagerschalen 29 für die Welle 5 bildet. Axial auf dem lateralen Gehäuseteil 91 ist der Gehäusedeckel 7 mittels Schraubenbolzen 11 befestigt, welcher eine entsprechende Bohrung 31 für die Welle 5 mit einem Dichtungsabschnitt definiert. In die Bohrung 31 für die Welle 5 ist eine Büchse 33 eingelassen. Die Büchse 33 aus einem vom Material des Gehäusedeckels 7 abweichenden Werkstoff, beispielsweise aus Keramik, weist an ihrer Innenseite die Labyrinthdichtung 21 auf, wie gestrichelt dargestellt vorzugsweise ausgebildet als Gewindewellendichtung. Die Büchse 33 ist in der Bohrung 31 des Gehäusedeckels 7 unlösbar verankert, z.B. stoffschlüssig oder kraftschlüssig festgelegt.
Durch die erfindungsgemässe Wellendurchführung sind, verglichen mit vorbekannten Ausführungen, der Lagerabschnitt 27,29 und der Dichtungsabschnitt 21,31 konstruktiv und funktionell getrennt. Dies ermöglicht den Einsatz von optimal auf die jeweilige Funktion (Lagern oder Dichten) abgestimmten Werkstoffen. Eine Flächendichtung muss nur zwischen dem Gehäusedeckel 7 und dem Gehäuseteil 91 sichergestellt sein. Das Problem derartiger Dichtungsflächen zwischen Büchse 33 und Gehäusedeckel 7 entfällt.
In Fig. 2 ist eine weitere bevorzugte und vereinfachte Wellendurchführung dargestellt, bei welcher, ausgehend von der Ausführungsform nach Fig. 1, die Labyrinthdichtung 21 direkt in den Gehäusedeckel 7 bzw. dessen Bohrung eingearbeitet ist.
Wie in Fig. 1 und 2 bei 35 dargestellt, weist der Gehäusedeckel 7 vorteilhafterweise ein Kanalsystem 35 für ein Kühlmedium auf, das vorzugsweise, wie dargestellt, mit einer Abschlussplatte 35a verschlossen ist.
Damit kann die Wirkung der Labyrinthdichtung optimal an das jeweilige geförderte Material angepasst werden.
Bei einer weiteren Vereinfachung nach Fig. 3, bei der auch die Fläche zwischen Gehäusedeckel 7 und Gehäuseteil 91 nach den Figuren 1,2 entfällt, ist in Fig. 3 dargestellt: In einer einteiligen Abschlussplatte 7a, die mittels Schraubenbolzen 11a am Gehäuseteil 9 verankert ist, sind sowohl Labyrinthdichtung 21 wie auch die Lagerschalen 29 des Lagerabschnittes angeordnet.

Claims

Zahnradpumpe mit einem Gehäuse und einem stirnseitigen Gehäuseabschluss, bei der mindestens eine der Rotorwellen durch den Gehäuseabschluss mit einem Lager und einer Labyrinthdichtung nach aussen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (29) der Welle (5) mit einem separaten Lagerabschnitt (27,29) des Gehäuseabschlusses (7,91) axial innen angeordnet ist und die Labyrinthdichtung (21) axial nach aussen an den Lagerabschnitt anschliesst.
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Gehäuseabschluss aus einem mit dem Gehäuse (9) direkt verbundenen Gehäuseteil (91) mit dem Lagerabschnitt (29) und einem mit diesem verbundenen Gehäusedeckel (7) mit der Labyrinthdichtung (21) besteht.
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dass in eine Bohrung (31) des Gehäusedeckels (7) eine Büchse eingelassen, wie eingeschweisst, eingeklebt oder eingepresst ist, und die Labyrinthdichtung (21) an deren Innenseite eingearbeitet ist.
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinthdichtung (21) in eine Bohrung im Gehäusedeckel (7) direkt eingearbeitet ist.
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäusedeckel (7) ein Kanalsystem für ein Kühlmedium vorgesehen ist, vorzugsweise in Form nach aussen offener Nuten (35) mit Abschlussplatte (35a).
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Lagerabschnitt (29) wie auch Labyrinthdichtung (21) in einer Gehäuseabschlussplatte (40) angeordnet sind.
Zahnradpumpe, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinthdichtung (21) als Gewinde-Dichtung ausgebildet ist.