EP0696679B1 - Zahnradpumpe zur Lackförderung - Google Patents

Zahnradpumpe zur Lackförderung Download PDF

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EP0696679B1
EP0696679B1 EP95110689A EP95110689A EP0696679B1 EP 0696679 B1 EP0696679 B1 EP 0696679B1 EP 95110689 A EP95110689 A EP 95110689A EP 95110689 A EP95110689 A EP 95110689A EP 0696679 B1 EP0696679 B1 EP 0696679B1
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bore
gear
gears
shaft
recesses
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EP95110689A
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Herbert Nussbaum
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ABB Patent GmbH
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ABB Patent GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/005—Removing contaminants, deposits or scale from the pump; Cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084—Toothed wheels

Definitions

  • the invention relates to a gear pump for conveying paint colors for the coating of objects, in particular vehicle bodies and -Share, with a housing in which at least two gears are arranged and which consists of a housing body and two on its flat sides front and is formed on the back, which cover plates have recesses have, which serve as a guide for shafts for the gears, which shafts each with a central bore and radial bores connected to it are provided, and have further recesses, which for connection serve the interior of the housing with the exterior.
  • Gear pumps for the conveyance of liquids are known.
  • gears mesh with each other with little play, with the meshing of the gears the liquid is pressed into the pressure chamber from the suction chamber.
  • the respective Flow rate per time depends on the speed and the tooth width of the gears.
  • EP-A-0 061 630 is a flushable gear pump of the type mentioned become known, which is provided with a lockable flow system to to carry out the necessary cleaning when changing colors.
  • the gear pump according to the invention limit the housing and the arranged therein Gears with their teeth a work space, the annular gap with the axial recesses arranged therein and the one provided in each shaft at least one radial bore and the associated at least one axial bore form a washroom and the workspace and the washroom by at least a radial bore provided in each gear are connected to each other.
  • the at least one axial bore in each Shaft provided as a central hole. This creates influences due to centrifugal forces of the rotating shaft on the flow path of the cleaning fluid flowing through the axial bore avoided.
  • This through opening can have a cross section according to the axial bore, but it can also adapted to the shaft cross section of the assigned shaft be.
  • each cover plate is expediently provided with at least one Provide through hole for the associated shaft, wherein advantageously the through opening in each case with the central bore is aligned in the assigned shaft.
  • the shaft end that has the axial bore can in each case the assigned shaft in the provided with through opening Recess in the cover plate, which in turn with a flushing device arranged outside the housing can be connected.
  • a flushing device arranged outside the housing.
  • the axial recesses provided in the annular gaps it may be advantageous to insert this into the central hole of the molded gear. According to another embodiment it may prove advantageous if the axial Recesses in the annular gap in the associated guide shaft are molded.
  • a Combination may be appropriate, in which both the shaft and also the central bore of the gear, each with molded therein axial recesses are provided.
  • the housing body 14 which has a cuboid shape, are two gears 20, 22 arranged side by side in a recess 24.
  • the recess 24, the cross section of which can be seen in FIG. 3 is followed by the peripheral contour of the gears 20, 22 and accordingly an approximately oval cross-section, both sides the plane of engagement of the two gear wheels 20, 22 work spaces 26, 28 are formed.
  • the workrooms 26, 28 are not closer to shown by one of the cover plates 16, 18 in a known manner Way fluid channels connected to the outside, through which is the supply and discharge of the paint application fluid. This Fluid channels each open into one of the working spaces 26, 28. In this case, the fluid is rotating gears 20, 22 from the one work space 26 promoted in the work room 28.
  • gears 20, 22 are each guided by means of shafts 30, 32, each shaft into an upper cover plate shown here 16 arranged recess 34, 36 engages.
  • Each of the shafts 30, 32 has an axial bore 38, 40 as well provided with a radial bore 39, 41, which the axial bore 38, 40 connects to the shaft surface.
