EP2122175B1

EP2122175B1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: EP2122175B1
Application number: EP08717596.4A
Authority: EP
Inventors: Arkadiusz Tomzik; Ulrich Helbing; Dietrich Witzler; Michael Baumann; Frank Herre; Martin Stiegler; Herbert Martin; Thomas Appel
Original assignee: Duerr Systems AG; Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Duerr Systems AG; Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: EP2122175A1; ES2550459T3; KR20100015624A; RU2435073C2; ZA200905633B; PT2122175E; US9004890B2; CN101657643B; US20100278676A1; HUE025876T2; RU2009138374A; KR101503088B1; PL2122175T3; CN101657643A; MX2009010073A; WO2008113712A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe insbesondere zum Fördern von Farblacken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Zahnradpumpe ist aus der DE 10 2005 016 670 A1 bekannt. Die bekannte Zahnradpumpe weist zwei ineinander kämmende Zahnräder auf, die innerhalb eines Pumpengehäuses durch eine Antriebswelle und einen Lagerzapfen drehbar gelagert sind. Gemeinsam mit einem Pumpeneinlass und einem Pumpenauslass bilden die Zahnräder innerhalb des Pumpengehäuses ein Förderkanalsystem, um einen Farblack in flüssiger oder pulverförmiger Form zu fördern. Um zu vermeiden, dass Lackreste über die zwischen dem Pumpengehäuse und den Zahnrädern gebildeten Spalte aus dem Förderkanalsystem heraustreten und sich über die Spalte innerhalb des Pumpengehäuses verteilen, sind zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und dem Pumpengehäuse Dichtungen vorgesehen. Zusätzlich ist innerhalb des Pumpengehäuses ein Spülkanalsystem ausgebildet, um bei einem Farbwechsel mögliche Farbreste aus den Spalten zwischen dem Pumpengehäuse, den Zahnrädern, der Antriebswelle und dem Lagerzapfen herauszuspülen.
Die bekannte Zahnradpumpe lässt bereits aus der Kombination zwischen stirnseitigen Abdichtungen der Zahnräder und nachgeordneten Spülkanalsystemen erkennen, dass derartige Dichtsysteme aufgrund einer ständigen Reibung einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Insoweit sind nur begrenzte Dichtigkeiten der Spalte an den Stirnseiten der Zahnräder gegenüber den ortsfesten Pumpengehäusen zu erreichen. Zudem würden höhere Dichtungskräfte im Stirnseitenbereich der Zahnräder nur zu ungewünschter Erhöhung der Antriebsleistung führen.
Ein weiteres Problem bei der im Stand der Technik bekannten Zahnradpumpe ist dadurch gegeben, dass durch die in dem Spalt zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad angeordneten Verbindungsmittel Toträume geschaffen werden, die selbst durch Spülung unzulänglich von Farbresten befreit werden können. Durch die Rotationsbewegung der Antriebswelle sowie des Zahnrades können sich derartige Farbreste jedoch ungewollt fortpflanzen, so dass ungewünschte Verunreinigungen nicht auszuschließen sind.
Aus der EP 1 164 293 A2 ist eine Zahnradpumpe bekannt, bei welcher das Förderkanalsystem und das Spülkanalsystem innerhalb des Pumpengehäuses allein durch die Spalte zwischen dem Pumpengehäuse, den Zahnrädern der Antriebswelle und dem Lagerzapfen verbunden sind. Insoweit können die in die Spalte gelangten Farbreste durch intensive Spülung entfernt werden. Bei der bekannten Zahnradpumpe ist die Antriebswelle jedoch über einen Presssitz mit dem Zahnrad verbunden, was jedoch eine einfache Demontage und Montage zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad erschwert.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Zahnradpumpe der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die mit dem Förderkanalsystem in Verbindung stehenden Spalte innerhalb des Pumpengehäuses leicht spülbar sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Zahnradpumpe der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher die Montage- und Demontagemöglichkeiten selbst nach längeren Betriebszeiten erhalten bleiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spalt zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad durch ein Dichtungsmittel zu den Stirnseiten des Zahnrades hin abgedichtet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass der für Reinigungsmittel schwer zugängliche Bereich zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad frei von Farbresten gehalten ist. Die zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle vorgesehenen Verbindungsmittel können somit demontierbar ausgebildet sein, ohne dass sich dabei ungewünschte schlecht spülbare Toträume ergeben. Durch die Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle bleiben die formschlüssigen Verbindungen in vordefinierter Art und Weise erhalten. Verklebungen der Verbindungsmittel zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad aufgrund von Lackresten oder sonstigen Fördermedien können nicht auftreten. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad kann daher bei Wartungsarbeiten leicht gelöst werden.
Um eine zu den Stirnseiten hin gleichmäßige Abdichtung des Spaltes zwischen der Antriebswelle und des Zahnrades zu erhalten, ist das Dichtungsmittel bevorzugt durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Dichtungsringe am Umfang der Antriebswelle gebildet, wobei der Abstand zwischen den Dichtungsringen gleich oder kleiner ist als die Breite des Zahnrades. So kann der Spalt im Wesentlichen über die volle Breite des Zahnrades abgedichtet werden, so dass im Wesentlichen keine oder nur kleine Übergangsbereiche des Spaltes zugänglich bleiben.
In Abhängigkeit von der Anordnung der Dichtungsringe, die sowohl in radial umlaufenden Dichtnuten im Umfang der Antriebswelle und/oder in radial umlaufenden Dichtnuten im Umfang einer Bohrung des Zahnrades gehalten werden können, lassen sich die Dichtflächen sowohl am Umfang der Antriebswelle als auch in Bohrungsabschnitten des Zahnrades realisieren.
Besonders bevorzugt ist die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad mehrere Durchmesserstufen gebildet sind, wobei in einer der Durchmesserstufen das Verbindungsmittel zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad gehalten ist. Damit lassen sich die Flächen zur Dichtfunktion und die Flächen zur Aufnahme von Verbindungsmitteln voneinander trennen. Zudem können damit einfache Montage- und Demontagearbeiten, die zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle ausgeführt werden, ohne dass Dichtflächen hierbei beeinflusst werden.
Bevorzugt werden die Dichtungsringe in den Durchmesserstufen zwischen der Antriebswelle und dem Zahnradgehalten, die die Durchmesserstufe zur Aufnahme des Verbindungsmittels einschließen.
