WO1999040324A1 - Abdichtungssystem für zahnradpumpen für hochviskosen kautschuk, polymere stoffe und sonstige zu fördernde produkte - Google Patents

Abdichtungssystem für zahnradpumpen für hochviskosen kautschuk, polymere stoffe und sonstige zu fördernde produkte Download PDF

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    • F04C2240/52Bearings for assemblies with supports on both sides

Definitions

  • Sealing system for gear pumps for highly viscous rubber, polymer materials and other products to be demanded.
  • the invention relates to a sealing system according to the preamble of claim 1.
  • Rolling bearings are known and used in feed pumps as well as in gear pumps, the feed medium generally also being used to lubricate the bearings, e.g. Hydraulic oils, process oils.
  • Hydraulic oils e.g. Hydraulic oils, process oils.
  • attempts are made to achieve a seal against the medium to be conveyed using elastic seals and other sealing systems.
  • the object is thereby achieved the features of claim 1.
  • the deflection is arranged by the roller bearing arrangement directly next to the gear body.
  • a support bearing in the outer area of the housing counteracts the deflection.
  • the product leakage current is discharged under the bearing inner ring, either straight or obliquely to the axis through grooves in the gear shaft, grooves in the bearing inner ring or through bores in the gear shaft so that the roller bearings do not come into contact with the medium to be conveyed.
  • the side seals can have less play in order to minimize the leakage current.
  • the service life of the roller bearings is many times longer than that of plain bearings. Since all pump parts can be made from metallic materials, you can also work with high media temperatures and the rolling bearing results in lower energy consumption compared to plain bearings.
  • Figure 1 shows a gear pump in section through the middle of the housing
  • Figure 2 shows a gear shaft with the holes for the leakage current removal
  • Figure 3 shows a sealing washer for the leakage current in plan view - on the bearing side
  • Figure 1 shows a schematic section through the middle of the pump housing 12 with the internal gears 1, 8, wherein the sealing washers 3 are arranged directly on the end flanks of the gears 1, 8 and are secured against rotation with a pin 11.
  • the sealing disc 3 closes the side rolling bearing opening and presses the leakage current through the slots 2 under the bearings into the open.
  • the Aufhahmbuchsen 5 for the roller bearing 4 close the opposite roller bearing opening, so that the product leakage current can not destroy the roller bearing 4.
  • the support bearings 9 arranged in the housing cover plates 6 largely prevent the gear shafts 1, 8 from bending.
  • FIG. 2 shows a gear shaft 1 with the bores 10 for the removal of the product leakage current through the center of the gear shaft 1.
  • Figure 3 shows a plan view of the sealing washer 3 with the arrangement of the return thread 13 to the inner bearing ring 4a and the arrangement of the locking pin 11 against rotation. 4 list of reference symbols

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Abstract

Ein Abdichtungssystem für Wälzlagerungen von Zahnradpumpenrotoren und sonstigen Rotorwellen zum Schutz gegen das zu fördernde Medium von Pumpen und Mischern sowie sonstigen Abdichtungen von Rotorwellen in Form von Abdichtungsscheiben (3), die einen definierten Leckstrom in die vorgesehenen Leckstromkanäle (2, 10, 4a, 7) abführen, so dass die Wälzlagerungen (4) vor den drückenden, bzw. zu fördernden Medien geschützt werden.