  • the axial bores 38, 40 which are designed as central bores are, and the radial bores 39, 41 serve as flow channels for cleaning fluid, which is, for example, the one with the exterior related axial bore 38 in the first Shaft 30 from a flushing device, not shown here is fed.
  • This via the axial bore 38 and the radial bore 39 inflowing cleaning fluid first gets into one between the first shaft 30 and the associated gear 20 formed annular gap 42, and from here by an associated Gear 20 provided radial bore 44.
  • a similar Radial bore 46 is provided in the adjacent second gear 22.
  • the second gear 22, which has a key-and-groove connection 45 is connected in a rotationally fixed manner to the assigned second shaft 32, which serves as the drive shaft and for this purpose with one here Drive motor, not shown, is connected also when performing a color change, first with cleaning fluid rinsed.
  • the supplied cleaning fluid arrives via the axial bore arranged in the second shaft 32 40 and radial bore 41 in the between the assigned second Gear 22 and the second shaft 32 formed annular gap and this finally in via the radial bore 46 in the gear 22 one of the work rooms 26, 28 and from here via the ones not shown Fluid channels back into the outside space.
  • To the flow resistance for the cleaning fluid to reduce is the annular gap between the respective shaft 30, 32 and the associated one Gear wheel 20, 22 by means of axial axially formed on the circumference Recesses 48 enlarged.
  • the front view of the gear 20 shows, the axial recesses 48 are more uniform Arrangement formed in the central bore 21.
  • the second gear 22 is formed, here additionally the axial groove for the key 45 is provided.
  • the axial recesses 48 can also on the central bore 21 penetrating shaft 30 may be formed.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe zur Förderung von Lackfarben für die Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien und -teilen, mit einem Gehäuse, in welchem wenigstens zwei Zahnräder angeordnet sind und welches aus einem Gehäusekörper und zwei auf dessen Flachseiten front- und rückseitig anliegenden Abdeckplatten gebildet ist, welche Abdeckplatten Ausnehmungen aufweisen, die als Führung für Wellen für die Zahnräder dienen, welche Wellen jeweils mit einer Zentralbohrung sowie hiermit in Verbindung stehenden radialen Bohrungen versehen sind, sowie weitere Ausnehmungen aufweisen, welche zur Verbindung des Innenraums des Gehäuses mit dem Außenraum dienen.
Zahnradpumpen für die Förderung von Flüssigkeiten sind bekannt. Hierbei stehen Zahnräder mit geringem Spiel miteinander im Eingriff, wobei durch das Ineinandergreifen der Zahnräder die Flüssigkeit aus dem Saugraum in den Druckraum gedrückt wird. Die jeweilige Fördermenge pro Zeit richtet sich dabei nach der Drehzahl und der Zahnbreite der Zahnräder.
Bei der Verwendung von Zahnradpumpen zur Lackförderung ist zu beachten, daß es sich nicht vermeiden läßt, daß Lackfarbe in die Spaltflächen zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und den Abdeckplatten des Gehäuses gelangt und sich dort festsetzt, weil trotz intensiver Spülvorgänge im Gehäuse sich die dort angelagerte Farbe nicht oder nur teilweise entfernen läßt. Dies aber ist von erheblichem Nachteil für die Benutzung solcher Zahnradpumpen für die Lackförderung in Lackiereinrichtungen für Kraftfahrzeugteile und -Karosserien, weil dort häufige Farbwechsel erforderlich sind. Vor der Zuführung einer neuen Farbe muß der gesamte Lackförderweg von Farbstoffresten der bisherigen Farbe befreit werden, um Verunreinigungen zu verhindern.
Aus der EP-A-0 061 630 ist eine spülbare Zahnradpumpe der eingangs genannten Art bekanntgeworden, welche mit einem absperrbaren Durchflüßsystem versehen ist, um so bei einem Farbwechsel die erforderliche Reinigung durchzuführen.