Um eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad zu erhalten, wird bevorzugt die Erfindungsvariante verwendet, bei welcher das Verbindungsmittel durch einen Stift gebildet ist, welcher fest mit der Antriebswelle verbunden ist und welcher in eine Formnut des Zahnrades eingreift. Damit lassen sich hohe Drehmomente sicher übertragen.
Die Formnut des Zahnrades wird dabei bevorzugt in eine zwischen zwei Dürchmesserstufen gebildeten Bohrungsabsatz des Zahnrades eingebracht. Der in der Antriebswelle befestigte Stift kann somit durch einfaches Einschieben in die Formnut geführt werden, so dass das Zusammenfügen des Zahnrades und der Antriebswelle ohne größeren Kraftaufwand ausführbar ist.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Verbindungsmittel durch eine Vieleckform der Antriebswelle zu bilden, die mit einer Vieleckform der Bohrung des Zahnrades zusammenwirkt. Hierbei ist die Vieleckform bevorzugt in der mittleren Durchmesserstufe der Antriebswelle bzw. der Zahnradbohrung eingebracht. Diese Weiterbildung der Erfindung ist besonders geeignet, möglichst hohe Drehmomente aufzubringen.
Unabhängig von der Ausbildung der Antriebswelle und der Zahnradbohrung besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Verbindungsmittel mit zumindest einer fehlerbelasteten Raste zu bilden, die am Umfang der Antriebswelle gehalten ist und die in einer Ausnehmung der Zahnradbohrung eingreift. Hierbei können sowohl gestufte als auch ungestufte Antriebswelle verwendet werden.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Spülkanalsystem durch mehrere Spülkanäle gebildet, durch welche die Lagerstelle der Antriebswelle über ihre Länge jeweils von außen nach innen spülbar ist. Die von außen nach innen strömende Spülflüssigkeit führt somit die Lackreste zurück ins Pumpeninnere, um diese über den Pumpeneinlass oder den Pumpenauslass nach außen zu spülen. Diese Weiterbildung ist besonders für Zahnradpumpen geeignet, die in Lackieranlagen mit häufigen Farbwechseln eingesetzt werden. Das Spülkanalsystem ermöglicht eine schnelle und intensive Reinigung der Zahnradpumpe ohne jegliche Demontage.
Um insbesondere die sich zwischen den Zahnrädern und dem Pumpengehäuse bildenden Spalt möglichst in engen Toleranzen mit hoher Dichtwirkung zu halten, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Pumpengehäuse mehrteilig ausgebildet, wobei die Stirnseiten der Zahnräder zwischen zwei Gehäuseplatten gehalten sind und wobei die Antriebswelle mit zumindest einem Wellenabschnitt direkt an der Aufnahmebohrung der Gehäuseplatte drehbar gehalten ist. Die Plattenbauweise ermöglicht eine Feinstbearbeitung des Pumpengehäuses, so dass eine hohe Planparallelität zwischen den Zahnrädern und den Gehäuseplatten einstellbar ist.
Zur Realisierung einer besonders kompakten Bauform ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dem Pumpengehäuse ein Dichtungsgehäuse druckdicht zugeordnet, welches an einer konzentrisch zur Antriebswelle ausgebildeten Ausnehmung von der Antriebswelle durchdrungen ist und welches ein am Umfang der Antriebswelle angeordnetes Dichtungsmittel umschließt. Damit lässt sich die zur Lagerung der Antriebswelle genutzte Gehäuseplatte entsprechend den Lageranforderungen schmal ausführen. Die Dichtungsmittel können sich dabei unmittelbar am Umfang der Antriebswelle anschließen und werden durch das Dichtungsgehäuse dichtend an der Gehäuseplatte gehalten.
Als Dichtungsmittel wird vorteilhaft eine Stopfbuchsenpackung und ein Spannmittel eingesetzt, das auf die Stopfbuchsenpackung einwirkt. Damit lässt sich eine Abdichtung gegenüber hohen Betriebsdrücken innerhalb des Pumpengehäuses realisieren. Insbesondere werden damit auch Rückförderungen des jeweiligen Farblackes möglich, um beispielsweise ein Farbwechsel einzuleiten. Hierzu lässt sich die Antriebswelle mit wechselndem Drehsinn antreiben.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einem außerhalb des Pumpengehäuses ragenden Kupplungsabschnitt der Antriebswelle eine Stützlagerung zur radialen und axialen Abstützung der Antriebswelle ausgebildet ist, das durch einen Stützring oder ein Wälzlager gebildet ist. Der Stützring oder das Wälzlager werden bevorzugt zwischen einem Stützgehäuse und einem Wellenabsatz der Antriebswelle gehalten. Das Stützgehäuse ist fest mit dem Pumpengehäuse verbunden, wobei die Dichtungen zur Abdichtung der durch die Antriebswelle bedingten Spalte in dem Stützgehäuse oder einem vorgeordneten Dichtungsgehäuse angeordnet sind. Diese Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl innere Druckkräfte als auch die von außen auf die Antriebswelle einwirkenden Kräfte vorteilhaft außerhalb des Pumpengehäuses durch eine separate Stützlagerung abgefangen werden können. Durch die axiale Abstützung der Antriebswelle lassen sich vorteilhaft die an der Antriebswelle wirkenden Druckkräfte auffangen; so dass das an der Antriebswelle befestigte Zahnrad an den Stirnseiten im wesentlichen verschleißfrei zum Pumpengehäuse geführt werden kann. Damit erhöht sich die Betriebsdauer, da der Verschleiß an den Zahnrädern erheblich reduziert wird.
