WO2015048984A1 - Zahnradpumpe mit verbessertem pumpeneinlauf - Google Patents

Zahnradpumpe mit verbessertem pumpeneinlauf Download PDF

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WO2015048984A1
WO2015048984A1 PCT/EP2013/070394 EP2013070394W WO2015048984A1 WO 2015048984 A1 WO2015048984 A1 WO 2015048984A1 EP 2013070394 W EP2013070394 W EP 2013070394W WO 2015048984 A1 WO2015048984 A1 WO 2015048984A1
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gear
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Michael Heinen
René Triebe
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Dover Pump Solutions Group (Europe) Gmbh
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    • F04C2250/20—Geometry of the rotor

Definitions

  • the present invention relates to a gear pump according to the preamble of claim 1 and a use of the gear pump.
  • Gear pumps consist essentially of a pair of intermeshing gears, which are enclosed by a housing and from which laterally each arranged about the longitudinal axis journals protrude, in
  • gear pumps Since gear pumps have a conveyor-stable characteristic, they are particularly well suited for the transport of
  • the bearing capacity depends on the strength of the bearing pin and in particular the diameter of the bearing pin.
  • a gear pump with maximum bearing capacity is known from EP-1 790 854 AI of the same applicant.
  • the journals at least over part of its axial extent a bearing journal diameter., Which is in the range of 90% to 100% of a root diameter of the toothing of the associated gear.
  • Extension has a journal diameter, which is in the range of 90% to 100% of a root diameter of the toothing of the associated gear.
  • Gear pump according to the invention is characterized in that a tooth width b is at least twice as large as a center distance a of the longitudinal axes, wherein the
  • Gear width b is an extension of the gears parallel to the longitudinal axes.
  • a variant of the inventive gear pump is that the tooth width b at most twice the center distance a plus one
  • Gear pump are that the tooth width b is in a range whose lower limit of twice the center distance a and the upper limit of the double
  • Gear pump are that the tooth width b is in a range whose lower limit corresponds to twice the center distance a plus twice the tooth height h of the gears and the upper limit of twice the center distance a plus four times the tooth height h of the gears.
  • Gear pump consist in that the tooth width b corresponds to twice the center distance a plus a threefold tooth height h of the gears. Yet further embodiments of the inventive gear pump are that the suction side
  • Transition region is provided with a wall, seen in the conveying direction of a circular
  • Inlet cross-section leads to a pump inlet on an upper toothing plane, wherein the transition region a Has expansion H in the conveying direction of the pumping medium, wherein the expansion H is defined as follows: b V2-1
  • Transition region is and is defined as the maximum angle between the conveying direction of pumping medium and a connecting line, by the connection of a
  • Opening angle ⁇ is in the range of 20 ° to 50 °
  • Gear pump are that a pump inlet on the upper toothing plane is rectangular.
  • Gear pump are that the pump inlet on the upper toothing plane is square.
  • Gear pump consist of a wall in the
  • Gear pump consist of a wall in the
  • Transition region in predetermined, running through a central axis cutting planes piecewise rectilinear.
  • Gear pump consist of a wall in the
  • Transition region in predetermined, extending through a central axis cutting planes piecewise steadily and / or piecewise rectilinear.
  • Gear pump consist in that in the sectional planes extending tangents include a maximum angle of ⁇ 10 ° with the respective opening angle ⁇ .
  • the present invention relates to a use of the gear pump according to one or more of the abovementioned embodiments for conveying a highly viscous polymer melt.
  • Fig. 1 is a known gear with journals, in
  • Fig. 3 is an inventive gear pump in a
  • Fig. 4 shows a detail shown in detail
  • Fig. 1 shows a gear 1 for a gear pump with teeth 20 and bearing journals 5 and 6,. wherein a second gear with the respective bearing pin as well as the fixed components of the gear pump - such as housing, plain bearings,
  • the journals 5 and 6 have - at least over part of their axial extent - a
  • Bearing diameter D L on which is in the range of 90% to 100% of a root diameter D F of the gear 1.
