DE102014208911B4

DE102014208911B4 - Zahnradpumpe und Zahnradpumpenbetätigungsverfahren

Info

Publication number: DE102014208911B4
Application number: DE102014208911.5A
Authority: DE
Inventors: c/o Takasago Works Iwasaki Shin; c/o Takasago Works Iritani Kazuo
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: US20140369876A1; KR20140146538A; KR101591182B1; DE102014208911A1; CN104235011B; JP2015001204A; JP6052794B2; CN104235011A; US9523360B2

Abstract

Um einen Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen einem Lager und einem Zahnradrotor durch eine einfache Gestaltung sehr genau einzustellen, weist eine Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist; ein Paar Zahnradrotoren, von denen jeder durch Integrieren eines Zahnradabschnitts mit einem Wellenabschnitt ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses einzugreifen; einen Lagerabschnitt, der den Wellenabschnitt stützt, so dass der Zahnradrotor drehbar ist, wobei der Lagerabschnitt in der Achsrichtung des Zahnradrotors beweglich ist; und eine Abstandseinstelleinheit, die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt, um einen Abstand zwischen dem Zahnradrotor und dem Lagerabschnitt einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe und auf ein Zahnradpumpenbetätigungsverfahren (Zahnradpumpenbetriebsverfahren).
Zum Beispiel wird in einem Harzknetgranulierer, der ein Knetharz in Pellets granuliert, eine Zahnradpumpe im Allgemeinen als eine Druckerhöhungsvorrichtung verwendet, die ein geknetetes und geschmolzenes Harz zu einem Sieb oder einer Extrusionsform unter Druck fördert, das/die an der stromabwärtigen Seite einer Knetmaschine angeordnet ist. Die Zahnradpumpe ist ausgebildet, so dass ein Paar Zahnradrotoren, die miteinander eingreifen, innerhalb eines hohlen Gehäuses (eines Pumpengehäuses) vorgesehen ist und gestaltet ist, ein Harzmaterial, das in dem Gehäuse aufgenommen wird, mittels der Zahnradrotoren unter Druck zu fördern.
Im Übrigen besteht der Bedarf, die Größe oder die Geschwindigkeit (Drehzahl) der Zahnradpumpe zu erhöhen, um die Produktivität des Harzknetgranulierers zu verbessern. Jedoch wird, wenn die Größe des Zahnradrotors erhöht wird oder sich dieser mit einer hohen Drehzahl auf diese Weise dreht, Wärme innerhalb der Pumpe erzeugt und dehnen sich die Komponenten aufgrund der erzeugten Wärme thermisch aus. Als Ergebnis wird ein Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen einem Zahnradrotor und einem Lager verkleinert und infolgedessen wird die gleichmäßige Drehung des Zahnradrotors gestört.
Aus diesem Grund offenbart JP H10-141247 A eine Zahnradpumpe, die in der Lage ist, einen Zahnradrotor oder ein Lager durch Zirkulieren eines Kühlmediums zu kühlen. Auf diese Weise kann, wenn der Zahnradrotor oder das Lager gekühlt wird, die thermische Ausdehnung der Komponenten innerhalb der Pumpe verhindert werden. Des Weiteren dehnen sich, wenn die Komponenten wie z.B. der Zahnradrotor oder das Lager erwärmt oder gekühlt werden, die Komponenten in einer unterschiedlichen Weise aus und ziehen sich in einer unterschiedlichen Weise zusammen, und infolgedessen besteht der Bedarf, den Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen dem Zahnradrotor und dem Lager einzustellen.
Um ein derartiges Problem zu lösen, offenbart JP 3988258 B2 eine Technik zum Einstellen eines Abstands, der zwischen Komponenten innerhalb einer Pumpe ausgebildet ist. Das heißt, bei dieser Technik ist eine Antriebswelle eines Zahnradrotors, die von einem Antriebszahnrad zu der Außenseite eines Gehäuses vorsteht, mit einem Abstandseinstellmechanismus vorgesehen, der einen seitlichen Zwischenraum zwischen der Seitenfläche des Antriebszahnrads und dem Gehäuse auf einem gleichmäßigen Wert hält. Wenn der seitliche Zwischenraum durch den Abstandseinstellmechanismus auf einem gleichmäßigen Wert gehalten wird, wird der Abstand zwischen dem Lager und dem Zahnradrotor, der innerhalb der Pumpe angeordnet ist und durch die Antriebswelle verbunden ist, auch auf einem gleichmäßigen Wert gehalten.
Im Übrigen wird bei der Technik, die in JP H10-141247 A offenbart ist, bewirkt, dass ein Kühlmedium zu dem Zahnradrotor oder dem Lager in den Komponenten strömt, die in der Zahnradpumpe vorgesehen sind. Dann wird bei dieser Technik nur das Lager oder der Zahnradrotor in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung oder der Art des Harzmaterials gekühlt und infolgedessen kann ein Problem auftreten, dass eine große Temperaturdifferenz zwischen einem derartigen Bauteil und dem Gehäuse auftritt. In einem derartigen Fall erhöht sich der Abstand zwischen dem Zahnradrotor und der Achsfläche des Lagers aufgrund der thermischen Ausdehnungsdifferenz zwischen den Komponenten und infolgedessen weicht der Abstand zwischen dem Lager und dem Zahnradrotor von einem zulässigen Bereich in der Dimensionierung ab.
