EP2538082A2 - Zahnradpumpe mit variabel Fördervolume - Google Patents
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- EP2538082A2 EP2538082A2 EP12169014A EP12169014A EP2538082A2 EP 2538082 A2 EP2538082 A2 EP 2538082A2 EP 12169014 A EP12169014 A EP 12169014A EP 12169014 A EP12169014 A EP 12169014A EP 2538082 A2 EP2538082 A2 EP 2538082A2
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- F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
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- F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
Definitions
- the invention relates to a gear pump with a housing having a chamber in which two intermeshing gears are each mounted rotatably mounted, wherein the housing has a leading into the chamber inlet and an outgoing from the chamber drain for the medium to be delivered.
- Gear pumps of the type mentioned are known from the prior art.
- the requirement for the exhaust quality of internal combustion engines, in particular of motor vehicles, has steadily increased in recent years.
- the NOx emission is a major problem, which is counteracted by means of so-called SCR catalysts.
- SCR catalysts environmentally harmful NO x is converted into N 2 and H 2 O by means of NH 3 , the NH 3 usually being supplied to the catalyst in the form of an aqueous urea solution.
- liquid urea solution To promote the liquid urea solution is usually an electrically driven feed pump, for example in the manner of a diaphragm pump used.
- an electrically driven feed pump for example in the manner of a diaphragm pump used.
- liquid media especially for liquid urea solution, there is the problem that they freeze at low temperatures, for example, of about -12 ° C in the urea solution, resulting in an increase in volume of the medium.
- the delivery pump must be able to withstand or compensate for this volume increase without being damaged. For membrane pumps, this can be done through the membrane itself.
- the gear pump according to the invention has the advantage that it has an effective ice pressure protection and thus is protected at low temperatures below the freezing point of the medium to be conveyed before the freezing medium and the resulting ice pressure.
- the gear pump in principle has a higher performance, so that it is now possible everywhere where previously provided the diaphragm pump for ice protection reasons, provide the gear pump according to the invention, which is characterized by the features of claim 1.
- a cover which delimits the chamber, in particular at the end is displaceable at least in regions to increase the chamber volume. Under the frontal boundary of the chamber through the cover is in this case to understand such a cover, which is aligned substantially parallel to the end faces of the gears.
- the displaceable cover thus extends at least partially over at least one of the end faces of the meshing gears.
- the fact that the cover is displaceable to increase the chamber volume the cover allows an increase in volume of the liquid in the chamber when the freezing point has been reached.
- the cover closes suitably sealingly with the rest of the housing forming the chamber, so that the liquid pressure is maintained during normal operation of the feed pump or the gear pump.
- the cover is displaced, whereby the chamber volume is increased.
- the cover is designed and / or arranged such that the pressure side connected by the displacement with the suction side of the gear pump or the chamber and thus a bypass is generated, which serves to reduce the pressure or to the delivery pressure.
- the cover is axially displaceable thereto.
- the term "axial" is always to be understood in connection with the axes of rotation of the gears, so that an axial displacement of the cover means a displacement in the direction of the axes of rotation of the gears. The axial displacement of the cover allows a simple and inexpensive guidance of the cover in the housing.
- the cover is associated with at least one spring element, which acts on the cover in the direction of the gears with a spring force.
- the spring element thus serves in this embodiment for applying the bias or the back pressure, which acts against the present in the chamber (conveying) pressure.
- the spring element is designed such that the spring force is adjustable in hindsight.
- means may be provided which shorten or lengthen the spring travel of the spring element in their operation in order to adjust the spring force accordingly. This makes it possible to readjust the spring element, for example, when a certain period of the gear pump has been exceeded, so that further a high performance of the feed pump is ensured without loss of efficiency.
- the cover is held by a stop of the housing spaced from the gears.
- the housing thus has a stop on which the cover rests normally, and is thus always kept at a minimum distance from the gears. This ensures that no friction occurs between the gears and the cover, which could lead to wear of the gears or damage to the cover.
- the recess is particularly preferably stepped, so that it forms a full-circumference stop or a stop shoulder on which the cover in particular rests flatly on its edge region.