  • this also applies to the bearing pin of the second gear, not shown in Fig. 1.
  • the teeth 20 of the gear 1 have toothed end faces 22, of which in Fig. 1, only the bearing pin. 6
  • Voltages have voltage-optimized transitions 17.
  • the voltage-optimized transitions 17 consist for example of one or more tangentially converging Radii extending to the surface of the journal 6.
  • Fig. 2 shows a section through tooth gaps of the gear 1 and through a longitudinal axis 9 of the bearing pin 5, 6 and the gear 1. It can be clearly seen that the
  • Bearing diameter D L corresponds approximately to the root diameter D F , so that on. the bearing journal 6 facing surface of the gear 1 is substantially only the
  • Fig. 3 shows a pump inlet on the suction side in a plan view (upper half of Fig. 3) and a cross section through the gear pump perpendicular to the longitudinal axes 9 and 10 (lower half of Fig. 3).
  • the inlet 23 may be in the form of a tube leading to a reactor vessel, or Be reactor tank itself, for example, has conically extending walls.
  • Fig. 3 is such a line under an inlet angle ß tapered inlet 23 ⁇ indicated by dashed lines.
  • the height of the pump inlet is designated H, which corresponds to the distance from a plane just above the teeth of the gears 1, 1 ⁇ (hereinafter referred to as the upper toothing plane 24) and the lower end of the inlet 23.
  • This pump inlet is a belonging to the gear pump or its housing
  • the wall 26 of the transition region 25 is further characterized by a point A, which lies on the toothing plane 24, and a point B, the upper end of the wall 26th
  • the transitional region 25 has a maximum opening angle from which the height H depends is wherein the height H increases, if one reduces the maximum opening angle ⁇ .
  • Inlet pressure loss - also called NPSH - is achieved. This is achieved if the aforementioned transition region 25 or the wall 26 between the upper toothing plane 24 and the end region of the inlet 23 is formed as simple and uniform as possible. In particular, the should
  • Gearing 24 as possible square, preferably square, selected, the condition of
  • a first variant of the inventive gear pump is obtained when the tooth width b at least twice as large as an axial distance a of the axes 9 and 10, wherein the tooth width b is an extension of the gears 1, 1 ⁇ parallel to the axes 9 and 10.
  • the tooth width b is limited by a maximum, which results from the double center distance a plus six times a tooth height h of the gears 1, l.
  • Gear width b is, namely:
  • Aperture angle ⁇ in the range of 20 ° to 50 °, in particular equal to 40 °, chosen, then the height H of the decreases
  • Embodiment of the present invention in the sense of the above statements on the height H not only a very low inlet pressure loss (NPSH) is obtained, but it is also a short transition area 25th
  • Points A and B is a straight-line connection, as provided in an embodiment of the present invention.
  • this straight course of the wall 26 in the transition region 25 is conceivable in further embodiments of the present invention that the position of the two points A and B as
  • connection points (start point and end point) remain the same however, the course between these points A and B can be arbitrary to a certain extent. For example, it is provided in further embodiments that between the points A and B, the course of the wall 26 is only piecewise in a straight line.
  • Fig. 4 shows a possible embodiment in which the connection between the points A and B in turn by the
  • Opening angle ⁇ is defined, the actual course of the wall 26 but over a point C, which lies between the points A and B. The actual
  • the two angles ⁇ and ⁇ can be within one
  • Angle range of ⁇ 10 ° preferably within an angular range + 5 °, where it is not necessary that both angles ⁇ and ⁇ are the same size. Rather, the individual values of the angles ⁇ and ⁇ are chosen such that the point C at a suitable location
  • connection between the points A and B - and thus the wall 26 - run piecewise in a straight line.
  • a continuously curved line between the points A and B or a sectionally continuously curved one is also conceivable Line in combination with piecewise rectilinear sections, where then a tangent at any point of the curved line the above
  • Criteria to the angle size ⁇ and ⁇ between the tangent and the straight line connecting the points A and B should also meet.