Zum Beispiel liegen, wenn der Abstand kleiner ist als ein unterer Grenzwert des zulässigen Bereichs in der Dimensionierung, das Lager und der Zahnradrotor sehr nahe aneinander, und infolgedessen kann zwischen ihnen ein Metallkontakt einfach auftreten. Des Weiteren sind, wenn der Abstand des Lagers einen oberen Grenzwert des zulässigen Bereichs überschreitet, das Lager und der Zahnradrotor voneinander zu weit getrennt (entfernt) und strömt das geschmolzene Harz aus. Als Ergebnis verschlechtert sich der Pumpenwirkungsgrad der Zahnradpumpe.
Insbesondere ist, wenn ein Verhältnis zwischen dem Abstand und dem Pumpenwirkungsgrad berücksichtigt wird, der Pumpenwirkungsgrad der Zahnradpumpe proportional zu der dritten Potenz des Abstands, wie in der Gleichung (1) dargestellt ist. $η = 1 - (\frac{h^{3} Δ P}{V μ N})$

η: Wirkungsgrad der Zahnradpumpe
h: Abstand (mm) zwischen der Lagerachsfläche und dem Zahnradrotor
ΔP: Differenzialdruck (MPa) vor und nach der Zahnradpumpe
V: Ausstoßmenge (cc/rev) pro Umdrehung der Zahnradpumpe
µ: Harzviskosität (Pa·s)
N: Drehzahl (U/min) der Zahnradpumpe

Das heißt, wie aus der Gleichung (1) erkannt werden kann, ist es, wenn der Abstand des Lagers geringfügig von dem zulässigen Bereich in der Zahnradpumpe des Stands der Technik abweicht, möglich, dass sich der Pumpenwirkungsgrad plötzlich (stark) verschlechtern kann.
Des Weiteren besteht in der Zahnradpumpe der Bedarf, einen Einstelldistanzring (Scheibe) zu ersetzen oder hinzuzufügen, um den Abstand zwischen der Lagerachsfläche und dem Zahnradrotor einzustellen. Daher kann in der Zahnradpumpe der Abstand nicht während dem Betrieb eingestellt werden und es ist erforderlich, dass die Zahnradpumpe auseinandergebaut wird, selbst wenn eine derartige Arbeit möglich ist. Als Ergebnis muss ein beträchtlicher Arbeitsaufwand ausgeführt werden.
Unterdessen ist es selbst in der Zahnradpumpe in JP 3988258 B2 erforderlich, eine Gestaltung anzuwenden, in der die Antriebswelle von dem Antriebszahnrad zu der Außenseite eines Gehäuses vorsteht und die vorstehende Antriebswelle mit dem vorstehend beschriebenen Abstandseinstellmechanismus vorgesehen ist, und infolgedessen kann die Gestaltung der Vorrichtung leicht aufwendig werden. Des Weiteren kann sich die Größe des Einstellmechanismus des seitlichen Zwischenraums einfach erhöhen und kann sich das Ausmaß des Abstandseinstellbetriebs beträchtlich erhöhen.
DE 10 2011 075 415 A1 zeigt eine Zahnradpumpe bzw. ein Verfahren zum Betätigen einer solchen Zahnradpumpe. Diese Zahnradpumpe weist ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist; einen Zahnradrotor und ein Hohlzahnrad, die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses einzugreifen; einen Lagerabschnitt, der einen Wellenabschnitt des Zahnradrotors stützt, sodass der Zahnradrotor drehbar ist, während der Lagerabschnitt in der Achsrichtung des Zahnradrotors beweglich ist; und eine Abstandseinstelleinheit auf, die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt, um einen Abstand zwischen dem Zahnrotor und dem Lagerabschnitt einzustellen.
WO 2010/046976 A1 zeigt eine weitere Zahnradpumpe bzw. ein Verfahren zum Betätigen einer solchen Zahnradpumpe gemäß dem Stand der Technik.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zahnradpumpe und ein Zahnradbetätigungsverfahren (Zahnradpumpenbetriebsverfahren) bereitzustellen, die/das in der Lage ist, einen Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen einem Lager und einem Zahnradrotor unter Berücksichtigung thermischer Ausdehnungen mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Zahnradpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Betätigen einer Zahnradpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Zahnradpumpe vor, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist; ein Paar Zahnradrotoren, von denen jeder durch einen Zahnradabschnitt und einen Wellenabschnitt integriert ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses einzugreifen; einen Lagerabschnitt, der den Wellenabschnitt stützt, so dass der Zahnradrotor drehbar ist, wobei der Lagerabschnitt in der Achsrichtung des Zahnradrotors beweglich ist; und eine Abstandseinstelleinheit, die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt, um einen Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen dem Zahnradrotor und dem Lagerabschnitt einzustellen.
Die Abstandseinstelleinheit weist des Weiteren Folgendes auf: eine Lagertemperaturmesseinheit, die in dem Lagerabschnitt vorgesehen ist, um die Temperatur des Lagerabschnitts zu messen; eine Gehäusetemperaturmesseinheit, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Temperatur des Gehäuses zu messen; eine Betätigungseinheit (Betriebseinheit), die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt; und eine Steuerungsvorrichtung, die die Betätigungseinheit auf der Grundlage der Temperatur des Lagerabschnitts, die durch die Lagertemperaturmesseinheit gemessen wird, und die Temperatur des Gehäuses steuert, die durch die Gehäusetemperaturmesseinheit gemessen wird.