Um mit fortschreitender Betriebsdauer aufgrund minimaler Leckagen Anlagerungen von Farblacken in Ringspalten außerhalb des Pumpengehäuses zu vermeiden, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung innerhalb des Stützgehäuses ein Wellendichtring an dem Umfang der Antriebswelle angeordnet und in dem zwischen dem Dichtungsmittel und dem Wellendichtring ausgebildeten Ringraum am Umfang der Antriebswelle eine Sperrflüssigkeit gefüllt. Als Sperrflüssigkeit wird hierbei beispielsweise ein lösemittelhaltiges Fluid eingesetzt. Hierbei ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Ringraum über separate Führungskanäle mit einem Einlass und einem Auslass verbunden ist, wobei der Einlass und der Auslass am Dichtungsgehäuse ausgebildet sind. Damit lassen sich die Spalten zwischen der Antriebswelle und den Gehäuseteilen nach Auswechselung des Sperrfluids vorteilhaft ausspülen.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher ein umlaufender Passungssteg am Umfang der Bohrung des Zahnrades oder am Umfang der Antriebswelle ausgebildet ist, durch welchen das Zahnrad spielfrei an der Antriebswelle gehalten ist, hat insbesondere zur Verbesserung des Anlaufverhaltens des Zahnrades an den Gehäuseplatten geführt. So lässt sich durch die Größe und Lage des Passungssteges ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Ausführung einer Ausgleichsbewegung an dem Zahnrad realisieren.
Der Passungssteg wird vorzugsweise im mittleren Bereich des Zahnrades angeordnet und mit einer Passungslänge von kleiner ein Viertel der Zahnradbreite ausgeführt. Dadurch lässt sich eine Pendelbewegung in axialer Richtung des Zahnrades realisieren, die über die jeweils den Stirnseiten zugeordneten Dichtringe zu einer selbsttätigen Zentrierung des Zahnrades and der Antriebswelle führt. Damit lassen sich jedoch Fertigungstoleranzen vollständig ausgleichen und ein verschleißarmes und günstiges Anlaufverhalten der Zahnradstirnseite gegenüber den Gehäuseplatten realisieren.
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stelle dar

Fig. 1: schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe
Fig. 2: schematisch eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe nach Fig. 1
Fig. 3: schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe
Fig. 4 und Fig. 5: schematisch mehrere Schnittansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe.
Fig. 6: schematisch eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe dargestellt. Die Fig. 1 zeigt hierbei eine Ansicht der Zahnradpumpe und in Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Zahnradpumpe gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Die Zahnradpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, das mehrteilig aufgebaut ist und die Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie die zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gehaltene Mittelplatte 1.3 besteht. In den Stirnseiten der Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 ist jeweils ein Dichtring 1.4 und 1.5 angeordnet, durch welche die Spalte zwischen der Mittelplatte 1.3 und den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 nach außen hin abgedichtet sind.
Die Mittelplatte 1.3 weist Aussparungen für zwei ineinander kämmende Zahnräder 4 und 5 auf. Im Überlappungsbereich der Zahnräder 4 und 5 ist in den Gehäuseteilen ein Förderkanalsystem 6 ausgebildet, das mit einem in der Gehäuseplatte 1.2 ausgebildeten Pumpeneinlass 2 und mit einem ebenfalls in der Gehäuseplatte 1.2 ausgebildeten Pumpenauslass 3 verbunden ist. Das Förderkanalsystem 6 wird vorzugsweise durch Bohrungen und Aussparungen in den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie der Mittelplatte 1.3 gebildet.
Das Zahnrad 5 ist an einem feststehenden Lagerzapfen 21 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 21 wird hierzu in einer Pressbohrung 22 in der Gehäuseplatte 1.1 gehalten. Zwischen der Gehäuseplatte 1.1 und dem Lagerzapfen 21 ist ein Dichtring 1.6 vorgesehen.
Das zweite Zahnrad 4 ist mit einer Antriebswelle 7 drehfest verbunden. Hierzu wird das Zahnrad 4 in einer mittleren Bohrung 12 von der Antriebswelle 7 durchdrungen. Zwischen dem Umfang der Antriebswelle 7 und der Bohrung 12 des Zahnrades 4 ist ein Verbindungsmittel 9 vorgesehen, durch welche eine formschlüssige und drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 gebildet wird.
In diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe ist das Verbindungsmittel 9 durch eine Raste 10 gebildet. Die Raste 10 weist hierzu an mehreren Stellen des Umfangs der Antriebswelle 7 einen in eine Wellenaussparung 11 eingelassenen Rastkörper 10.1 auf, welcher mit einer radial nach außen wirkenden Feder 10.2 gespannt wird. In der in Fig. 2 dargestellten Betriebsstellung wird der Rastkörper 10.1 durch die Feder 10.2 in eine Ausnehmung 13 der Bohrung 12 des Zahnrades 4 gehalten. Die Ausnehmung 13 in der Bohrung 12 des Zahnrades 4 ist dem Rastkörper 10.1 angepasst, so dass bei Drehung der Antriebswelle 7 das Zahnrad 4 angetrieben wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Raste 10 durch jeweils 2 um 180° versetzt am Umfang der Antriebswelle angeordnete Rastkörper 10.1 gebildet.
Die Antriebswelle 7 weist hierzu ein Lagerende 7.1 und ein Kupplungsende 7.2 auf. Das Lagerende 7.1 der Antriebswelle 7 ist innerhalb des Pumpengehäuses drehbar gelagert. Das Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 ragt außerhalb des Pumpengehäuses 1 zur Kopplung an einem hier nicht dargestellten Antrieb heraus. Das Lagerende 7.1 der Antriebswelle 7 ist mit einem freien Ende in einer Lagersackbohrung 16 an der Gehäuseplatte 1.1 gehalten und bildet eine erste Lagerstelle 8.1. Auf der gegenüber liegenden Seite des Zahnrades 4 ist die Antriebswelle 7 in der Gehäuseplatte 1.2 in eine durchgehende Lagerbohrung 17 in einer zweiten Lagerstelle 8.2 drehbar gelagert. Zur Außenseite der Gehäuseplatte 1.2 hin ist zwischen der Antriebswelle 7 und der Gehäuseplatte 1.2 eine Wellendichtung 20 außerhalb der Lagerstelle 8.2 vorgesehen, so dass das freie Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 druckdicht nach außen zu einem Antrieb geführt ist. Zwischen der Lagerstelle 8.2 und der Wellendichtung 20 ist in der Antriebswelle 7 ein Durchmesserabsatz gebildet.