Aufgrund der geometrischen Bedingungen in der bekannten Zahnradpumpe läßt sich aber nicht sicher ausschließen, daß Rückstände in den genannten Spalten sowie auch teilweise in dem Ringspalt zwischen der Zentralbohrung des betreffenden Zahnrades und der diese Bohrung durchgreifenden Steckachse beziehungsweise Welle Rückstände bilden, die bei den Spülvorgängen nicht erfaßt und beseitigt werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung eine Zahnradpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei Spülvorgängen auch bislang schwer oder nicht erreichbare Bereiche im Inneren der Zahnradpumpe mit Spülmittel durchsetzt werden und von Farbresten befreit werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, daß in dem zwischen den Zentralbohrungen der Zahnräder einerseits und den diese durchgreifenden Wellen andererseits gebildeten Ringspalt axial durchlaufende Ausnehmungen gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, die in die Zentralbohrung des betreffenden Zahnrades eingeformt sind.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Axialbohrungen in der Führungswelle beziehungsweise -achse für das zugeordnete Zahnrad sowie durch die erfindungsgemäß vorgesehene örtliche Erweiterung des Ringspaltes in Form gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneter axialer Ausnehmungen, welche allesamt von Reinigungsfluid beaufschlagbar sind, ist entsprechend der angestrebten erfindungsgemäßen Lösung gewährleistet, daß derartige Nebenräume, in welchen sich Farbauftragfluid, vornehmlich Lack, in unterschiedlicher Menge während des Pumpbetriebes anlagert, zeitsparend und vollständig entfernt werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe begrenzen das Gehäuse sowie die darin angeordneten Zahnräder mit ihren Zähnen einen Arbeitsraum, wobei der Ringspalt mit den darin angeordneten axialen Ausnehmungen und die in jeder Welle vorgesehene wenigstens eine Radialbohrung sowie die hiermit verbundene wenigstens eine Axialbohrung einen Spülraum bilden und der Arbeitsraum und der Spülraum durch wenigstens eine in jedem Zahnrad vorgesehene Radialbohrung miteinander verbunden sind.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, zum Beispiel in dem Ringspalt angelagerte Reste des Farbauftragsfluids, welches insbesondere durch die stirnseitig vorhandenen Spalten zwischen den Stirnflächen der Zahnräder und den Abdeckplatten in den Ringspalt eindringen kann, problemlos zu entfernen.
Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Axialbohrung in jeder Welle als Zentralbohrung vorgesehen. Hierdurch werden Einflüsse infolge von Fliehkräften der sich drehenden Welle auf den Strömungsweg des die Axialbohrung durchströmenden Reinigungsfluids vermieden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Ausnehmung in der Abdeckplatte zur Führung einer Welle mit einer Durchgangsöffnung versehen, die vorzugsweise als Bohrung ausgeführt ist. Diese Durchgangsöffnung kann einen Querschnitt entsprechend der Axialbohrung aufweisen, sie kann aber auch an den Wellenquerschnitt der zugeordneten Welle angepaßt sein.
Zweckmäßigerweise ist aber jede Abdeckplatte mit wenigstens einer Durchgangsöffnung für die zugeordnete Welle versehen, wobei vorteilhafterweise die Durchgangsöffnung jeweils mit der Zentralbohrung in der zugeordneten Welle fluchtet.
Ferner kann jeweils das die Axialbohrung aufweisende Wellenende der zugeordneten Welle in die mit Durchgangsöffnung versehene Ausnehmung in der Abdeckplatte eingesetzt sein, die ihrerseits mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Spüleinrichtung verbunden sein kann. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß über die Durchgangsöffnung Spülfluid von der Spüleinrichtung in den Spülraum und von dort über die wenigstens eine Radialbohrung in den Zahnrädern in den Arbeitsraum zuströmt und dort abgelagerte Farbmittelreste löst und ausschwemmt.