- the stop has a groove extending over its entire circumference, which is in fluid communication with the pressure side of the chamber.
- the groove is formed open or oriented due to the formation in the stop to the cover, so that the fluid pressure acting in the groove acts on the cover against the biasing force of the spring element.
- the displaceable cover extends over the suction region and the pressure region of the chamber. In this way - as already mentioned - achieved that when the cover is displaced due to a correspondingly high pressure in the chamber, a kind of bypass channel is formed, which allows a pressure equalization between pressure range and suction.
- the housing has a lid which carries the cover and a base part which carries the toothed wheels in a recess.
- the housing is thus formed at least in two parts, wherein a part has the recess in which the gear wheels eino, and thus substantially forms the chamber.
- the remaining part of the housing is formed by the lid, which has the chamber limiting cover.
- the cover is expediently arranged on the base or base part such that the cover partially projects into the recess.
- the recess has a height which exceeds the height of the gears so far that, even if the cover is displaced, it is not moved out of the recess.
- the cover is fastened or fastened to the base part in such a way that the cover does not come off the base part even when correspondingly high pressure forces occur in the chamber.
- the lid can be screwed to the base part, for example, clamped and / or glued.
- the cover can be latched to the base part, whereby a particularly simple assembly is ensured.
- the cover and / or the base part preferably have at least one latching lug, which cooperates with a latching recess of the base part or the cover.
- the locking lug and / or the recess having material portion elastically deformable, so that latching lug and recess are pushed or plugged together in a rear grip position can be brought.
- a snap connection is produced, which in particular is also detachable again.
- the spring force of the spring element acts expediently at the same time as a fastening force which urges the cover into the rear grip seat, so that the latching is acted upon by a bias, which ensures a secure and tight grip of the lid on the base part.
- a drive device in particular an electric motor, is arranged for at least one of the gears.
- An output shaft of the drive device penetrates a corresponding bore in the base part and is non-rotatably connected to one of the gears.
- the other gear is preferably designed as a passive gear, so that it is driven by the acted upon by the electric motor with a torque, driving gear.
- At least one sealing element in particular a sealing ring or O-ring, is arranged between the cover and the cover or the base part.
- the sealing element is expediently designed such that it allows a relative movement on at least one sealing surface and even then sealingly closes when the pressure in the chamber exceeds the critical pressure.
- FIG. 1 shows in a simplified longitudinal sectional view of a gear pump 1, as used in motor vehicles, in particular for conveying a liquid medium.
- the present gear pump 1 serves to convey a liquid exhaust gas aftertreatment agent, which in particular is urea-containing.
- the gear pump 1 has a housing 2, which is essentially formed from a base part 3 and a cover 4.
- a latching connection 5 is provided, which is formed by a plurality of distributed over an outer periphery of the base part 3 arranged latching lugs 6 and corresponding, corresponding recesses 7 of the lid 4.
- the cover 4 is preferably elastically deformable at its edge region, at least in regions, so that the edge region can be pushed over the latching lugs 6 and then the latching lugs 6 engage in the latching recesses 7.
- the base part 3 has a recess 8, in which two gears 9, 10 are arranged meshing with each other and each rotatably mounted.
- the gear 9 is held on a shaft 11 which extends into a bearing 12 of the base part 3.
- the gear 10 is rotatably supported on a shaft 13 which is the output shaft of an electric motor 14 which is held on the opposite side of the recess 8 on the base part 3.
- the shaft 13 penetrates the base part 3 in a through bore 15, which is stepped, wherein a sealing element or sealing ring 16 is additionally arranged in the area with the larger diameter.
- the axes of rotation of the gears are aligned parallel to each other, wherein the gears have the same height and are arranged in parallel in the recess, so that their end faces are each in a plane.
- the recess 8 has two axial sections, of which the first, inner axial section 17 has a first diameter and the second, further outward has a second, larger diameter, so that ultimately a stepped recess 8 is present.
- the first axial section 17 has a height which corresponds at least to the height of the gears 9 and 10.