  • Opening angle ⁇ is smaller in such deviating sectional planes. If the cutting plane is laid through the point D, the opening angle ⁇ is equal to zero. For this reason, the opening angle ⁇ is always a maximum angle, which at a certain

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Abstract

Zahnradpumpe mit ineinander greifenden von einem Pumpengehäuse (2) umschlossenen Zahnrädern (1, 1') mit auf Längsachsen (9, 10) angeordneten, jeweils seitlich von den Zahnrädern (1, 1') abstehenden Lagerzapfen (5, 6), wobei mindestens einer der Lagerzapfen (5, 6) zumindest über einen Teil seiner axialen Erstreckung einen Lagerzapfendurchmesser aufweist, der im Bereich von 90% bis 100% eines Fusskreisdurchmessers der Verzahnung des zugehörigen Zahnrades (1, 1') liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnungsbreite (b) mindestens doppelten so gross wie ein Achsabstand (a) der Längsachsen (9, 10) ist, wobei die Verzahnungsbreite (b) eine Ausdehnung der Zahnräder (1, 1') parallel zu den Längsachsen (9, 10) ist.

Description

ZAHNRADPUMPE MIT VERBESSERTEM PUMPENEINLAUF
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Verwendung der Zahnradpumpe.
Zahnradpumpen bestehen im Wesentlichen aus einem Paar ineinander greifender Zahnräder, die von einem Gehäuse umschlossen sind und von denen seitlich jeweils um die Längsachse angeordnete Lagerzapfen abstehen, die in
Fördermedium-geschmierten Gleitlagern ihren Sitz haben.
Da Zahnradpumpen eine fördersteife Kennlinie besitzen, eignen sie sich besonders gut für den Transport von
Fördermedien von einer Saug- auf eine Druckseite. Zwischen beiden letzteren entsteht aufgrund des geförderten
Volumenstromes in den Folgeaggregaten ein Druckgefälle, welches bei hochviskosen Medien besonders gross ist und zu einer Kraftübertragung auf jedes Zahnrad führt. Da sich diese Kraftübertragung in einer Belastung der von
Lagerzapfen und Gleitlagern gebildeten Lagerung auswirkt, ist das maximal anwendbare Druckgefälle durch die
Lagertragfähigkeit dieser Lagerung begrenzt, wobei die Lagertragfähigkeit von der Festigkeit der Lagerzapfen und insbesondere vom Durchmesser der Lagerzapfen abhängt.
Eine Zahnradpumpe mit maximaler Lagertragfähigkeit ist aus der EP-1 790 854 AI der gleichen Anmelderin bekannt. Bei dieser bekannten ^Zahnradpumpe weisen die Lagerzapfen zumindest über einen Teil ihrer axialen Erstreckung einen Lagerzapfendurchmesser auf., der im Bereich von 90% bis 100% eines Fusskreisdurchmessers der Verzahnung des zugehörigen Zahnrades beträgt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
bekannte .Zahnradpumpe insbesondere hinsichtlich ihres
Füllverhaltens weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sowie eine Verwendung sind in weiteren Ansprüchen angegeben. Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst also eine
Zahnradpumpe mit ineinander greifenden von einem
Pumpengehäuse umschlossenen Zahnrädern mit auf Längsachsen angeordneten, jeweils seitlich von den Zahnrädern
abstehenden Lagerzapfen, wobei mindestens einer der
Lagerzapfen zumindest über einen Teil seiner axialen
Erstreckung einen Lagerzapfendurchmesser aufweist, der im Bereich von 90% bis 100% eines Fusskreisdurchmessers der Verzahnung des zugehörigen Zahnrades liegt. Die
erfindungsgemässe Zahnradpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass eine Verzahnungsbreite b mindestens doppelt so gross wie ein Achsabstand a der Längsachsen ist, wobei die
Verzahnungsbreite b eine Ausdehnung der Zahnräder parallel zu den Längsachsen ist. Eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Zahnradpumpe besteht darin, dass die Verzahnungsbreite b höchstens dem doppelten Achsabstand a plus einem
sechsfachen einer Zahnhöhe h der Zahnräder entspricht.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass die Verzahnungsbreite b in einem Bereich liegt, dessen untere Grenze dem doppelten Achsabstand a und dessen obere Grenze dem doppelten
Achsabstand a plus einer doppelten Zahnhöhe h der Zahnräder entspricht .