Bezüglich der in den Ringspalten vorgesehenen axialen Ausnehmungen kann es vorteilhaft sein, diese in die Zentralbohrung des zugeordneten Zahnrades einzuformen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die axialen Ausnehmungen im Ringspalt in die zugeordnete Führungswelle eingeformt sind.
Entsprechend einer alternativen Ausführungsform kann auch eine Kombination zweckmäßig sein, bei welcher sowohl die Welle als auch die Zentralbohrung des Zahnrades jeweils mit darin eingeformten axialen Ausnehmungen vorgesehen sind.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe
Fig. 2
einen Querschnitt durch ein Zahnrad der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe
In Fig. 1 ist eine Zahnradpumpe 10 im Längsschnitt gezeigt, welche ein Gehäuse 12 aufweist, das aus einem Gehäusekörper 14 und jeweils dessen Flachseiten überdeckenden Abdeckplatten 16, 18 zusammengesetzt ist.
In dem Gehäusekörper 14, der quaderförmige Gestalt besitzt, sind zwei Zahnräder 20, 22 nebeneinander in einer Ausnehmung 24 angeordnet. Die Ausnehmung 24, deren Querschnitt aus Fig. 3 ersichtlich ist, folgt der Umfangskontur der Zahnräder 20, 22 und besitzt demgemäß einen etwa ovalen Querschnitt, wobei beiderseits der Eingriffebene der beiden Zahnräder 20, 22 Arbeitsräume 26, 28 gebildet sind. Die Arbeitsräume 26, 28 sind über nicht näher dargestellte, durch eine der Abdeckplatten 16, 18 in bekannter Weise geführte Fluidkanäle mit dem Außenraum verbunden, durch welche die Zu- und Abfuhr des Farbauftragsfluids erfolgt. Diese Fluidkanäle münden jeweils in einen der Arbeitsräume 26, 28. Hierbei wird das Fluid durch die miteinander im Eingriff befindlichen, sich drehenden Zahnräder 20, 22 von dem einen Arbeitsraum 26 in den Arbeitsraum 28 gefördert.
Wie der schematischen Darstellung in Fig. 1 ferner zu entnehmen ist, sind die Zahnräder 20, 22 jeweils mittels Wellen 30, 32 geführt, wobei jede Welle in eine in der hier gezeigten oberen Abdeckplatte 16 angeordnete Ausnehmung 34, 36 eingreift.
Während die Ausnehmungen 34, 36 in der oberen Abdeckplatte 16 als Sackbohrungen ausgeführt sind, in welchen die Wellenenden der Wellen 30, 32 radial und axial geführt sind, ist in der unteren Abdeckplatte 18 nur eine durchgehende Ausnehmung 37 zur Führung der zum Antrieb vorgesehenen Welle 32 vorgesehen.
Jede der Wellen 30, 32 ist mit einer Axialbohrung 38, 40 sowie mit einer Radialbohrung 39, 41 versehen, welche die Axialbohrung 38, 40 mit der Wellenoberfläche verbindet.
Die Axialbohrungen 38, 40, die als Zentralbohrungen ausgeführt sind, und die Radialbohrungen 39, 41 dienen als Strömungskanäle für Reinigungsfluid, welches beispielsweise über die mit dem Außenraum in Verbindung stehende Axialbohrung 38 in der ersten Welle 30 aus einer hier nicht näher dargestellten Spüleinrichtung eingespeist wird. Das über die Axialbohrung 38 und die Radialbohrung 39 zuströmende Reinigungsfluid gelangt zunächst in einen zwischen der ersten Welle 30 und dem zugeordneten Zahnrad 20 gebildeten Ringspalt 42, und von hier durch eine im zugeordneten Zahnrad 20 vorgesehene Radialbohrung 44. Eine gleichartige Radialbohrung 46 ist in dem benachbarten zweiten Zahnrad 22 vorgesehen.