- a cover 19 is arranged, which closes the recess 8, so that through the recess 8 and the cover 19, a chamber 20 is formed, which is or whose volume is bounded on one side by the cover 19.
- FIG. 2 represents a simplified plan view of the base part of the gear pump 1 with the cover 4 removed
- the housing 2 has an inlet 21 through which the liquid medium can flow into the chamber 20, and a drain 22 through which the hydraulic medium through the driven gears 9 and 10 is fed out of the chamber 20, as indicated by arrows.
- the inlet 21 thus opens into the suction side S and the outlet 22 into the pressure side P of the chamber 20th
- the cover 19 is axially - with respect to the axes of rotation of the gears 9 and 10 - arranged displaceably.
- its outer contour corresponds at least substantially to the inner contour of the second axial section 18 of the recess 9, so that the cover 19 is axially guided by the recess 8.
- a spring element 23 is further arranged, which is held clamped between the cover 19 and the inside of the lid 4, and thus the cover 19 in the direction of the gears 9, 10 urges.
- the spring element 23 is designed as a helical spring 24.
- the displaceable cover 19 thus allows a change in volume of the chamber volume or the volume of the chamber 20.
- the cover 19 thus fulfills a particularly advantageous ice protection function. Then, when the outside temperature falls below the freezing point of the liquid medium to be delivered, and the liquid medium freezes as a result, the cover 19 allows the medium to expand without a critical pressure in the chamber is exceeded, which could lead to damage, for example, the housing 2.
- the cover 19 can be achieved in particular by the choice of a certain spring force of the spring element 23 also that the cover 19 acts as a pressure limiter in normal operation of the gear pump 1.
- the cover 19 is raised to increase the volume of the chamber 8, whereby, as the cover 19 extends over the entire chamber 20, a connection between the pressure side P and the suction side S is generated. This has the consequence that the pressure on the pressure side can not increase further.
- the generated by the lifting of the cover 19 by-pass between the pressure side P and suction side S leads to a pressure equalization between the two sides.
- the cover plate 19 is in the normal state with its outer edge region on a stop 25 partially flat, which is formed by the stepped formation of the recess 8.
- a groove 26 is formed in the surface of the stopper 25, as in FIG. 2 is shown.
- the groove 26 extends substantially over the entire circumference of the stopper 25 and fluidly communicates with the pressure side P of the chamber 20 so that the medium in the groove has the pressure of the pressure side P.
- the cover 19 is uniformly acted upon over its circumference with the pressure of the pressure side P, and thereby takes place a uniform lifting of the cover 19 of the stop 25.
- the pressure limiting function of the cover 19 is further improved.
- the height of the first axial portion 17 is selected to be slightly higher than that of the gears 9, 10, so that a small or small gap between the gears 9, 10 and the cover 19 is present in order to avoid friction during operation.
- the cover 19 has in its outer shell surface a groove 27 extending over the entire circumference, in which a sealing ring 28 rests.
- the sealing ring 28 rests both on the bottom of the groove 27 and on the inside of the second axial portion 18 of the base part 3.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit einem Gehäuse, das eine Kammer aufweist, in welcher zwei miteinander kämmende Zahnräder jeweils drehbar gelagert angeordnet sind, wobei das Gehäuse einen in die Kammer führenden Zulauf sowie einen aus der Kammer herausführenden Ablauf für das zu fördernde Medium aufweist.
- Zahnradpumpen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Anforderung an die Abgasqualität von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, hat in den letzten Jahren ständig zugenommen. Vor allem bei Dieselmotoren stellt die NOx-Emission ein großes Problem dar, welchem mithilfe von sogenannten SCR-Katalysatoren entgegengewirkt wird. In derartigen Katalysatoren wird umweltschädliches NOx mithilfe von NH3 in N2 und H2O umgewandelt, wobei das NH3 üblicherweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung dem Katalysator zugeführt wird.