Die Lagertemperaturmesseinheit kann an der Innenseite des Lagerabschnitts in der radialen Richtung angebracht sein.
Die Gehäusetemperaturmesseinheit kann an einem Abschnitt angebracht sein, der dem Außenumfang des Zahnradabschnitts in dem Gehäuse zugewandt ist.
Ein festgelegtes Bewegungsausmaß des Lagerabschnitts in Erwiderung auf eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Lagerabschnitts und der Temperatur des Gehäuses kann in die Steuerungsvorrichtung im Voraus eingegeben werden und die Steuerungsvorrichtung kann die Betätigungseinheit in Übereinstimmung mit dem festgelegten Bewegungsausmaß steuern, das auf der Grundlange der Temperaturdifferenz zwischen der Gehäusetemperatur und der Lagertemperatur ausgewählt wird.
Die Betätigungseinheit kann einen Hydraulikzylinder aufweisen.
Die Abstandseinstelleinheit kann eine Schraube aufweisen, die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt.
Die Schraube kann als ein Paar Druck- und Zugschrauben vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Betätigen (Betreiben) einer Zahnradpumpe vor, die ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist, ein Paar Zahnradrotoren, von denen jeder durch einen Zahnradabschnitt und einen Wellenabschnitt integriert ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses einzugreifen, und einen Lagerabschnitt aufweist, der den Wellenabschnitt stützt, so dass der Zahnradrotor drehbar ist, und in der Achsrichtung als die axiale Richtung des Zahnradrotors beweglich ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Messen der Temperaturen des Lagerabschnitts und des Gehäuses; und Bewegen des Lagerabschnitts in der Achsrichtung auf der Grundlage der gemessenen Temperaturen des Lagerabschnitts und des Gehäuses.
Das Zahnradpumpenbetätigungsverfahren kann des Weiteren Folgendes aufweisen: Vorfestlegen (vorheriges Festlegen, Bestimmen) eines festgelegten Bewegungsausmaßes des Lagerabschnitts in Erwiderung auf eine Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen des Lagerabschnitts und des Gehäuses; und Bewegen des Lagerabschnitts in Übereinstimmung mit dem festgelegten Bewegungsausmaß, das auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen des Lagerabschnitts und des Gehäuses ausgewählt wird.
Gemäß der Zahnradpumpe und dem Zahnradpumpenbetätigungsverfahren (Zahnradpumpenbetriebsverfahren) der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen dem Lagerabschnitt und dem Zahnradrotor durch eine einfache Gestaltung sehr genau einzustellen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Zahnradpumpe eines Vergleichsbeispiels darstellt.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Lagerabschnitt der Zahnradpumpe des Vergleichsbeispiels darstellt.
3 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Zahnradpumpe eines Ausführungsbeispiels darstellt.
4 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Zahnradpumpe eines weiteren Ausführungsbeispiels darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In Bezug auf die Zeichnungen ist nachstehend eine Zahnradpumpe 1 gemäß einem Vergleichsbeispiel beschrieben.
Die Zahnradpumpe 1 dieses Vergleichsbeispiels ist an der stromabwärtigen Seite einer Knetmaschine vorgesehen, die ein Material (nachstehend als ein Harzmaterial bezeichnet) wie z.B. ein Harz knetet und die das geknetete Material (Knetmaterial) zu einem Pelletierer (Granuliermaschine) oder dergleichen sendet.
Insbesondere weist, wie in 1 dargestellt ist, die Zahnradpumpe 1 ein Gehäuse 2, das mit einem Einlass (nicht dargestellt) und einem Auslass (nicht dargestellt) vorgesehen ist, ein Paar Zahnradrotoren 5 und 5, von denen jeder durch miteinander Integrieren eines Zahnradabschnitts 3 und eines Wellenabschnitts 4 ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses 2 einzugreifen, und einem Lagerabschnitt 6 auf, der den Wellenabschnitt 4 stützt, so dass der Zahnradrotor 5 drehbar ist.
Zusätzlich kann der Zahnradrotor 5 durch Aufschrumpfen des Zahnradabschnitts 3 auf den Wellenabschnitt 4 ausgebildet sein oder kann durch einstückiges Formen oder Ausbilden (monolithisches Formen) des Zahnradabschnitts 3 und des Wellenabschnitts 4 ausgebildet sein. Das heißt, sowohl der Zahnradabschnitt 3 als auch der Wellenabschnitt 4 können miteinander integriert (einstückig ausgebildet) sein, jedoch ist das Herstellungsverfahren (das Verfahren zum miteinander Integrieren des Zahnradabschnitts 3 und des Wellenabschnitts 4) nicht darauf beschränkt.
Die Zahnradrotoren 5 sind bezüglich der waagrechten Richtung verlängerte stangenförmige Bauteile und sind als ein Paar Zahnradrotoren angeordnet, das in der Richtung nach oben und nach unten hin (senkrechten Richtung) angeordnet ist.