Das zweite Zahnrad 22, das über eine Passfeder-Nut-Verbindung 45 drehfest mit der zugeordneten zweiten Welle 32 verbunden ist, die als Antriebswelle dient und zu diesem Zweck mit einem hier nicht näher dargestellten Antriebsmotor verbunden ist, wird ebenfalls bei Durchführung eines Farbwechsels zunächst mit Reinigungsfluid gespült. Hierbei gelangt das zugeführte Reinigungsfluid über die in der zweiten Welle 32 angeordnete Axialbohrung 40 und Radialbohrung 41 in den zwischen dem zugeordneten zweiten Zahnrad 22 und der zweiten Welle 32 gebildeten Ringspalt und von dieser über die Radialbohrung 46 im Zahnrad 22 schließlich in einen den Arbeitsräume 26, 28 und von hier über die nicht gezeigten Fluidkanäle wieder in den Außenraum. Um den Strömungswiderstand für das Reinigungsfluid zu verringern, ist der Ringspalt zwischen der jeweiligen Welle 30, 32 und dem zugeordneten Zahnrad 20, 22 durch regelmäßig am Umfang eingeformte axiale Ausnehmungen 48 vergrößert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die eine Stirnansicht des Zahnrades 20 wiedergibt, sind die axialen Ausnehmungen 48 in gleichmäßiger Anordnung in dessen Zentralbohrung 21 eingeformt. In entsprechender Weise, jedoch nicht näher dargestellt, ist auch das zweite Zahnrad 22 ausgebildet, wobei hier zusätzlich noch die Axialnut für die Passfeder 45 vorgesehen ist.
Anstelle der Einformung an der Zentralbohrung 21 des Zahnrades 20 können die axialen Ausnehmungen 48 auch an der die Zentralbohrung 21 durchgreifenden Welle 30 eingeformt sein.

Claims (3)

  1. Zahnradpumpe (10) zur Förderung von Lackfarben für die Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien und -teilen, mit einem Gehäuse (12), in welchem wenigstens zwei Zahnräder (20, 22) angeordnet sind und welches aus einem Gehäusekörper (14) und zwei auf dessen Flachseiten front- und rückseitig anliegenden Abdeckplatten (16, 18) gebildet ist, welche Abdeckplatten (16, 18) Ausnehmungen (34, 36, 37) aufweisen, die als Führung für Wellen (30, 32) für die Zahnräder (20, 22) dienen, welche Wellen (30, 32) jeweils mit einer Zentralbohrung (38, 40) sowie hiermit in Verbindung stehenden radialen Bohrungen (39, 41) versehen sind, sowie weitere Ausnehmungen aufweisen, welche zur Verbindung des Innenraums des Gehäuses (12) mit dem Außenraum dienen, dadurch gekennzeichnet,
       daß in dem zwischen den Zentralbohrungen (21, 23) der Zahnräder (20, 22) einerseits und den diese durchgreifenden Wellen (30, 32) andererseits gebildeten Ringspalt axial durchlaufende Ausnehmungen (48) gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, die in die Zentralbohrung (21, 23) des betreffenden Zahnrades (20, 22) eingeformt sind.
  2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) und die darin angeordneten Zahnräder (20, 22) mit ihren Zähnen einen Arbeitsraum (26, 28) begrenzen, daß der Ringspalt mit den darin angeordneten axialen Ausnehmungen (48) und die in jeder Welle (30, 32) vorgesehene wenigstens eine Radialbohrung (39, 41) sowie die hiermit verbundene wenigstens eine Axialbohrung (38, 40) einen Spülraum bilden und daß der Arbeitsraum und der Spülraum durch wenigstens eine in jedem Zahnrad (20, 22) vorgesehene Radialbohrung (44, 46) miteinander verbunden sind.
  3. Zahnradpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ausnehmung (37) zur Führung einer Welle (32) in der Abdeckplatte (18) eine Durchgangsöffnung, vorzugsweise eine Bohrung, aufweist.
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