- Zur Förderung der flüssigen Harnstofflösung wird in der Regel eine elektrisch antreibbare Förderpumpe, beispielsweise in der Art einer Membranpumpe, verwendet. Bei flüssigen Medien, insbesondere bei flüssiger Harnstofflösung, stellt sich das Problem, dass diese bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise von circa -12°C bei der Harnstofflösung, gefrieren, was zu einer Volumenzunahme des Mediums führt. Die Förderpumpe muss in der Lage sein, diese Volumenzunahme auszuhalten beziehungsweise zu kompensieren, ohne beschädigt zu werden. Bei Membranpumpen kann dies durch die Membran selbst erfolgen.
- Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe hat den Vorteil, dass sie einen wirkungsvollen Eisdruckschutz aufweist und insofern auch bei niedrigen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes des zu fördernden Mediums vor dem gefrierenden Medium und den dadurch entstehenden Eisdruck geschützt ist. Im Vergleich zu einer Membranpumpe weist die Zahnradpumpe prinzipiell eine höhere Leistungsfähigkeit auf, sodass es nunmehr möglich ist, überall dort, wo bisher die Membranpumpe aus Eisschutzgründen vorgesehen wurde, die erfindungsgemäße Zahnradpumpe vorzusehen, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine die Kammer insbesondere stirnseitig begrenzende Abdeckung zumindest bereichsweise zum Vergrößern des Kammervolumens verlagerbar ist. Unter der stirnseitigen Begrenzung der Kammer durch die Abdeckung ist hierbei eine derartige Abdeckung zu verstehen, die im Wesentlichen parallel zu den Stirnseiten der Zahnräder ausgerichtet ist. Die verlagerbare Abdeckung erstreckt sich somit wenigstens bereichsweise über zumindest eine der Stirnseiten der miteinander kämmenden Zahnräder. Dadurch, dass die Abdeckung zum Vergrößern des Kammervolumens verlagerbar ist, erlaubt die Abdeckung eine Volumenzunahme der in der Kammer befindlichen Flüssigkeit, wenn der Gefrierpunkt unterschritten wurde. Die Abdeckung schließt zweckmäßigerweise dichtend mit der übrigen, die Kammer bildenden Vertiefung des Gehäuses ab, sodass der Flüssigkeitsdruck im Normalbetrieb der Förderpumpe beziehungsweise der Zahnradpumpe aufrechterhalten wird. Durch die Einstellung einer entsprechenden Vorspannkraft, mit welcher die Abdeckung in Richtung der Zahnräder gedrängt wird, um also das Kammervolumen zu verkleinern beziehungsweise klein zu halten, lässt sich hierdurch gleichzeitig das maximale Fördervolumen der Zahnradpumpe einstellen. Sobald der Druck in der Kammer aufgrund einer zu hohen Drehzahl der Zahnräder einen kritischen Wert beziehungsweise den Vorspanndruck übersteigt, wird die Abdeckung verlagert, wodurch das Kammervolumen vergrößert wird. Zweckmäßigerweise ist die Abdeckung dabei derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass durch die Verlagerung die Druckseite mit der Saugseite der Zahnradpumpe beziehungsweise der Kammer verbunden und somit ein Bypass erzeugt wird, der zum Druckabbau beziehungsweise zur Förderdruckbegrenzung dient. Vorzugsweise ist die Abdeckung dazu axial verlagerbar. Dabei ist im Kontext der vorliegenden Anmeldung der Begriff "axial" stets in Zusammenhang mit den Drehachsen der Zahnräder zu verstehen, sodass eine axiale Verlagerung der Abdeckung eine Verlagerung in Richtung der Drehachsen der Zahnräder bedeutet. Die axiale Verlagerung der Abdeckung erlaubt eine einfache und kostengünstige Führung der Abdeckung in dem Gehäuse.