Zwischen den sich innerhalb des Pumpengehäuses 1 rotierenden Bauteilen wie die Antriebswelle 7, das Zahnrad 4 und das Zahnrad 5 sowie den nicht rotierenden Bauteilen wie die Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie dem Lagerzapfen 21 sind jeweils Spalte gebildet, die direkt oder indirekt mit dem Förderkanalsystem 6 verbunden sind. Derartige Spalte innerhalb des Pumpengehäuses 1 ermöglichen eine in Abhängigkeit von der Ausbildung der Spaltdichtungen geringfügige Leckage des geförderten Farblackes, die insbesondere in die Spalte zwischen den Zahnrädern 4 und 5 und den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 eindringt. Um während des Betriebes ein Eindringen der Leckagen in den zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 gebildeten Spalt zu verhindern, sind am Umfang der Antriebswelle 7 Dichtungsmittel 14.1 und 14.2 vorgesehen, die den Spalt zwischen dem Zahnrad 4 und der Antriebswelle 7 abdichten. Die Dichtungsmittel sind insbesondere derart ausgebildet, dass das zwischen dem Zahnrad 4 und der Antriebswelle 7 vorgesehene Verbindungsmittel 9 sich in einem vollständig abgedichteten Bereich innerhalb des Pumpengehäuses 1 befindet. Das Dichtungsmittel ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei in Abstand zueinander angeordnete Dichtungsringe 14.1 und 14.2 gebildet. Die Dichtungsringe 14.1 und 14.2 werden jeweils in Dichtungsnuten 15.1 und 15.2 gehalten, die radial umlaufend in der Bohrung 12 des Zahnrades 4 eingebracht sind. Die Dichtungsnuten 15.1 und 15.2 sind dabei den jeweiligen Stirnseiten des Zahnrades 4 zugeordnet, so dass der sich zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 bildende Spalt im Wesentlichen über seine gesamte Breite abgedichtet ist. Der Abstand zwischen den Dichtungsringen 14.1 und 14.2 ist hierzu kleiner ausgebildet als die Breite des Zahnrades 4. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Dichtungsringe 14.1 und 14.2 unmittelbar den Stirnseiten des Zahnrades 4 zugeordnet sind, so dass der Abstand zwischen den Dichtungsringen 14.1 und 14.2 im wesentlichen gleich der Breite des Zahnrades 4 ist.
Neben dem betriebsbedingten Förderkanalsystem 6 ist innerhalb des Pumpengehäuses ein zusätzliches Spülkanalsystem mit einer Mehrzahl von Spülkanälen in den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie in der Antriebswelle 7 und dem Lagerzapfen 21 ausgebildet, um eine von außen über einen verschließbaren Zulauf 19 zugeführtes Spülmittel zur Spülung der Spalten zwischen den drehenden und stehenden Bauteilen innerhalb des Pumpengehäuses 1 zu spülen. Ein derartiges Spülkanalsystem in einer Zahnradpumpe ist beispielsweise aus der EP 1 164 293 B1 bekannt, so dass an dieser Stelle ausdrücklich Bezug zu der dort angegebenen Beschreibung genommen werden kann.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mündet der Zulauf 19 in eine Aussparung der Lagersackbohrung 16. Von der Lagersackbohrung 16 wird das Spülmittel unmittelbar durch eine als Nut ausgebildeten Spülkanal 18.1 zu dem in der Lagerstelle 8.1 gebildeten Spalt zwischen der Antriebswelle 7 und der Gehäuseplatte 1.1 geführt. Hierbei wird die Lagerstelle 8.1 von außen nach innen von den Spülmitteln durchströmt. Die zweite in der Gehäuseplatte 1.2 ausgebildete Lagerstelle 8.2 ist über die Spülkanäle 18.2, 18.3 und 18.4 mit dem Zulauf 19 verbunden. Die Spülkanäle 18.2 und 18.3 sind als Bohrungen innerhalb der Antriebselle 7 ausgebildet, um das Spülmittel in einen zwischen dem Wellendichtring 20 und der Lagerstelle 8.2 gebildeten Ringraum zuführen. Der Spülkanal 18.4 ist als Nut am Umfang der Antriebswelle 7 ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Lagerstelle 8.2, so dass das Spülmittel die Lagerstelle 8.2 von außen nach innen durchströmt. Durch die am Umfang der Antriebswelle angeordneten Dichtungsringe 14.1 und 14.2 wird ein weiteres Vordringen des Spülmittels in den Spalten verhindert. Über die zwischen den Stirnseiten des Zahnrades 4 und den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gebildeten Spalte wird das Spülmittel in dem Förderkanalsystem 6 geführt. Somit lässt sich der Austritt des Spülmittels über den Pumpeneinlass 2 und den Pumpenauslass 3 realisieren.
Zur Spülung der zwischen dem Lagerzapfen 21 und dem Zahnrad 5 gebildeten Lagerspalt sind weitere Spülkanäle 18.5, 18.6, 18.7 und 18.8 vorgesehen. Die Spülkanäle 18.5, 18.6 und 18.7 sind durch Bohrungen in der Gehäuseplatte 1.1 und dem Lagerzapfen 21 gebildet, um den zwischen dem Zahnrad 5 und dem Lagerzapfen 21 gebildeten Spalt mit dem Zulauf 19 zu verbinden. Der Spülkanal 18.8 ist als eine axial verlaufende Nut in der Zahnradbohrung des Zahnrades 5 ausgebildet, so dass der gesamte Lagerbereich der Zahnrades 5 durchspülbar ist.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe ist besonders geeignet, um in Lackieranlagen Farblacke zu fördern, in welchen häufige Farbwechsel zur Änderung der Farbe erforderlich sind. Durch die Ausgestaltung der Spalte und Spülkanäle sind alle Bereiche der Zahnradpumpen vor einem Farbwechsel leicht zugänglich, um Lackreste herauszuspülen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe in einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist ebenfalls ein mehrteiliges Pumpengehäuse 1 auf, das durch die Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie der Mittelplatte 1.3 sowie einem Dichtungsgehäuse 26 gebildet ist. Das Dichtungsgehäuse 26 ist mit der Gehäuseplatte 1.2 druckdicht verbunden. Zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sind die Zahnräder 4 und 5 in einer Aussparung der Mittelplatte 1.3 gehalten. Der Pumpeneinlass 2 ist in der Gehäuseplatte 1.2 und der Pumpenauslass 3 gegenüberliegend in der Gehäuseplatte 1.1 ausgebildet. Hierbei sind die das Förderkanalsystem 6 bildenden Bohrungen in der Gehäuseplatte 1.2 und 1.1 eingebracht.