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass die Verzahnungsbreite b in einem Bereich liegt, dessen untere Grenze dem doppelten Achsabstand a plus der doppelten Zahnhöhe h der Zahnräder und dessen obere Grenze dem doppelten Achsabstand a plus der vierfachen Zahnhöhe h der Zahnräder entspricht. Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass die Verzahnungsbreite b dem doppelten Achsabstand a plus einer dreifachen Zahnhöhe h der Zahnräder entspricht. Noch weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Zahnradpumpe bestehen darin, dass saugseitig ein
Übergangsbereich mit einer Wandung vorgesehen ist, die in Förderrichtung gesehen von einem kreisförmige
Einlaufquerschnitt zu einem Pumpeneinlauf auf einer oberen Verzahnungsebene führt, wobei der Übergangsbereich eine Ausdehnung H in Förderrichtung des Pumpmediums aufweist, wobei die Ausdehnung H wie folgt definiert ist: b V2-1
H = -
2 tana wobei a ein maximaler Öffnungswinkel der Wandung im
Übergangsbereich ist und als maximaler Winkel zwischen der Förderrichtung von Pumpmedium und einer Verbindungslinie definiert ist, die durch die Verbindung von einem
Anfangspunkt zu einem Endpunkt der Wandung gegeben ist.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass der maximale
Öffnungswinkel α im Bereich von 20° bis 50° liegt,
vorzugsweise gleich 40° ist.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass ein Pumpeneinlauf auf der oberen Verzahnungsebene rechteckförmig ist. Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass der Pumpeneinlauf auf der oberen Verzahnungsebene quadratisch ist.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass eine Wandung im
Übergangsbereich in allen durch eine Mittelachse
verlaufenden Schnittebenen geradlinig verläuft. Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass eine Wandung im
Übergangsbereich in vorgegebenen, durch eine Mittelachse verlaufenden Schnittebenen stückweise geradlinig verläuft.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass eine Wandung im
Übergangsbereich in vorgegebenen, durch eine Mittelachse verlaufenden Schnittebenen stückweise stetig und/oder stückweise geradlinig verläuft.
Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen
Zahnradpumpe bestehen darin, dass in den Schnittebenen verlaufende Tangenten einen maximalen Winkel von ±10° mit dem jeweiligen Öffnungswinkel α einschliessen .
Schliesslich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verwendung der Zahnradpumpe gemäss einer oder mehrerer der vorstehend genannten Ausführungsvarianten zur Förderung einer hochviskosen Polymerschmelze.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung rein
beispielshaft anhand von Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 ein bekanntes Zahnrad mit Lagerzapfen, in
perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Längsachse der Anordnung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine erfindungsgemässe Zahnradpumpe in einer
Draufsicht und einem Schnitt senkrecht auf Längsachsen der Zahnradpumpe und
Fig. 4 eine im Detail gezeigte weitere
Ausführungsvariante einer Wandung im
Übergangsbereich zwischen Einlauf und
Verzahnungsebene in einem Querschnitt gemäss Fig. 3, unten.
Fig. 1 zeigt ein Zahnrad 1 für eine Zahnradpumpe mit Zähnen 20 und Lagerzapfen 5 und 6, . wobei ein zweites Zahnrad mit den jeweiligen Lagerzapfen sowie auch die feststehenden Bauteile der Zahnradpumpe - wie Gehäuse, Gleitlager,
Antrieb usw. - der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die Lagerzapfen 5 und 6 weisen - zumindest über einen Teil ihrer axialen Erstreckung - einen
Lagerzapfendurchmesser DL auf, der im Bereich von 90% bis 100% eines Fusskreisdurchmessers DF des Zahnrades 1 liegt. Selbstverständlich gilt dies auch für die in Fig. 1 nicht dargestellten Lagerzapfen des zweiten Zahnrades.