Jeder Zahnradrotor 5 weist den Wellenabschnitt 4, der angeordnet ist, um drehbar zu sein, während er entlang der Mitte in der waagrechten Richtung ausgerichtet ist, und den Zahnradabschnitt 3 auf, der auf der halben Position in der Längsrichtung des Wellenabschnitts 4 ausgebildet ist. Eine Endseite (die Basisendseite) des Wellenabschnitts 4 ist mit einem Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden und der Wellenabschnitt 4 wird durch den Antriebsmechanismus drehend angetrieben. Des Weiteren ist die andere Endseite (die vordere Endseite) des Wellenabschnitts 4 derart ausgebildet ist, dass sie von der Seitenfläche des Gehäuses 2 ein wenig nach außen vorsteht.
Der Zahnradabschnitt 3 des Zahnradrotors 5 ist in einer Scheibenform ausgebildet, die einen Durchmesser hat, der größer ist als der des Wellenabschnitts 4, und dessen Außenumfangsendfläche ist mit einer Vielzahl von Zahnradzähnen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Ein Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen den Zahnradzähnen ist in einer konkaven Form ausgebildet, so dass das Harzmaterial zwischen dem Spalt und der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2 gehalten werden kann. Dann kann, wenn der Zahnradabschnitt 3 gemeinsam mit dem Wellenabschnitt 4 gedreht wird, das Harzmaterial, das zwischen dem Spalt der Zahnradzähne und der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2 gehalten wird, unter Druck gefördert werden.
Des Weiteren sind die unteren Zahnradzähne, die in dem oberen Zahnradrotor 5 vorgesehen sind, und die oberen Zahnradzähne, die in dem unteren Zahnradrotor 5 vorgesehen sind, miteinander in der Richtung nach oben und nach unten in Eingriff.
Zusätzlich ist der Zahnradabschnitt 3 des Zahnradrotors 5 durch die Lagerabschnitte 6 drehbar gestützt, während dieser zwischen dem Lagerabschnitt 6 an der vorderen Seite (der Seite entgegengesetzt zu dem Antriebsmechanismus) und dem Lagerabschnitt 6 an der hinteren Seite (der Antriebsmechanismusseite) angeordnet ist. Die Lagerabschnitte 6 sind nachstehend beschrieben.
Das Gehäuse 2 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, deren Innenseite hohl ist, und der Zahnradrotor 5 oder der Lagerabschnitt 6 sind darin aufgenommen. Das Gehäuse 2 ist mit dem Einlass, durch den das Harzmaterial in das Gehäuse 2 eingebracht wird, und dem Auslass vorgesehen, durch den das eingebrachte Harzmaterial zu der Außenseite des Gehäuses 2 abgegeben wird. Der Einlass und der Auslass sind an der Seitenfläche des Gehäuses 2 offen, um zu einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse des Zahnradrotors 5 zugeordnet zu sein. Dann wird das Harzmaterial zu dem Spalt bzw. Zwischenraum (dem Eingriffsabschnitt) zwischen dem oberen Zahnradrotor 5 und dem unteren Zahnradrotor 5 durch den Einlass zugeführt und wird das Harzmaterial durch den Auslass abgegeben.
Das Gehäuse 2 weist einen zylindrischen Gehäusekörper 7, dessen beide Enden in der axialen Richtung offen sind, und eine Lagerhalterung 8 auf, die daran angebracht ist, so dass sie an den Öffnungen beider Enden des Gehäusekörpers 7 befestigt ist.
Der Gehäusekörper 7 ist ein zylindrisches Bauteil, dessen axiale Länge kürzer ist als die des Zahnradrotors 5, und ist so vorgesehen, dass sich die Mittelachse in der waagrechten Richtung erstreckt. Die mittlere Position des Gehäusekörpers 7 in der waagrechten Richtung ist ausgebildet, um einen Abschnitt korrespondierend zu sowohl dem Lagerabschnitt 6 als auch dem Zahnradabschnitt 3 des Zahnradrotors 5 zu umgeben. Des Weiteren ist die Öffnung des Gehäusekörpers 7 in einer Größe ausgebildet, so dass der Zahnradrotor 5 oder der Lagerabschnitt 6 zu sowohl der vorderen Endseite als auch der Basisendseite des Zahnradrotors 5 in der axialen Richtung eingesetzt werden kann.
Die Lagerhalterung 8 ist ein plattenförmiges Bauteil, das in der Richtung nach oben und nach unten (einer Richtung senkrecht zu der Welle) angeordnet ist, und ist an dem Rand des Gehäusekörpers 7 mittels eines Befestigungswerkzeugs 9 wie z.B. einer Schraube angebracht, um jede Öffnung zu verschließen, die an beiden Enden des Gehäusekörpers 7 in der axialen Richtung ausgebildet sind. Der Lagerabschnitt 6 ist an der Fläche der Lagerhalterung 8 angeordnet, die dem Zahnradabschnitt 3 zugewandt ist. Der Lagerabschnitt 6 ist innerhalb des Gehäuses 2 aufgenommen, während dessen Bewegung in der axialen Richtung durch die Lagerhalterung 8 reguliert wird, und ist darin derart aufgenommen, dass durch die Lagerhalterung 8 unter Druck eingesetzt ist.