Die Zahnräder 4 und 5 sind zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gehalten. Hierbei ist das getriebene Zahnrad 4 unmittelbar mit dem Lagerende 7.1 an einer Antriebswelle 7 gekoppelt. Die Antriebswelle 7 und die Bohrung 12 des Zahnrades 4 weisen mehrere Durchmesserstufen 23.1 und 23.2 auf. In dem Übergangsbereich der Durchmesserstufen 23.1 und 23.2 ist innerhalb der Bohrung 12 eine axial verlaufende Formnut 25 vorgesehen, in welcher ein Stift 24 der Antriebswelle 7 eingreift. Der Stift 24 ist hierzu fest mit der Antriebswelle 7 verbunden und ragt über den Umfang der Durchmesserstufe 23.1 hinaus. Die in der Bohrung 12 des Zahnrades 4 vorgesehene Formnut 25 und der am Umfang der Antriebswelle 7 befestigte Stift 24 bilden in diesem Fall das Verbindungsmittel 9, um eine drehfeste formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 zu erhalten.
Zur Abdichtung der zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 5 gebildeten Spalte sind zwei in Abstand zueinander angeordnete Dichtungsringe 14.1 und 14.2 vorgesehen. Der Dichtungsring 14.1 wird hierbei in der Durchmesserstufe 23.1 in einer in der Bohrung 12 umlaufenden Dichtungsnut 15.1 gehalten. Der Dichtungsring 14.2 wird demgegenüber in der Durchmesserstufe 23.2 in einer Dichtungsnut 15.2 am Umfang der Antriebswelle 7 gehalten.
Die Antriebswelle 7 durchdringt die Gehäuseplatte 1.2 in einer Lagerbohrung 17 und bildet eine Lagerstelle 8 der Antriebswelle 7. Im weiteren Verlauf durchdringt die Antriebswelle 7 das Dichtungsgehäuse 26. Innerhalb des Dichtungsgehäuses 26 ist konzentrisch zu der Lagerbohrung 17 am Umfang der Antriebswelle 7 eine Wellendichtung in Form einer Stopfbuchsenpackung 27 angeordnet. Die Stopfbuchsenpackung 27 wird dabei einseitig durch ein Spannmittel 28 in axialer Richtung vorgespannt und gegen die Gehäuseplatte 1.2 gedrückt. Das Spannmittel 28 in Form einer Feder wird über eine Spannhülse 29 am Umfang der Antriebswelle 7 gehalten und gegenüber dem Dichtgehäuse 26 fixiert. Das Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 ist frei auskragend dargestellt. Am Ende der Spannbuchse 28 ist ein Wellendichtring 39 vorgesehen.
Das mit dem angetriebenen Zahnrad 4 kämmende Zahnrad 5 ist an dem Lagerzapfen 21 gehalten. Der Lagerzapfen 21 weist eine im Verhältnis zu dem Zahnrad 5 kleinere Breite auf und ist in der Bohrung des Zahnrades 5 fest eingepresst, so dass das Zahnrad 5 nur durch die Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 sowie durch die Mittelplatte 1.3 geführt ist und durch das Zahnrad 4 getrieben wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Zahnradpumpe wird bei Förderung einer Lackfarbe das Zahnrad 4 durch die Antriebswelle 7 angetrieben. Ein über den Pumpeneinlass 2 zugeführter Farblack wird durch die kämmenden Zahnräder 4 und 5 in dem Förderkanalsystem 6 unter Druck zu dem Pumpenauslass 3 gefördert. Die aus dem Förderkanal 6 über die Spalte zwischen den Stirnseiten der Zahnräder 4 und 5 und den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 austretende Leckage wird durch die zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 angeordnete Dichtmittel 14.1 und 14.2 abgehalten, so dass die Spalte zwischen dem Zahnrad 4 und der Antriebswelle 7 insbesondere im Bereich des Verbindungsmittels 9 frei von Leckagen bleibt.
Um bei einem Farbwechsel die Spalte innerhalb des Pumpengehäuses von Lackresten zu befreien, besteht ebenfalls die Möglichkeit, die in Fig. 3 dargestellte Zahnradpumpe mit einem Spülkanalsystem auszuführen. Hierbei würden insbesondere die sich in der Lagerstelle 8 zwischen der Antriebswelle 7 und der Gehäuseplatte 1.2 gebildete Spalt sowie die zwischen den Stirnseiten der Zahnräder 4 und 5 und den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gebildete Spalte von einem Spülmittel durchspült. Vorzugsweise würde das Spülkanalsystem über einen separaten Zulauf und Spülkanäle mit dem Förderkanalsystem verbunden.
In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist. In Fig. 4 ist die Zahnradpumpe schematisch in einer Querschnittsansicht gezeigt. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt der Querschnittsansicht der Verbindung zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle.
Das Ausführungsbeispiel ist im Aufbau der Zahnradpaarung der Zahnräder 4 und 5 sowie des Pumpengehäuses 1 im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass an dieser Stelle Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird und nur die Unterschiede erläutert werden.
Die Antriebswelle 7 ist über Lagerbuchsen 31.1 und 31.2 in der Lagersackbohrung 16 der Gehäuseplatte 1.1 und in der Lagerbohrung 17 der Gehäuseplatte 1.2 drehbar gelagert. Zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 ist an dem Lagerende 7.1 der Antriebswelle 7 das getriebene Zahnrad 4 über ein Verbindungsmittel 9 miteinander verbunden. Die Gehäuseplatte 1.1, die Mittelplatte 1.3 und die Gehäuseplatte 1.2 sind druckdicht miteinander verbunden, wobei an der Gehäuseplatte 1.2 ein Pumpeneinlass 2 und an der Gehäuseplatte 1.1 einen Pumpenauslass (hier nicht dargestellt) ausgebildet sind, die innerhalb des Pumpengehäuses 1 über ein Förderkanalsystem 6 miteinander verbunden sind.
Das mitlaufende Zahnrad 5 ist über die Lagerbuchse 31.3 am Umfang des Lagerzapfens 21 gelagert. Der Lagerzapfen 21 ist in der Pressbohrung 22 der Gehäuseplatte 1.1 gehalten.
Das Verbindungsmittel 9 zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 ist durch eine Vieleckform 30 gebildet. Hierzu ist die Bohrung 12 des Zahnrades 4 und der Umfang der Antriebswelle 7 in mehrere Durchmesserstufen abgestuft. Einen erste sich vom Lagerende 7.1 erstreckende Durchmesserstufe 23.1 ist als Dichtfläche ausgebildet, wobei eine umlaufende Dichtungsnut 15.1 am Umfang der Antriebswelle 7 mit einer entsprechenden Dichtfläche an der Bohrung 12 des Zahnrades 4 zusammenwirkt.