Die Zähne 20 des Zahnrades 1 weisen Zahnstirnflächen 22 auf, von denen in Fig. 1 nur die dem Lagerzapfen 6
zugewandten Zahnstirnflächen 22 ersichtlich sind und die zur Abschwächung der durch Kerbwirkung auftretenden
Spannungen spannungsoptimierte Übergänge 17 aufweisen. Die spannungsoptimierten Übergänge 17 bestehen beispielsweise aus einem oder mehreren tangential zusammenlaufenden Radien, die sich bis zur Oberfläche des Lagerzapfens 6 erstrecken.
In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der
Lagerzapfendurchmesser DL annähernd so gross wie der
Fusskreisdurchmesser DF.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch Zahnlücken des Zahnrades 1 und durch eine Längsachse 9 der Lagerzapfen 5, 6 bzw. des Zahnrades 1. Es ist deutlich ersichtlich, dass der
Lagerzapfendurchmesser DL in etwa dem Fusskreisdurchmesser DF entspricht, so dass auf . der dem Lagerzapfen 6 zugewandte Fläche des Zahnrades 1 im Wesentlichen nur die
Zahnstirnflächen 22 freiliegen.
Weitere Angaben zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bekannten Zahnradpumpe können der Offenlegungsschrift EP-1 790 854 AI entnommen werden, die einen integrierenden
Bestandteil dieser Anmeldung bildet.
Fig. 3 zeigt einen Pumpeneinlauf auf der Saugseite in einer Draufsicht (obere Hälfte von Fig. 3) und einen Querschnitt durch die Zahnradpumpe senkrecht auf die Längsachsen 9 und 10 (untere Hälfte von Fig. 3) .
Im Querschnitt (untere Hälfte von Fig. 3) sind die beiden Zahnräder 1 und 1Λ, ein Pumpengehäuse 2, das die Zahnräder 1, 1 und die Zapfen 5, 6 (Fig. 1) aufnimmt, und ein
Einlauf 23 ersichtlich. Der Einlauf 23 kann in der Form eines Rohres, das zu einem Reaktorkessel führt, oder der Reaktorkessel selber sein, der beispielsweise konisch verlaufende Wände aufweist. In Fig. 3 ist strichliniert ein solcher unter einem Einlaufwinkel ß konisch verlaufender Einlauf 23 Λ angedeutet. Die Höhe des Pumpeneinlaufes ist mit H bezeichnet, die dem Abstand von einer Ebene just oberhalb der Verzahnung der Zahnräder 1, 1Λ (nachfolgend als obere Verzahnungsebene 24 bezeichnet) und dem unteren Ende des Einlaufes 23 entspricht. Dieser Pumpeneinlauf ist ein zur Zahnradpumpe bzw. zu deren Gehäuse gehörender
Übergangsbereich 25 mit einer Wandung 26 von einem
kreisrunden Querschnitt des Einlaufes 23 auf einen
rechteckigen Querschnitt der oberen Verzahnungsebene 24. Im in der unteren Hälfte von Fig. 3 dargestellten Querschnitt ist die Wandung 26 des Übergangsbereichs 25 ferner durch einen Punkt A, der auf der Verzahnungsebene 24 liegt, und einem Punkt B, der das obere Ende der Wandung 26
kennzeichnet, gekennzeichnet.
Grundsätzlich ist in weiteren Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung denkbar, dass der Querschnitt des Einlaufes 23 abweichend von einem kreisrunden Querschnitt ist und/oder dass der Querschnitt auf der oberen
Verzahnungsebene 24 abweichend von einem rechteckigen
Querschnitt ist.