- Besonders bevorzugt ist der Abdeckung mindestens ein Federelement zugeordnet, das die Abdeckung in Richtung der Zahnräder mit einer Federkraft beaufschlagt. Das Federelement dient also in dieser Ausführungsform zum Aufbringen der Vorspannung beziehungsweise des Gegendrucks, der gegen den in der Kammer vorliegenden (Förder-) Druck wirkt. Durch die Wahl des Federmaterials, der Federform und der Anordnung lässt sich eine gewünschte Federkraft, und damit der maximale Förderdruck, bestimmen beziehungsweise einstellen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Federelement derart ausgebildet ist, dass die Federkraft auch im Nachhinein einstellbar ist. Hierzu können beispielsweise Mittel vorgesehen sein, die bei ihrer Betätigung den Federweg des Federelements verkürzen oder verlängern, um die Federkraft entsprechend anzupassen. Hierdurch ist es möglich, das Federelement nachzujustieren, beispielsweise wenn eine bestimmte Laufzeit der Zahnradpumpe überschritten wurde, sodass weiterhin eine hohe Leistungsfähigkeit der Förderpumpe ohne Wirkungsgradverluste gewährleistet wird.
- Vorzugsweise ist die Abdeckung durch einen Anschlag des Gehäuses beabstandet zu den Zahnrädern gehalten. Das Gehäuse weist also einen Anschlag auf, auf dem die Abdeckung im Normalfall aufliegt, und dadurch stets auf einem Mindestabstand zu den Zahnrädern gehalten wird. Hierdurch wird erreicht, dass zwischen den Zahnrädern und der Abdeckung keine Reibung entsteht, die zum Verschleiß der Zahnräder oder einer Beschädigung der Abdeckung führen könnte. Besonders bevorzugt ist dazu die Vertiefung gestuft ausgebildet, sodass sie einen vollumfänglichen Anschlag beziehungsweise eine Anschlagschulter bildet, auf der die Abdeckung an ihrem Randbereich insbesondere flächig aufliegt.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlag eine sich über seinen gesamten Umfang erstreckende Nut aufweist, die fluidtechnisch mit der Druckseite der Kammer in Verbindung steht. Die Nut ist aufgrund der Ausbildung in dem Anschlag zu der Abdeckung hin offen ausgebildet beziehungsweise ausgerichtet, sodass der in der Nut wirkende Fluiddruck auf die Abdeckung gegen die Vorspannkraft des Federelements wirkt. Dadurch wird die Abdeckung gleichmäßig mit dem in der Druckseite wirkenden Druck der Kammer beaufschlagt, wodurch das Verlagern der Abdeckung vereinfacht und die Effizienz des Eisdruckschutzes und insbesondere des Überdruckschutzes verbessert wird.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die verlagerbare Abdeckung über den Saugbereich und den Druckbereich der Kammer erstreckt. Hierdurch wird - wie bereits erwähnt - erreicht, dass, wenn die Abdeckung aufgrund eines entsprechend hohen Drucks in der Kammer verlagert wird, eine Art Bypasskanal entsteht, der einen Druckausgleich zwischen Druckbereich und Saugbereich erlaubt.
- Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse einen die Abdeckung tragenden Deckel und ein die Zahnräder in einer Vertiefung tragendes Basisteil aufweist. Das Gehäuse ist also zumindest zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil die Vertiefung aufweist, in welcher die Zahnräder einliegen, und die somit im Wesentlichen die Kammer bildet. Der verbleibende Teil des Gehäuses wird von dem Deckel gebildet, der die Kammer begrenzende Abdeckung aufweist. Dazu ist der Deckel zweckmäßigerweise derart an dem Boden beziehungsweise Basisteil anordenbar, dass die Abdeckung bereichsweise in die Vertiefung hineinragt. Dazu weist die Vertiefung eine Höhe auf, die die Höhe der Zahnräder derart weit übertrifft, dass, auch wenn die Abdeckung verlagert wird, diese nicht aus der Vertiefung herausbewegt wird.
- Vorteilhafterweise ist der Deckel an dem Basisteil derart befestigt beziehungsweise befestigbar, dass sich der Deckel auch bei Auftreten entsprechend hoher Druckkräfte in der Kammer nicht von dem Basisteil löst. Dazu kann der Deckel an dem Basisteil beispielsweise verschraubt, verklemmt und/oder verklebt werden. Besonders bevorzugt ist der Deckel an dem Basisteil verrastbar, wodurch eine besonders einfache Montage gewährleistet wird.