In einer mittleren Durchmesserstufe 23.2 ist an dem Umfang der Antriebswelle 7 und in der Bohrung 12 eine Vieleckform 30 angeformt. Die Vieleckform 30 ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Hierbei wird die Vieleckform 30 beispielhaft durch ein Sechseck gebildet.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird in einer vom Durchmesser größeren Durchmesserstufe 23.3 eine zweite Dichtfläche zwischen dem Zahnrad 4 und der Antriebswelle 7 gebildet. Hierzu ist die Dichtungsnut 15.2 am Umfang der Antriebswelle 7 ausgebildet, in welcher der Dichtungsring 14.2 gehalten ist. Der Dichtungsring 14.2 stützt sich an einer gegenüber liegenden Dichtfläche der Bohrung 12 ab.
An der Antriebsseite des Pumpengehäuses 1 ragt das Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 aus dem Pumpengehäuse 1 heraus. Das Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 weist im Endbereich einen Durchmesserabsatz 40 auf, an welcher ein Stützring 34 anliegt. Der Stützring 34 ist L-förmig ausgebildet und wird in einer Ausnehmung eines Stützgehäuses 33 gehalten.
Das Stützgehäuse 33 wird von der Antriebswelle 7 durchdrungen und ragt mit dem freien Kupplungsende 7.2 zur Anbindung eines Antriebes aus dem Stützgehäuse 33 heraus. Zur Abichtung des aus dem Stützgehäuse 33 herausragende Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 ist innerhalb des Stützgehäuses 33 am Umfang der Antriebswelle ein Wellendichtring 39 angeordnet. Das Stützgehäuse 33 ist druckdicht über ein Dichtungsgehäuse 26 mit dem Pumpengehäuse 1 verbunden. Hierzu sind zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Dichtungsgehäuse 26 eine erste Gehäusedichtung 32.1 konzentrisch zur Lagerbohrung 10 und zwischen dem Dichtungsgehäuse 26 und dem Stützgehäuse 34 eine zweite Gehäusedichtung 32.2 angeordnet. Das Dichtungsgehäuse 26 weist eine konzentrisch zur Antriebswelle 7 ausgebildete Ausnehmung auf, die zur Aufnahme einer am Umfang der Antriebswelle 7 angeordneten Stopfbuchsenpackung 27 dient. Die Stopfbuchsenpackung 27 stützt sich an der zum Pumpengehäuse 1 gewandten Ende des Dichtungsgehäuses 26 unmittelbar an der Gehäuseplatte 1.2 ab. An dem gegenüber liegenden Ende der Stopfbuchsenpackung 27 ist in dem Dichtungsgehäuse 26 ein Spannmittel 28 vorgesehen.
Das Spannmittel 28 wird durch eine Feder gebildet, die über eine Spannbuchse 29 in dem Dichtungsgehäuse gehalten ist.
Zwischen der Stopfbuchsenpackung 27 und dem Wellendichtring 39 ist ein Ringraum 35 gebildet. Der Ringraum 35 ist über zwei Kanäle 36.1 und 36.2 jeweils mit einem Einlass 37 und einem Auslass 38 in dem Dichtungsgehäuse 26 verbunden. Der Einlass 37 und der Auslass 38 sind verschließbar ausgebildet, so dass im Betriebszustand eine Sperrflüssigkeit in das Dichtungsgehäuse 26 eingeleitet wird, durch welchen der Ringraum 35 gefüllt ist. Als Sperrflüssigkeit wird dabei vorzugsweise ein lösemittelhaltiges Fluid eingesetzt, um die möglicherweise durch Spaltleckagen austretenden Lackpartikel innerhalb des Ringraumes 35 zu lösen, so dass Verhärtungen in den Spalt verhindert werden. Insbesondere unter Berücksichtigung einer Nachstellung der Federspannung bleibt die Beweglichkeit der Stopfbuchsenpackung 27 gewährleistet. Zudem lässt sich bei einer Wartung und Austausch der Sperrflüssigkeit eine Spülung des Ringraumes 35 über die Kanäle 36.1 und 36.2 auf einfache Art und Weise ausführen.
Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe ist besonders geeignet, um die Dosierung von Lackfarben mit hohen Betriebsdrücken auszuführen. Insbesondere bei der Verwendung derartige Zahnradpumpen in Lackierrobotern wird bei einem Farbwechsel eine Rückförderung von der Zahnradpumpe eingestellt, um einen Farbwechsel einzuleiten. Zudem lassen sich die von außen auf die Antriebswelle 7 einwirkenden Kräfte durch die Stützlagerung des Stützringes in dem Stützgehäuse 33 aufnehmen, so dass die Zahnräder im innern des Pumpengehäuses 1 frei von axialen Kräften sind. Damit lässt sich insbesondere die Verschleißerscheinungen an dem getriebenen Zahnrad 4 vermindern. Der Stützring 34 lässt sich somit auch durch ein herkömmliches Wälzlager ersetzen.
Das innerhalb des Pumpengehäuses ausgebildete Spülkanalsystem 18 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ausgeführt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung hierzu erfolgt. Die nicht abgedichteten Spalte zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2, der Antriebswelle 7 und den Zahnrädern 4 und 5 lassen sich somit vorteilhaft durch ein Spülmittel durchspülen.
In der Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe schematisch in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Zahnradpumpe ist die Antriebswelle 7 innerhalb des durch die Gehäuseplatten 1.1, 1.2 und 1.3 gebildeten Pumpengehäuse 1 in den Lagerstellen 8.1 und 8.2 gelagert. Die Lagerstelle 8.1 ist in der Gehäuseplatte 1.1 ausgebildet, die hierzu eine Lagersackbohrung 16 aufweist. Die zweite Lagerstelle 8.2 ist durch die Lagerbohrung 17 der Gehäuseplatte 1.2 gebildet.
Die Zahnräder 4 und 5 sind zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gehalten. Das getriebene Zahnrad 4 ist über eine gestufte Bohrung 12 mit der Antriebswelle 7 verbunden. Hierzu weist die Antriebswelle 7 zwei Durchmesserstufen 23.1 und 23.2 auf. In dem Übergangsbereich der Durchmesserstufen 23.1 und 23.2 ist innerhalb der Bohrung 12 eine axial verlaufende Formnut 25 vorgesehen, in welche rein Stift 24 der Antriebswelle 7 eingreift. Damit ist eine drehfeste formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 gebildet.