Der Übergangsbereich 25 - und damit die Wandung 26 - weist, wiederum mit Blick auf die Ausführungsvariante gemäss Fig. 3, ausgehend vom rechteckförmigen Querschnitt der oberen Verzahnungsebene 24 (d.h. von Punkt A aus), einen maximalen Öffnungswinkel auf, von dem die Höhe H abhängig ist, wobei sich die Höhe H vergrössert, wenn man den maximalem Öffnungswinkel α verkleinert. Der Öffnungswinkel α
entspricht dabei dem Winkel, der zwischen der Mittelachse M und der Verbindung der Punkte A und B liegt.
Bei einer Verwendung der Zahnradpumpe zum Pumpen von hochviskosen Polymerschmelzen aus einem Reaktor ist es von grösster Bedeutung, dass ein möglichst tiefer
Einlaufdruckverlust - auch NPSH genannt - erreicht wird. Dies wird erreicht, wenn der erwähnte Übergangsbereich 25 bzw. die Wandung 26 zwischen der oberen Verzahnungsebene 24 und dem Endbereich des Einlaufes 23 möglichst einfach und gleichförmig ausgebildet ist. Insbesondere soll der
möglichst einfache und gleichförmige Übergang ohne weitere Übergänge und Kanten vom kreisrunden Reaktorquerschnitt bzw. dem kreisrunden Einlauf 23 auf den rechteckigen
Querschnitt direkt oberhalb der Verzahnung (d.h. der oberen Verzahnungsebene 24) erfolgen. Wird der Querschnitt des Pumpeneinlaufs in der oberen
Verzahnungsebene 24 möglichst quadratisch, vorzugsweise quadratisch, gewählt, wird die Bedingung eines
vorteilhaften Überganges vom kreisrunden Reaktorquerschnitt bzw. dem kreisrunden Einlauf 23 auf den rechteckigen
Querschnitt auf der oberen Verzahnungsebene 24
bestmöglichst erfüllt.
Es hat sich gezeigt, dass eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Zahnradpumpe dann erhalten wird, wenn die Verzahnungsbreite b mindestens doppelt so gross wie ein Achsabstand a der Achsen 9 und 10 ist, wobei die Verzahnungsbreite b eine Ausdehnung der Zahnräder 1, 1Λ parallel zu den Achsen 9 und 10 ist. Anderseits ist bei einer weiteren Ausführungsvariante die Verzahnungsbreite b begrenzt durch ein Maximum, das sich aus dem doppelten Achsabstand a plus einem sechsfachen einer Zahnhöhe h der Zahnräder 1, l ergibt. Weitere Ausführungsvarianten I, II und III ergeben sich aus den folgenden Angaben für Bereiche, in denen die
Verzahnungsbreite b liegt, nämlich:
Ausführungsvariante I:
2 · a < b < 2 - a + 2- h
Ausführungsvariante II:
2·α + 2Λ < b < 2-a + A-h Ausführungsvariante III: b = 2 · a + 3 · h
Die Ausführungsvariante III ist in Fig. 3 dargestellt, wobei der Einlaufquerschnitt in der oberen Verzahnungsebene 24 dann exakt einem Quadrat entspricht, wenn deren Ecken auf der Flucht des inneren Durchmessers DE des Einlaufes 23 liegen. Wird nun, wie bei einer weiteren Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, der maximale
Öffnungswinkel α im Bereich von 20° bis 50°, insbesondere gleich 40°, gewählt, so verringert sich die Höhe H des
Übergangbereichs in Funktion des maximalen Öffnungswinkels α und der Verzahnungsbreite b wie folgt: b V2-1
H =
2 tana Dies bedeutet, dass die Höhe H des Übergangbereiches bei gleichbleibendem maximalem Öffnungswinkel α direkt
proportional zur Verzahnungsbreite b ist. Bei einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung im Sinne der vorstehenden Ausführungen zur Höhe H wird nicht nur ein äusserst tiefer Einlaufdruckverlust (NPSH) erhalten, sondern es wird auch ein kurzer Übergangsbereich 25
erhalten, womit die Bauhöhe der gesamten Baugruppe,
bestehend aus Zahnradpumpe und Reaktorgefäss , auf ein
Minimum optimiert ist.