- Vorzugsweise weisen hierzu der Deckel und/oder das Basisteil zumindest eine Rastnase auf, die mit einer Rastausnehmung des Basisteils beziehungsweise des Deckels zusammenwirkt. Dabei ist zweckmäßigerweise die Rastnase und/oder der die Rastausnehmung aufweisende Materialabschnitt elastisch verformbar, sodass Rastnase und Rastausnehmung durch Aufschieben beziehungsweise zusammenstecken in eine Hintergriffsposition bringbar sind. Hierdurch wird eine Schnappverbindung hergestellt, die insbesondere auch wieder lösbar ausgebildet ist. Die Federkraft des Federelements wirkt hierbei zweckmäßigerweise gleichzeitig als Befestigungskraft, die den Deckel in den Hintergriffsitz drängt, sodass die Verrastung mit einer Vorspannung beaufschlagt ist, die einen sicheren und dichten Halt des Deckels an dem Basisteil gewährleistet.
- Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass auf der dem Deckel gegenüberliegenden Seite des Basisteils eine Antriebsvorrichtung, insbesondere ein Elektromotor, für zumindest eines der Zahnräder angeordnet ist. Eine Abtriebswelle der Antriebseinrichtung durchdringt eine entsprechende Bohrung in dem Basisteil und ist drehfest mit einem der Zahnräder verbunden. Das andere Zahnrad ist bevorzugt als passives Zahnrad ausgebildet, sodass es durch das von dem Elektromotor mit einem Drehmoment beaufschlagte, antreibende Zahnrad angetrieben wird.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Abdeckung und dem Deckel oder dem Basisteil wenigstens ein Dichtelement, insbesondere ein Dichtring beziehungsweise O-Ring angeordnet ist. Das Dichtelement ist zweckmäßigerweise derart ausgelegt, dass es eine Relativbewegung an zumindest einer Dichtfläche erlaubt und auch dann noch dichtend abschließt, wenn der Druck in der Kammer den kritischen Druck übersteigt.
- Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- Figur 1
- eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe in einer Längsschnittdarstellung und
- Figur 2
- eine Draufsicht auf ein Basisteil der Zahnradpumpe.
-
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung eine Zahnradpumpe 1, wie sie in Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Fördern eines flüssigen Mediums, genutzt wird. Die vorliegende Zahnradpumpe 1 dient zum Fördern eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, das insbesondere harnstoffhaltig ist. - Die Zahnradpumpe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das im Wesentlichen aus einem Basisteil 3 und einem Deckel 4 gebildet ist. Zur Befestigung des Deckels 4 an dem Basisteil 3 ist eine Rastverbindung 5 vorgesehen, die von mehreren über einen Außenumfang des Basisteils 3 verteilt angeordneten Rastnasen 6 und entsprechende, damit korrespondierende Rastausnehmungen 7 des Deckels 4 gebildet ist. Der Deckel 4 ist dazu an seinem Randbereich vorzugsweise zumindest bereichsweise elastisch verformbar, sodass der Randbereich über die Rastnasen 6 hinweg geschoben werden kann und anschließend die Rastnasen 6 in die Rastausnehmungen 7 einrasten.
- Das Basisteil 3 weist eine Vertiefung 8 auf, in welcher zwei Zahnräder 9, 10 miteinander kämmend und jeweils drehbar gelagert angeordnet sind. Das Zahnrad 9 ist dabei auf einer Welle 11 gehalten, die sich in ein Lager 12 des Basisteils 3 erstreckt. Das Zahnrad 10 ist drehfest auf einer Welle 13 gehalten, die die Abtriebswelle eines Elektromotors 14 ist, der auf der der Vertiefung 8 gegenüberliegenden Seite an dem Basisteil 3 gehalten ist. Die Welle 13 durchdringt dabei das Basisteil 3 in einer Durchbohrung 15, die gestuft ausgebildet ist, wobei in dem Bereich mit dem größeren Durchmesser zusätzlich ein Dichtelement beziehungsweise Dichtring 16 angeordnet ist.
- Die Rotationsachsen der Zahnräder sind parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Zahnräder die gleiche Höhe aufweisen und parallel in der Vertiefung angeordnet sind, sodass ihre Stirnflächen jeweils in einer Ebene liegen.