Des Weiteren ist die Lagerhalterung 8 mit einer Vielzahl von Durchdringungslöchern vorgesehen, die die Lagerhalterung 8 in der axialen Richtung durchdringen. Die Vielzahl Durchdringungslöcher weist ein erstes Durchdringungsloch 10, das ausgebildet ist, um nahe an der Mittelachse des Gehäusekörpers 7 zu liegen, und ein zweites Durchdringungsloch 11 auf, das ausgebildet ist, um von der Mittelachse des Gehäusekörpers 7 entfernt zu sein, wobei eine Druckschraube 12 der Druck- und Zugschrauben, die nachstehend beschrieben sind, durch das erste Durchdringungsloch 10 hindurch eingesetzt ist und eine Zugschraube 13 der Druck- und Zugschrauben, die nachstehend beschrieben sind, durch das zweite Durchdringungsloch 11 hindurch eingesetzt ist.
Der Lagerabschnitt 6 weist einen vorderendseitigen Lagerabschnitt 14, der an der vorderen Endseite (der Seite entgegengesetzt zu dem Antriebsmechanismus) in der axialen Richtung in Bezug auf den Zahnradabschnitt 3 ausgebildet ist, und einen basisendseitigen Lagerabschnitt 15 auf, der an der Basisendseite (der Antriebsmechanismusseite) in der axialen Richtung ausgebildet ist, und in diesem Vergleichsbeispiel wird ein selbstschmierendes Gleitlager in jedem Lagerabschnitt verwendet. Der Lagerabschnitt 6 ist in einer Ringform ausgebildet, um zu dem Zahnradrotor 5 koaxial zu sein, und stützt drehbar den Zahnradrotor 5 in Bezug auf die Lagerhalterung 8 (den Gehäusekörper 7).
Die Zahnradpumpe 1 ist so ausgebildet, dass der Lagerabschnitt 6 in der Achsrichtung des Zahnradrotors 5 beweglich ist. In anderen Worten weist die Zahnradpumpe 1 eine Abstandseinstelleinheit (Spalteinstelleinheit) auf, die den Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 durch Bewegen des Lagerabschnitts 6 in der Achsrichtung einstellt. Wenn eine derartige Abstandseinstelleinheit vorgesehen ist, kann der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 geeignet eingestellt werden und kann der Zahnradrotor 5 zufriedenstellend (geeignet) gedreht werden, während der Abstand (Spalt, Zwischenraum) geeignet aufrecht erhalten wird, selbst wenn Wärme innerhalb der Zahnradpumpe 1 erzeugt wird. Demgemäß kann die Größe oder die Geschwindigkeit (Drehzahl) der Zahnradpumpe 1 erhöht werden.
Nachstehend ist die Abstandseinstelleinheit der Zahnradpumpe 1 ausführlich besch rieben.
Zusätzlich können verschiedene Einheiten als die Abstandseinstelleinheit angewandt werden und können eine Einheit, die den Lagerabschnitt 6 durch die Verwendung der Druck- und Zugschrauben bewegt, und eine Einheit umfassen, die den Lagerabschnitt 6 durch die Verwendung eines Hydraulikzylinders 18 bewegt. In dem Vergleichsbeispiel ist die Zahnradpumpe 1 durch eine Einheit beispielhaft beschrieben, die den Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 durch die Verwendung der Druck- und Zugschrauben einstellt.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, werden die Druck- und Zugschrauben verwendet, um den Lagerabschnitt 6 in der Achsrichtung in Bezug auf das Gehäuse 2, d.h. die Lagerhalterung 8 zu bewegen. Insbesondere weisen die Druck- und Zugschrauben die Druckschraube 12, die den Lagerabschnitt 6 von der Außenseite der Lagerhalterung 8 nach innen drückt, und die Zugschraube 13 auf, die den Lagerabschnitt 6 von der Innenseite der Lagerhalterung 8 nach außen zieht.
Bei diesen zwei Schrauben ist die Druckschraube 12 an der nahen Seite (der Innenseite in der radialen Richtung) in Bezug auf die Mittelachse des Zahnradrotors 5 angeordnet und ist die Zugschraube 13 an der entfernten Seite (der Außenseite in der radialen Richtung) in Bezug auf die Mittelachse des Zahnradrotors 5 angeordnet.
Des Weiteren ist die Druckschraube 12 eine Schraube, die durch das erste Durchdringungsloch 10 der Lagerhalterung 8 hindurch eingesetzt ist. Die Außenumfangsfläche der Druckschraube 12 ist mit einem Außengewindeabschnitt vorgesehen. Die Innenumfangsfläche des ersten Durchdringungslochs 10, in das die Druckschraube 12 eingesetzt wird, ist mit einem Innengewindeabschnitt vorgesehen, der mit dem Außengewindeabschnitt verschraubt werden kann. Das vordere Ende der Druckschraube 12 ist in einer Kugelflächenform oder einer ebenen Flächenform ausgebildet, so dass der Lagerabschnitt 6 einfach gedrückt werden kann, und das Basisende der Druckschraube 12 ist als ein Schraubenkopf ausgebildet, der eine Form (z.B. eine hexagonale Säulenform) hat, so dass das Basisende mittels eines Werkzeugs oder dergleichen gedreht werden kann.
Das heißt, wenn der Schraubenkopf der Druckschraube 12 um die Achse in einer Richtung (z.B. der Uhrzeigersinnrichtung, wenn der Schraubenkopf von oben betrachtet wird) mittels eines Werkzeugs oder dergleichen gedreht wird, schreitet die Druckschraube 12 in Richtung der Innenseite der Lagerhalterung 8 (der Innenseite des ersten Durchdringungslochs 10) voran. Somit schreitet das vordere Ende der Druckschraube 12 voran, während es mit dem Lagerabschnitt 6 in Kontakt ist, so dass der Lagerabschnitt 6 in eine Richtung gedrückt wird, um sich von der Lagerhalterung 8 wegzubewegen.