In dem Durchmesserabschnitt der Durchmesserstufe 23.1 der Antriebswelle 7 ist ein umlaufender Passungssteg 42 angeordnet. Der Passungssteg 42 befindet sich im mittleren Bereich des Zahnrades 4 und ist in die Bohrung 12 des Zahnrades 4 spielfrei eingepasst. In den Bereichen außerhalb des Passungssteges 42 ist zwischen dem Durchmesserabschnitt der Durchmesserstufe 23.1 und der Bohrung 12 des Zahnrades 4 ein geringer Spalt vorgesehen. Ebenso ist zwischen dem Durchmesserabschnitt der Durchmesserstufe 23.2 und der Bohrung 12 des Zahnrades 4 ebenfalls eine Spielpassung ausgebildet, so dass das Zahnrad um den Passungssteg 42 eine pendelnde Bewegung in Axialrichtung ausführen kann. Die Pendelbewegung des Zahnrades 4 wird zu beiden Seiten des Passungssteges 42 durch jeweils einen Dichtungsring 14.1 und 14.2 abgefangen. Die Dichtungsringe 14.1 und 14.2 sind hierzu am Umfang der Antriebswelle in den jeweiligen Abschnitten der Durchmesserstufen 23.1 und 23.2 angeordnet. Damit lassen sich Fertigtoleranzen wie beispielsweise die Planparallelität der Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gegenüber den Zahnradstirnseiten des Zahnrades 4 vollständig ausgleichen. Das Zahnrad 4 lässt sich zwischen den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 besonders verschleißarm führen.
Die Antriebswelle durchdringt die Gehäuseplatte 1.2 und ein druckdicht mit der Gehäuseplatte 1.2 verbundenes Dichtungsgehäuse 26, so dass ein Kupplungsende 7.2 der Antriebswelle 7 frei auskragend zur Anbindung eines Antriebs gehalten ist. In dem Übergangsbereich zwischen der Gehäuseplatte 1.2 und dem Dichtungsgehäuse 26 ist eine Dichtung beispielsweise als Stopfbuchsenpackung 27 vorgesehen, die am Umfang der Antriebswelle 7 angeordnet ist und zwischen den Eindrehungen der Gehäuseplatte 1.2 und des Dichtegehäuses 26 gespannt ist.
Innerhalb des Dichtungsgehäuses 26 ist eine zusätzliche Stützlagerung der Antriebswelle 7 ausgebildet. Hierzu ist zwischen dem Dichtungsgehäuse 26 und der Antriebswelle 7 ein Wälzlager 41 angeordnet. Das Wälzlager 4.1 stützt sich hierbei an einem Wellenabsatz 40 der Antriebswelle ab. Zur Abdichtung des Lagerbereiches ist dem Wälzlager 41 ein Wellendichtring 39 zugeordnet, der am Umfang der Antriebswelle 7 dem ersten Dichtungsmittel 27 zur Antriebseite hin nachgeordnet ist.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit besonders geeignet, um äußere auf die Antriebswelle 7 einwirkende Kräfte durch das Wälzlager 41 unmittelbar außerhalb des Pumpengehäuses 1 abzufangen. Somit lässt sich das angetriebene Zahnrad 4 innerhalb des Pumpengehäuses 1 frei von axialen Kräften führen. Durch die zusätzliche Pendelbeweglichkeit des Zahnrades 4 ist eine verschleißschonende Führung des Zahnrades 4 möglich. Um eine ausreichende Pendelbeweglichkeit des Zahnrades am Umfang der Antriebswelle 1 zu realisieren, wird der Passungssteg 42 bevorzugt im mittleren Bereich des Zahnrades 4 angeordnet und mit einer Passungslänge ausgeführt, die kleiner ein Viertel der Zahnradbreite ist. Der Passungssteg 42 lässt sich alternativ auch am Umfang der Bohrung 12 des Zahnrades 4 ausbilden. In den übrigen Bereichen zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 sind Passungsspiele vorgesehen, um eine ausreichende Beweglichkeit des Zahnrades 4 zu erhalten.
Alle hier nicht weiter näher beschriebenen Bauteile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 sind im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ausgebildet. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden daher keine weiteren Erläuterungen hierzu gegeben. Grundsätzlich sei jedoch angemerkt, dass der Lagerzapfen 21 des Zahnrades 5 alternativ auch in den Gehäuseplatten 1.1 und 1.2 gelagert gehalten sein kann. Ebenso weist die Zahnradpumpe ein hier nicht näher erläutertes und gezeigtes Spülkanalsystem auf, um bei Förderung von Lacken einen schnellen und sicheren Farbwechsel ausführen zu können.
Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe sind in ihrem Aufbau und Ausbildung der einzelnen Bauteile beispielhaft. Insbesondere lassen sich die zwischen der Antriebswelle 7 und dem Zahnrad 4 gewählten Beispiele der Verbindungsmittel 9 durch andere konstruktive Lösungen ersetzen. Wesentlich hierbei ist jedoch; dass der oder die sich zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle bildenden Spalte jeweils zu den Stirnseiten des Zahnrades hin abgedichtet sind, so dass von außen keine Leckagen zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad gelangen können.