- In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Vertiefung 8 zwei Axialabschnitte auf, von denen der erste, innen liegende Axialabschnitt 17 einen ersten Durchmesser und der zweite, weiter außen liegende einen zweiten, größeren Durchmesser aufweist, sodass letztendlich eine gestufte Vertiefung 8 vorliegt. Der erste Axialabschnitt 17 weist dabei eine Höhe auf, die zumindest der Höhe der Zahnräder 9 und 10 entspricht.
- In dem zweiten Axialabschnitt 18 ist eine Abdeckung 19 angeordnet, die die Vertiefung 8 verschließt, sodass durch die Vertiefung 8 und die Abdeckung 19 eine Kammer 20 gebildet ist, die beziehungsweise deren Volumen an einer Seite durch die Abdeckung 19 begrenzt wird.
- Wie am besten aus
Figur 2 ersichtlich, die eine vereinfachte Draufsicht auf das Basisteil der Zahnradpumpe 1 bei abgenommenem Deckel 4 darstellt, weist das Gehäuse 2 einen Zulauf 21 auf, durch welchen das flüssige Medium in die Kammer 20 einströmen kann, sowie einen Ablauf 22, durch welchen das Hydraulikmedium durch die angetriebenen Zahnräder 9 und 10 aus der Kammer 20 herausgefördert wird, wie durch Pfeile angedeutet. Der Zulauf 21 mündet somit in die Saugseite S und der Ablauf 22 in die Druckseite P der Kammer 20. - Die Abdeckung 19 ist axial - in Bezug auf die Drehachsen der Zahnräder 9 und 10 - verlagerbar angeordnet. Dazu entspricht ihre Außenkontur zumindest im Wesentlichen der Innenkontur des zweiten Axialabschnitts 18 der Vertiefung 9, sodass die Abdeckung 19 durch die Vertiefung 8 axial geführt wird. Auf der den Zahnrädern 9 und 10 abgewandten Seite der Abdeckung 19 ist weiterhin ein Federelement 23 angeordnet, das zwischen der Abdeckung 19 und der Innenseite des Deckels 4 verspannt gehalten ist, und insofern die Abdeckung 19 in Richtung der Zahnräder 9, 10 drängt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Federelement 23 als Schraubenfeder 24 ausgebildet.
- Die verlagerbare Abdeckung 19 erlaubt somit eine Volumenänderung des Kammervolumens beziehungsweise des Volumens der Kammer 20. Die Abdeckung 19 erfüllt somit eine besonders vorteilhafte Eisschutzfunktion. Dann nämlich, wenn die Außentemperatur unter den Gefrierpunkt des flüssigen, zu fördernden Mediums fällt, und das flüssige Medium infolgedessen gefriert, erlaubt die Abdeckung 19, dass sich das Medium ausdehnen kann, ohne dass ein kritischer Druck in der Kammer überstiegen wird, der zur Beschädigung beispielsweise des Gehäuses 2 führen könnte. Darüber hinaus lässt sich insbesondere durch die Wahl einer bestimmten Federkraft des Federelements 23 außerdem erreichen, dass die Abdeckung 19 als Druckbegrenzer im Normalbetrieb der Zahnradpumpe 1 wirkt. Übersteigt der Druck auf der Hochdruckseite P der Zahnradpumpe 1 einen kritischen, durch die Federkraft vorgebbaren Wert beziehungsweise ist die auf die Abdeckung 19 wirkende Kraft größer als die durch das Federelement 23 bereitgestellte Vorspannkraft, wird die Abdeckung 19 zum Vergrößern des Volumens der Kammer 8 angehoben, wodurch, da sich die Abdeckung 19 über die gesamte Kammer 20 erstreckt, eine Verbindung zwischen der Druckseite P und der Saugseite S erzeugt wird. Dies hat zur Folge, dass der Druck an der Druckseite nicht weiter ansteigen kann. Der durch das Anheben der Abdeckung 19 erzeugte Bypass zwischen Druckseite P und Saugseite S führt zu einem Druckausgleich zwischen beiden Seiten.