Des Weiteren wird, wenn der Schraubenkopf der Druckschraube 12 um die Achse in der anderen Richtung (z.B. der Gegenuhrzeigersinnrichtung wenn der Schraubenkopf von oben betrachtet wird) mittels eines Werkzeugs oder dergleichen gedreht wird, die Druckschraube 12 zu der Außenseite der Lagerhalterung 8 (der vorderen Seite des ersten Durchdringungslochs 10) hin gezogen, so dass sich das vordere Ende der Druckschraube 12 und der Lagerabschnitt 6 von einer axialen Richtung entfernen. Auf diese Weise bewirkt, wenn sich das vordere Ende der Druckschraube 12 und der Lagerabschnitt 6 voneinander entfernen, die Druckschraube 12 keine Beeinflussung, wenn der Lagerabschnitt 6 in Richtung der Lagerhalterung 8 durch die Zugschraube 13 gezogen wird.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Zugschraube 13 eine Schraube, die durch das zweite Durchdringungsloch 11 hindurch eingesetzt ist. Die Außenumfangsfläche der Zugschraube 13 ist auch mit einem Außengewindeabschnitt wie in dem Fall der Druckschraube 12 vorgesehen. Jedoch ist im Gegensatz zu dem Fall der Druckschraube 12 die Innenumfangsfläche des zweiten Durchdringungslochs 11, in das die Zugschraube 13 eingesetzt ist, nicht mit einem Innengewindeabschnitt vorgesehen.
Das heißt, der Innengewindeabschnitt, der mit dem Außengewindeabschnitt der Zugschraube 13 verschraubt wird, ist nicht in der Innenumfangsfläche des zweiten Durchdringungslochs 11 ausgebildet, sondern an der Innenumfangsfläche des dritten Durchdringungslochs 16. Das dritte Durchdringungsloch 16 ist an der Fläche (der Seitenfläche) des Lagerabschnitts 6 korrespondierend zu der Öffnung des zweiten Durchdringungslochs 11 ausgebildet, um mit dem zweiten Durchdringungsloch 11 in Verbindung zu stehen. Das dritte Durchdringungsloch 16 erstreckt sich von der Außenseitenfläche des Lagerabschnitts 6 in der waagrechten Richtung zu der Innenseite des Lagerabschnitts 6 hin, und dessen vorderes Ende erreicht die Innenseite der Umgebung der Mitte des Lagerabschnitts 6. Die Innenumfangsfläche des dritten Durchdringungslochs 16 ist mit einem Innengewindeabschnitt vorgesehen, der mit dem Außengewindeabschnitt der Zugschraube 13 verschraubt wird.
Des Weiteren ist die Öffnung des zweiten Durchdringungslochs 11 mit einem Aufnahmeabschnitt 17 vorgesehen, in dem der Schraubenkopf der Zugschraube 13 eingesetzt werden kann. Des Weiteren ist der Innendurchmesser des zweiten Durchdringungslochs 11 ein wenig größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Außengewindeabschnitts der Zugschraube 13.
Das heißt, wenn der Schraubenkopf der Zugschraube 13 um die Achse in einer Richtung mittels eines Werkzeugs oder dergleichen gedreht wird, wird der Schraubenkopf in den Aufnahmeabschnitt 17 eingesetzt und schreitet die Zugschraube 13 zu der Innenseite des dritten Durchdringungslochs 16 hin voran, bis der Grundabschnitt des Schraubenkopfs den Bodenabschnitt des Aufnahmeabschnitts 17 berührt. Dann wirkt, wenn der Schraubenkopf der Zugschraube 13 weiter in eine Richtung gedreht wird, während der Grundabschnitt des Schraubenkopfs den Bodenabschnitt des Aufnahmeabschnitts 17 berührt (in anderen Worten, wenn die axiale Position der Zugschraube 13 an einer vorbestimmten Position festgelegt ist), eine Kraft auf den Lagerabschnitt 6, so dass der Lagerabschnitt zu der Lagerhalterung 8 hin gezogen wird. Zu dieser Zeit kann, wenn das vordere Ende der Zugschraube 12 und der Lagerabschnitt 6 voneinander entfernt sind, der Lagerabschnitt 6 zu der Lagerhalterung 8 hin gezogen werden.
Wenn der Schraubenkopf der Zugschraube 13 um die Achse in der anderen Richtung mittels eines Werkzeugs oder dergleichen gedreht wird, wird die Zugschraube 13 von der Innenseite des dritten Durchgangslochs 16 zu der vorderen Seite (der Außenseite) hin gezogen und entfernt sich der Grundabschnitt des Schraubenkopfs der Zugschraube 13 von dem Bodenabschnitt des Aufnahmeabschnitts 17 in der axialen Richtung. Auf diese Weise können, wenn der Grundabschnitt des Schraubenkopfs der Zugschraube 13 von dem Bodenabschnitt des Aufnahmeabschnitts 17 angehoben (beabstandet) ist, der Lagerabschnitt 6 und die Lagerhalterung 8 durch die Druckschraube 12 mittels der Drehung der Druckschraube 12 weiter voneinander entfernt werden.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Einstellen des Abstands (Spalts, Zwischenraums) zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 mittels der Abstandseinstelleinheit, d.h. ein Verfahren zum Betätigen (Betreiben) der Zahnradpumpe 1 beschrieben.