Aus Fig. 3, unten, ist ersichtlich, dass zwischen den
Punkten A und B eine gradlinige Verbindung besteht, wie es bei einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. In Abwandlung dieses gradlinigen Verlaufs der Wandung 26 im Übergangsbereich 25 ist bei weiteren Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung denkbar, dass die Position der beiden Punkte A und B als
Anschlusspunkte (Anfangspunkt und Endpunkt) gleich bleiben, hingegen der Verlauf zwischen diesen Punkte A und B in einem gewissen Mass beliebig verlaufen kann. Beispielsweise ist bei weiteren Ausführungsvarianten vorgesehen, dass zwischen den Punkten A und B der Verlauf der Wandung 26 lediglich stückweise gradlinig erfolgt. Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsvariante, bei der die Verbindung zwischen den Punkten A und B wiederum durch den
Öffnungswinkel α definiert ist, der tatsächliche Verlauf der Wandung 26 jedoch über einen Punkt C erfolgt, der zwischen den Punkten A und B liegt. Der tatsächliche
Verlauf der Wandung 26 weicht im Punkt A von der
Verbindungslinie zwischen den Punkten A und B um einen Winkel δ und im Punkt B von der Verbindungslinie zwischen den Punkten B und A um den Winkel γ ab. Damit ergibt sich ein stückweise gradliniger Verlauf der Wandung 26 über den Punkt C.
Die beiden Winkel γ und δ können innerhalb eines
Winkelbereiches von ±10° liegen, vorzugsweise innerhalb eines Winkelbereiches +5°, wobei es nicht erforderlich ist, dass beide Winkel γ und δ gleich gross sind. Vielmehr werden die einzelnen Werte der Winkel γ und δ derart gewählt, dass sich der Punkt C an geeigneter Stelle
befindet .
Grundsätzlich ist es jedoch auch nicht erforderlich, dass die Verbindung zwischen den Punkten A und B - und damit die Wandung 26 - stückweise gradlinig verlaufen. Denkbar ist vielmehr auch eine stetig gekrümmte Linie zwischen den Punkten A und B oder eine abschnittsweise stetig gekrümmte Linie in Kombination mit stückweise gradlinigen Abschnitten, wobei dann eine Tangente in einem beliebigen Punkt der gekrümmten Linie die vorstehend genannten
Kriterien an die Winkelgrösse γ und δ zwischen der Tangente und der geraden Verbindungslinie zwischen den Punkten A und B ebenfalls erfüllen soll.
Ein möglicher Grund für eine Abweichung von einer
gradlinigen Verbindung zwischen den Punkten A und B ist beispielsweise eine Heizbohrung 30 (Fig. 4) für die
Flüssigtemperierung im Einlauf 23.
Wie aus Fig. 3, oben, ersichtlich ist, ist der Winkel α in der dargestellten Schnittebene (Fig. 3, unten) und einer zu dieser senkrechten Schnittebene für dieselbe
Ausführungsvariante am grössten. Betrachtet man eine
Schnittebene, die von den erwähnten Schnittebenen (der in Fig. 3, oben, gezeigten und der senkrecht zu dieser
verlaufenden Schnittebene) abweicht, so ist der
Öffnugngswinkel α in solchen abweichenden Schnittebenen kleiner. Wird die Schnittebene durch den Punkt D gelegt, so ist der Öffnungswinkel α gleich null. Aus diesem Grund handelt es sich beim Öffnungswinkel α immer um einen maximalen Winkel, der bei einer bestimmten
Ausführungsvariante in der in Fig. 3 dargestellten
Schnittebene - oder senkrecht zu dieser - auftritt.