- Aufgrund ihrer Geometrie liegt die Deckplatte 19 im Normalzustand mit ihrem äußeren Randbereich auf einem Anschlag 25 bereichsweise flächig auf, der durch die gestufte Ausbildung der Vertiefung 8 gebildet wird. Vorzugsweise ist in der Oberfläche des Anschlags 25 eine Nut 26 ausgebildet, wie sie in
Figur 2 dargestellt ist. Die Nut 26 erstreckt sich im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Anschlags 25 und steht mit der Druckseite P der Kammer 20 fluidtechnisch in Verbindung, sodass das in der Nut befindliche Medium den Druck der Druckseite P aufweist. Die Abdeckung 19, deren Außenkontur - wie bereits erwähnt - der Innenkontur des zweiten Axialabschnitts 18 entspricht, überdeckt die gesamte Nut 26, was zur Folge hat, dass auf die Abdeckung 19 nicht nur der Druckbereich P der Kammer 20 wirkt, sondern auch der in der Nut 26 wirkende Druck. Da sich die Nut über den gesamten Umfang erstreckt, wird erreicht, dass die Abdeckung 19 gleichmäßig über ihren Umfang mit dem Druck der Druckseite P beaufschlagt wird, und dadurch ein gleichmäßiges Abheben der Abdeckung 19 von dem Anschlag 25 erfolgt. Hierdurch wird die Druckbegrenzungsfunktion der Abdeckung 19 weiter verbessert. Bevorzugt ist die Höhe des ersten Axialabschnitts 17 geringfügig höher gewählt als die der Zahnräder 9, 10, sodass ein geringer beziehungsweise kleiner Spalt zwischen den Zahnrädern 9, 10 und der Abdeckung 19 vorliegt, um Reibung im Betrieb zu vermeiden. - Um die Kammer 20 dicht zu begrenzen, weist die Abdeckung 19 in ihrer Mantelaußenfläche eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Nut 27 auf, in welcher ein Dichtring 28 einliegt. Der Dichtring 28 liegt dabei sowohl an dem Boden der Nut 27 als auch an der Innenseite des zweiten Axialabschnitts 18 des Basisteils 3 an.
Claims (10)
- Zahnradpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), das eine Kammer (20) aufweist, in welcher zwei miteinander kämmende Zahnräder (9,10) jeweils drehbar gelagert angeordnet sind, wobei das Gehäuse (2) mindestens einen in die Kammer (20) führenden Zulauf (21) sowie mindestens einen aus der Kammer (20) herausführenden Ablauf (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Kammer (20) insbesondere stirnseitig begrenzende Abdeckung (19) zumindest bereichsweise zum Vergrößern des Kammervolumens verlagerbar ist.
- Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (19) axial verlagerbar ist.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckung (19) mindestens ein Federelement (23) zugeordnet ist, das die Abdeckung (19) in Richtung der Zahnräder (9,10) mit einer Federkraft beaufschlagt.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (19) durch einen Anschlag (25) des Gehäuses (2) beabstandet zu den Zahnrädern (9,10) gehalten ist.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (25) eine sich insbesondere über seinen gesamten Umfang erstreckende Nut (26) aufweist, die fluidtechnisch mit der Druckseite (P) der Kammer (20) in Verbindung steht.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abdeckung (19) zumindest von einer Saugseite (S) zu einer Druckseite (P) der Kammer (20) erstreckt.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen die Abdeckung (19) tragenden Deckel (4) und ein die Zahnräder (9,10) in einer Vertiefung (8) tragendes Basisteil (3) aufweist.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4) an dem Basisteil (3) verrastbar ist.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4) und/oder das Basisteil (3) zumindest eine Rastnase (6) aufweisen, die mit einer Rastausnehmung (7) des Basisteils (3) beziehungsweise des Deckels (4) zusammenwirkt.
- Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Deckel (4) gegenüberliegenden Seite des Basisteils (3) eine Antriebsvorrichtung, insbesondere ein Elektromotor (14), für zumindest eines der Zahnräder (10) angeordnet ist.
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