Zunächst wird ein Fall betrachtet, in dem der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 mittels der Abstandseinstelleinheit in der „nicht eingestellten“ Zahnradpumpe 1 verringert (verkleinert) wird.
In einem derartigen Fall wird bei den Druck- und Zugschrauben der Abstandseinstelleinheit die Druckschraube 12 in eine Richtung gedreht und wird die Zugschraube 13 in die andere Richtung gedreht. Dann schreitet die Druckschraube 12 zu (der Innenseite des) dem Lagerabschnitt 6 hin voran, so dass der Lagerabschnitt 6 durch das vordere Ende der Druckschraube 12 gedrückt wird, und infolgedessen kann der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 verringert (verkleinert) werden. Des Weiteren wird, wenn die Zugschraube 13 weiter in die andere Richtung gedreht wird, die Zugschraube 13 zu der entgegengesetzten Seite verglichen zu dem Fall hin bewegt, in dem der Lagerabschnitt 6 durch das vordere Ende der Druckschraube 12 gedrückt wird, und wird der Grundabschnitt des Schraubenkopfs der Zugschraube 13 von dem Bodenabschnitt des Aufnahmeabschnitts 17, der in der Öffnung des zweiten Durchgangslochs 11 ausgebildet ist, getrennt, so dass keine Regulierung durch die Zugschraube 13 auftritt. Demgemäß kann der Lagerabschnitt 6 in eine Richtung bewegt werden, in der der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 weiter verringert (verkleinert) wird.
Nachstehend wird, wie in 2 dargestellt ist, ein Fall betrachtet, in dem der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 mittels der Abstandseinstelleinheit vergrößert (geweitet) wird.
Das heißt, bei den Druck- und Zugschrauben der Abstandseinstelleinheit wird die Druckschraube 12 in der anderen Richtung gedreht und wird die Zugschraube 13 in der einen Richtung gedreht. Dann wird die Druckschraube 12 von dem Lagerabschnitt 6 zurückgezogen, so dass sich das vordere Ende der Druckschraube 12 von dem Lagerabschnitt 6 entfernt. Als Ergebnis tritt die Regulierung der Druckschraube 12 nicht auf, so dass der Abstand zwischen dem Zahnradrotor 5 und dem Lagerabschnitt 6 vergrößert (geweitet) werden kann. Dann kann, wenn die Zugschraube 13 weiter in die eine Richtung gedreht wird, der Lagerabschnitt 6 zu der Lagerhalterung 8 hin gezogen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in der Zahnradpumpe 1 der Lagerabschnitt 6 in der Achsrichtung mittels der Abstandseinstelleinheit beweglich, die die Druck- und Zugschrauben verwendet. Aus diesem Grund kann, selbst wenn ein Spalt zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 aufgrund der thermischen Ausdehnungsdifferenz oder der Produktionsharzart oder einer Änderung der Betriebsbedingung ausgebildet ist/wird, der Spalt mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
Daher ist es möglich, den Wirkungsgrad der Zahnradpumpe 1 immer zu optimieren, in der sich der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 leicht ändert. Demgemäß ist es möglich, den Leistungsverlust zu minimieren, der durch die Verschlechterung des Wirkungsgrads einer Pumpe 23 wie in dem Fall des Stands der Technik verursacht wird.
Des Weiteren ist es möglich, die Menge des Harzes zu verringern, das zu und aus dem Spalt zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 strömt, während der Abstand mittels der Abstandseinstelleinheit optimal gehalten wird, und infolgedessen kann eine Verschlechterung des Harzes verhindert werden, die durch die Scherwärme verursacht wird.
Des Weiteren ist es möglich, ein Problem zu verhindern, bei dem der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 so weit verringert wird, dass sich der Lagerabschnitt 6 und der Zahnradrotor 5 aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 berühren.
Des Weiteren kann, da es nicht erforderlich ist, einen komplizierten Mechanismus wie z.B. einen Hydraulikzylinder anzuwenden, der Abstand zwischen dem Lagerabstand 6 und dem Zahnradrotor 5 durch Modifizieren der bestehenden Anlage einzustellen und infolgedessen kann der Abstand ohne Erhöhung der Kosten eingestellt werden.
Nachstehend ist die Zahnradpumpe 1 eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 3 und 4 dargestellt ist, verwendet die Zahnradpumpe 1 des Ausführungsbeispiels den Hydraulikzylinder 18 als die Einheit zum Bewegen des Lagerabschnitts 6 anstelle der Druck- und Zugschrauben. Des Weiteren misst die Zahnradpumpe 1 des Ausführungsbeispiels sogar die Temperatur (die Lagertemperatur) des Lagerabschnitts 6 und die Temperatur (die Gehäusetemperatur) des Gehäuses 2 und steuert das Teleskopausmaß des Hydraulikzylinders 18, so dass der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Gehäuse 2 in Erwiderung auf die gemessene Lagertemperatur und die gemessene Gehäusetemperatur (oder die Temperaturdifferenz zwischen ihnen) optimiert wird.