Claims

Patentansprüche
1. Zahnradpumpe mit ineinander greifenden von einem
Pumpengehäuse (2) umschlossenen Zahnrädern (1, 1Λ) mit auf Längsachsen (9, 10) angeordneten, jeweils seitlich von den Zahnrädern (1, l ) abstehenden Lagerzapfen (5, 6), wobei mindestens einer der Lagerzapfen (5, 6) zumindest über einen Teil seiner axialen Erstreckung einen
Lagerzapfendurchmesser (DL) aufweist, . der im Bereich von 90% bis 100% eines Fusskreisdurchmessers (DF) der
Verzahnung des zugehörigen Zahnrades (1, 1 ) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnungsbreite b mindestens doppelten so gross wie ein Achsabstand a der Längsachsen (9, 10) ist, wobei die Verzahnungsbreite b eine Ausdehnung der Zahnräder (1, l ) parallel zu den Längsachsen (9, 10) ist .
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsbreite b höchstens dem doppelten
Achsabstand a plus einem sechsfachen einer Zahnhöhe h der Zahnräder (1, 1 ) entspricht.
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verzahnungsbreite b in einem
Bereich liegt, dessen untere Grenze dem doppelten
Achsabstand a und dessen obere Grenze dem doppelten
Achsabstand a plus einer doppelten Zahnhöhe h der Zahnräder (1, 1 ) entspricht.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verzahnungsbreite b in einem
Bereich liegt, dessen untere Grenze dem doppelten
Achsabstand a plus der doppelten Zahnhöhe h der Zahnräder
5. (1, 1 ) und dessen obere Grenze dem doppelten Achsabstand a plus der vierfachen Zahnhöhe h der Zahnräder (1, 1Λ) entspricht .
5. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch0 gekennzeichnet, dass die Verzahnungsbreite b dem doppelten
Achsabstand a plus einer dreifachen Zahnhöhe h der
Zahnräder (1, 1 ) entspricht.
6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch5 gekennzeichnet, dass saugseitig ein Übergangsbereich (25) mit einer Wandung (26) vorgesehen ist, die in
Förderrichtung gesehen von einem kreisförmige
Einlaufquerschnitt zu einem Pumpeneinlauf auf einer oberen Verzahnungsebene (24) führt, wobei der Übergangsbereich 0 (25) eine Ausdehnung H in Förderrichtung des Pumpmediums aufweist, wobei die Ausdehnung H wie folgt definiert ist: b V2-1
H =
2 tana wobei a ein maximaler Öffnungswinkel der Wandung (26) im5 Übergangsbereich (25) ist und als maximaler Winkel zwischen der Förderrichtung von Pumpmedium und einer
Verbindungslinie definiert ist, die durch die Verbindung von einem Anfangspunkt (A) zu einem Endpunkt (B) der
Wandung (26) gegeben ist.
7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Öffnungswinkel α im Bereich von 20° bis 50° liegt, vorzugsweise gleich 40° ist.
8. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpeneinlauf auf der oberen
Verzahnungsebene (24) rechteckförmig ist.
9. Zahnradpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneinlauf auf der oberen Verzahnungsebene (24) quadratisch ist.
10. Zahnradpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (26) im
Übergangsbereich (25) in allen durch eine Mittelachse (M) verlaufenden Schnittebenen geradlinig verläuft.
11. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (26) im Übergangsbereich (25) in vorgegebenen, durch eine Mittelachse (M)
verlaufenden Schnittebenen stückweise geradlinig verläuft.
12. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (26) im Übergangsbereich (25) in vorgegebenen, durch eine Mittelachse (M)
verlaufenden Schnittebenen stückweise stetig und/oder stückweise geradlinig verläuft.
13. Zahnradpumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schnittebenen verlaufende Tangenten einen maximalen Winkel von ±10° mit dem jeweiligen Öffnungswinkel α einschliessen .
14. Verwendung der Zahnradpumpe nach einem der Ansprüc bis 13 zur Förderung einer hochviskosen Polymerschmelz
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