Description

Abdichtungssystem für Zahnradpumpen für hochviskosen Kautschuk, polymere Stoffe und sonstige zu fordernde Produkte.
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Abdichtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Wälzlager sind in Förderpumpen sowie in Zahnradpumpen bekannt und im Einsatz, wobei in der Regel das Fördermedium auch zur Schmierung der Lager dient, z.B. Hydrauliköle, Prozeßöle. In den Anwendungsbereichen wie Polymerschmelzen und anderen abrasiven Stoffen wie Kautschukmischungen, wird versucht mit elastischen Dichtungen und sonstigen Dichtungssystemen, eine Abdichtung gegen das zu fördernde Medium zu erreichen.
Aus der EP0558888Bl und der EP0599030B1 sind gattungsmäßige Einrichtungen bekannt. Wenn hochviskose abrasive Materialien bei hohen Drücken durch die Seitenabdichtungen in die Lager drücken, kann nur ein Gleitlager das zu fördernde Medium aufnehmen. Wie in den Patentschriften zu ersehen, wird z.B. ein Gleitlager mit Rückführungsgewinde eingesetzt. Die Wälzlager sind in den äußeren Deckplatten untergebracht, wodurch sich eine erhöhte
Durchbiegung der Zahnradwellen ergibt. Die gängigste Variante ist die Lagerung mit Gleitlagern für produktgeschmierte Lager, wie u.a. aus den Patentschriften EP 0090281B1, DE 349786, EP0715078A2 und EP0753678A2 bekannt. Da diese abrasiven, hochviskosen Medien wie z.B. hochgefüllte Polymerschmelzen und Kautschukmischungen die Lebensdauer der Gleitlager herabsetzen, kann die erfindungsgemäße Wälzlagerung mit Seitenabdichtung diese Mängel eliminieren. Wie aus den Patentschriften zu ersehen, hat man immer wieder versucht, die Gleitlagerungen durch spezielle Ausnehmungen sowie mit Kühleinrichtungen und auch mit Sonderwerkstoffen den Problemen wie Durchbiegung der Zahnradwellen, Abriebverhalten und der Erwärmung der Gleitlager, in den Griff zu bekommen. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zu schaffen für minimale Durchbiegung der Zahnradwellen, keine produktgeschmierten Lagerungen, Abdichtungen für einen geringen kontrollierten Leckstromabfluß, lange Lebensdauer der Lagerungen, hohe Betriebstemperaturen und geringstmöglichen Energieeinsatz.
Die Aufgabe wird dadurch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Durchbiegung ist durch die Wälzlageranordnung unmittelbar neben dem Zahnradkörper angeordnet. Zusätzlich wirkt ein Stützlager im Außenbereich des Gehäuses der Durchbiegung entgegen. Der Produktleckstrom wird unter dem Lagerinnenring, durch Nuten in der Zahnradwelle wahlweise gerade oder schräg zur Achse verlaufend, Nuten im Lagerinnenring oder durch Bohrungen in der Zahnradwelle abgeführt, so daß die Wälzlagerungen mit dem zu fördernden Medium nicht in Berührung kommen.
Da die Wälzlagerungen nicht das Medium zum Schmieren brauchen, können die Seitenabdichtungen ein geringeres Spiel aufweisen um somit den Leckstrom minimieren. Die Lebensdauer der Wälzlager ist um ein mehrfaches größer im Vergleich zu Gleitlagern. Da alle Pumpenteile aus metallischen Werkstoffen hergestellt werden können, kann man auch mit hohen Medientemperaturen arbeiten und durch die Wälzlagerung ergibt sich ein geringerer Energieeinsatz im Vergleich zu Gleitlagern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine Zahnradpumpe im Schnitt mittig durch das Gehäuse
Figur 2 eine Zahnradwelle mit den Bohrungen für den Leckstromabtransport
Figur 3 eine Abdichtungsscheibe für den Leckstrom in der Draufsicht - lagerseitig
Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt mittig durch das Pumpengehäuse 12 mit den innenliegenden Zahnrädern 1, 8, wobei die Abdichtungsscheiben 3 direkt an den Stirnflanken der Zahnräder 1, 8 angeordnet sind und gegen Verdrehung mit einem Stift 11 gesichert sind. Die Abdichtungsscheibe 3 verschließt die seitliche Wälzlageröffhung und drückt den Leckstrom durch die Schlitze 2 unter den Lagern ins Freie. Die Aufhahmebuchsen 5 für die Wälzlager 4 verschließen die gegenüberliegende Wälzlageröffhung, so daß der Produktleckstrom das Wälzlager 4 nicht zerstören kann. Die in dem Gehäuseabdeckplatten 6 angeordneten Stützlager 9 verhindern weitgehend die Durchbiegung der Zahnrad- wellen 1, 8.
Figur 2 zeigt eine Zahnradwelle 1 mit den Bohrungen 10 für den Abtransport des Produktleckstromes durch das Zentrum der Zahnradwelle 1.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht der Abdichtungsscheibe 3 mit der Anordnung des Rückführungsgewindes 13 zum Wälzlagerinnenring 4a sowie der Anordnung des Sicherungs-stiftes 11 gegen Verdrehung. 4 Bezugszeichenliste
1. Antriebszahnrad
2. Austrittskanal für Produktleckstrom
3. Abdichtungsscheibe
4. Wälzlager
4a. Wälzlagerinnenring
5. Aufnahmebuchse für Wälzlager
6. Gehäusedeckplatte
7. Freiraum für Produktleckstrom
8. getriebenes Zahnrad
9. Stützlager
10. Bohrungen für Abführung Produktleckstrom
11. Sicherungsstift
12. Pumpengehäuse
13. Rückführungsgewinde

Claims

5Patentansprüche
1. Zahnradpumpe mit wälzgelagerten Zahnradwellen (1, 8) dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsscheiben (3) zwischen den Zahnradwellen (1, 8) und den Wälzlagern (4) angeordnet sind; und daß der Produktleckstrom unter dem Wälzlagerinnenring (4a) und durch den Freiraum (7, 10) abgeführt wird.
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradwellen (1, 8) schräg zur Mittelachse verlaufend Nuten (2a) aufweisen, die den Leckstrom unter dem Wälzlager (4) abführen.
3. Zahnradpumpe nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradwellen (1, 8) gerade zur Mittelachse verlaufende Nuten (2) aufweisen, die den Produktleckstrom unter dem Wälzlager (4) abführen.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bohrungen (10) zum Zentrum der Zahnradwellen (1, 8) der Produktleckstrom abgeführt werden kann.
5. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradwellen (1, 8) für hohen Mediendrücke ein Stützlager (9) aufweisen 6
6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsscheiben (3) aus hochwertigen abriebfesten Materialien hergestellt sind.
7. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsscheibe (3) an der Seite zur Lagerinnenringfläche ein Rückführungsgewinde (13) aufweist.
8. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (4, 9) mit einer kontinuierlichen Schmierung oder durch einen im Lager verbleibenden Schmierstoff geschmiert werden.
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