Bezugszeichenliste

1: Pumpengehäuse
1.1: Gehäuseplatte
1.2: Gehäuseplatte
1.3: Mittelplatte
1.4: Dichtring
1.5: Dichtring
2: Pumpeneinlass
3: Pumpenauslass
4: Zahnrad (getrieben)
5: Zahnrad (mitlaufend)
6: Förderkanalsystem
7: Antriebswelle
7.1: Lagernende
7.2: Kupplungsende
8, 8.1, 8.2: Lagerstelle
9: Verbindungsmittel
10: Raste
10.1: Rastkörper
10.2: Feder
11: Wellenaussparung
12: Bohrung
13: Ausnehmung
14.1, 14.2: Dichtungsring
15.1, 15.2: Dichtungsnut
16: Lagersackbohrung
17: Lagerbohrung
18: Spulenkanalsystem
18.1, 18.2, 18.3: Spülkanal
19: Zulauf
20: Wellendichtung
21: Lagerzapfen
22: Pressbohrung
23.1, 23.2, 23.3: Durchmesserstrufen
24: Stift
25: Formnut
26: Dichtungsgehäuse
27: Stopfbuchsenpackung
28: Spannmittel
29: Spannbuchse
30: Vieleckform
31.1, 31.2: Lagerbuchse
32.1, 32.2: Gehäusedichtung
33: Stützgehäuse
34: Stützring
35: Ringraum
36.1, 36.2: Kanal
37: Einlass
38: Auslass
39: Wellendichtring
40: Wellenabsatz
41: Wälzlager
42: Passungssteg

Claims

Zahnradpumpe mit zwei kämmenden Zahnrädern (4, 5), welche durch eine angetriebene Antriebswelle (7) und einem Lagerzapfen (21) innerhalb eines Pumpengehäuses (1) drehbar gelagert sind und zwischen einem Pumpeneinlass (2) und einem Pumpenauslass (3) ein Förderkanalsystem (6) bilden, und mit mehreren zwischen dem Pumpengehäuse (1), den Zahnrädern (4, 5), der Antriebswelle (7) und dem Lagerzapfen (21) gebildeten Spalte, wobei einer der Spalte zwischen der Antriebswelle (7) und einem der Zahnräder (4) gebildet ist und wobei in dem Spalt ein Verbindungsmittel (9) zur drehfesten Verbindung der Antriebswelle (7) mit dem Zahnrad (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Spalt zwischen der Antriebswelle (7) und dem Zahnrad (4) durch ein Dichtungsmittel (14.1, 14.2) zu den Stirnseiten des Zahnrades (4) hin abgedichtet ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungsmittel durch zumindest zwei im Abstand zueinander angeordnete Dichtungsringe (14.1, 14.2) am Umfang der Antriebswelle (7) gebildet sind, wobei der Abstand zwischen den Dichtungsringen (14.1, 14.2) gleich oder kleiner ist als die Breite des Zahnrades (4).
Zahnradpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungsringe (14.1, 14.2) in radial umlaufenden Dichtnuten (15.1, 15.2) im Umfang der Antriebswelle (7) und/oder in radial umlaufende Dichtnuten (15.1, 15.2) im Umfang einer Bohrung (12) des Zahnrades (4) gehalten sind.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Antriebswelle (7) und dem Zahnrad (4) mehrere Durchmesserstufen (23.1, 23.2) gebildet sind, wobei in einer der Durchmesserstufen (23.2) das Verbindungsmittel (9) zwischen der Antriebswelle (7) und dem Zahnrad (4) gehalten ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungsringe (14.1, 14.2) in den Durchmesserstufen (23.1, 23.2) zwischen der Antriebswelle (7) und dem Zahnrad (4) gehalten sind, die die Durchmesserstufe (23.2) zur Aufnahme des Verbindungsmittels (9) einschließen.
Zahnradpumpe nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungsmittel (9) durch einen Stift (24) gebildet ist, welcher fest mit der Antriebswelle (7) verbunden ist und welcher in eine Formnut (25) des Zahnrades (4) eingreift.
Zahnradpumpe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Formnut (25) des Zahnrades (4) axial in einen zwischen zwei Durchmesserstufen (23.2, 23.3) gebildeten Bohrungsabsatz eingebracht ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungsmittel (9) durch eine Vieleckform (30) der Antriebswelle (7) gebildet ist, die mit einer Vieleckform (30) der Bohrung (12) des Zahnrades (4) zusammenwirkt.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungsmittel (9) durch zumindest eine federbelastete Raste (10) gebildet ist, die am Umfang der Antriebswelle (7) gehalten ist und die in eine Ausnehmung (13) der Zahnradbohrung (12) eingreift.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Spülkanalsystem (18) zum Spülen der Spalte innerhalb des Pumpengehäuses (1) vorgesehen ist, durch welches ein separater Zulauf (19) mit dem Förderkanalsystem verbunden ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Spülkanalsystem (18) mehrere Spülkanäle (18.1, 18.8) aufweist, durch welche mehrere Lagerstellen (8.1, 8.2) der Antriebswelle (7) über ihre Länge jeweils von außen nach innen spülbar sind.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Pumpengehäuse (1) mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Stirnseiten der Zahnräder (4, 5) zwischen zwei Gehäuseplatten (1.1, 1.2) gehalten sind und wobei die Antriebswelle (7) in den Lagerstellen (8.1, 8.2) mit jeweils einem Wellenabschnitt direkt in Aufnahmebohrungen (16, 17) der Gehäuseplatten drehbar gehalten ist.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Pumpengehäuse (1) ein Dichtungsgehäuse (26) druckdicht angeordnet ist, welches in einer konzentrisch zur Antriebswelle (7) ausgebildeten Ausnehmung von der Antriebswelle (7) durchdrungen ist und welches ein am Umfang der Antriebswelle (7) angeordnetes Dichtungsmittel (27) umschließt.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einem außerhalb des Pumpengehäuses (1) ragenden Kupplungsabschnitt der Antriebswelle (7) eine Stützlagerung (34, 33, 26, 41) zur radialen und axialen Abstützung der Antriebswelle (7) ausgebildet ist, das durch einen Stützring (34) oder einem Wälzlager (41) gebildet ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb eines Stützgehäuses (33) ein Wellendichtring (39) an dem Umfang der Antriebswelle (7) angeordnet ist und dass der sich zwischen dem Dichtungsmittel (27) und dem Wellendichtring (39) ausgebildet Ringraum (35) am Umfang der Antriebswelle (7) mit einer Sperrflüssigkeit gefüllt ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ringraum (35) über separate Kanäle (36.1, 36.2) mit einem Einlass (37) und einem Auslass (38) verbunden ist und dass der Einlass (37) und der Auslass (38) am Dichtungsgehäuse (26) ausgebildet sind.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein umlaufender Passungssteg (42) am Umfang der Bohrung (12) des Zahnrades (4) oder am Umfang der Antriebswelle (7) ausgebildet ist, durch welchen das Zahnrad (4) spielfrei an der Antriebswelle (7) gehalten ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Passungssteg (42) im mittleren Bereich des Zahnrades (4) angeordnet ist und eine Passungslänge kleiner als ein Viertel der Zahnradbreite aufweist.