Nachstehend sind eine Lagertemperaturmesseinheit 19, eine Gehäusetemperaturmesseinheit 20, eine Steuerungseinheit 21 und ein Hydraulikzylinder 18, die die Zahnradpumpe 1 des Ausführungsbeispiels bilden, beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist, ist die Lagertemperaturmesseinheit 19 als ein Temperatursensor wie z.B. ein Thermoelement ausgebildet und ist in dem Lagerabschnitt 6 vorgesehen, um die Temperatur des Lagerabschnitts 6 tatsächlich zu messen. Das heißt, wenn sich die Lagertemperatur und die Gehäusetemperatur von den angenommenen Temperaturen stark unterscheiden oder wenn sich eine Temperaturdifferenz zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Gehäuse 2 erhöht, ist es wahrscheinlich, dass sich der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 verändern kann, und infolgedessen wird die Temperatur des Lagerabschnitts 6 durch die Lagertemperaturmesseinheit 19 tatsächlich gemessen.
Insbesondere ist die Lagertemperaturmesseinheit 19 an einer Position (an der Innenseite in der radialen Richtung) nahe der Innenumfangsfläche des Lagerabschnitts 6 angebracht, die durch die Temperatur des Zahnradrotors 5 selbst in dem Lagerabschnitt 6 einfach beeinflusst wird. Die Temperatur, die durch die Lagertemperaturmesseinheit 19 gemessen wird, wird zu der Steuerungseinheit 21 übertragen.
Die Gehäusetemperaturmesseinheit 20 ist als ein Temperatursensor wie z.B. ein Thermoelement wie die Lagertemperaturmesseinheit 19 ausgebildet und ist in dem Gehäuse 2 vorgesehen, um die Temperatur des Gehäuses 2 tatsächlich zu messen. Insbesondere ist die Gehäusetemperaturmesseinheit 20 an einem Abschnitt des Gehäusekörpers 7 angebracht, der dem Außenumfang des Zahnradabschnitts 3 (des Zahnradrotors 5) des Gehäusekörpers 7 innerhalb des Gehäuses 2 zugewandt ist. Insbesondere ist die Gehäusetemperaturmesseinheit 20 an der Mitte des Gehäusekörpers 7 in der axialen Richtung (der waagrechten Richtung) angebracht. Die Temperatur, die durch die Gehäusetemperaturmesseinheit 20 gemessen wird, wird auch zu der Steuerungseinheit 21 übertragen.
Wie in 3 und 4 dargestellt ist, ist der Hydraulikzylinder 18 vorgesehen, um zu jedem der vier Lagerabschnitte 6 zu korrespondieren, die den oberen Zahnradrotor 5 und den unteren Zahnradrotor 5 drehbar stützen. Jeder Hydraulikzylinder 18 weist eine Stange (eine Kolbenstange 22) auf, die in der axialen Richtung durch den Druck beweglich ist, der auf den Zylinderabschnitt aufgebracht wird. Das vordere Ende der Stange 22 ist mit dem Lagerabschnitt 6 verbunden und der Hydraulikzylinder 18 bewegt den Lagerabschnitt 6 in der axialen Richtung durch Bewegen der Stange 22 in einer Teleskopweise in der axialen Richtung.
Jeder Hydraulikzylinder 18 ist mit einem Rohr vorgesehen, der Öl, das durch die Pumpe 23 mit Druck beaufschlagt wird, zu dem Hydraulikzylinder 18 zuführt. Insbesondere ist jeder Hydraulikzylinder 18 mit einem ersten Rohr 24, durch das Hydrauliköl, das durch die Pumpe 23 mit Druck beaufschlagt wird, zu der Basisendseite (der Seite ohne der Stange 22) des Zylinderabschnitts des Kolbens zugeführt wird, und einem zweiten Rohr 25 vorgesehen, durch das das mit Druck beaufschlagte Hydrauliköl zu der vorderen Endseite (der Vorsprungsseite der Stange 22) des Zylinderabschnitts des Kolbens zugeführt wird.
Ein Schaltventil 27, das jedes Rohr zu der Pumpe 23 und dem Ölspeichertank 26 schaltet, ist in der Mitte des ersten Rohrs 24 und des zweiten Rohrs 25 vorgesehen.
Zum Beispiel ist, wenn das Schaltventil 27 zu einer Seite geschaltet wird, das erste Rohr 24 mit der Pumpe 23 verbunden und ist das zweite Rohr 25 mit dem Ölspeichertank 26 verbunden. Aus diesem Grund wird das Hydrauliköl zu der Basisendseite des Zylinderabschnitts des Kolbens zugeführt, so dass die Stange 22 ausfährt.
Des Weiteren ist, wenn das Schaltventil 27 zu der anderen Seite geschaltet wird, das zweite Rohr 25 mit der Pumpe 23 verbunden und ist das erste Rohr 24 mit dem Ölspeichertank 26 verbunden. Aus diesem Grund wird das Hydrauliköl zu der vorderen Endseite des Zylinderabschnitts des Kolbens zugeführt, so dass die Stange 22 zurück- und einfährt.
Zusätzlich ist die Stange 22 des Hydraulikzylinders 18 mit einem Positionssensor 28 vorgesehen, der das Teleskopausmaß (Aus- bzw. Einfahrausmaß) der Stange 22 in der axialen Richtung messen kann. Das Teleskopausmaß des Hydraulikzylinders 18, das durch den Positionssensor 28 gemessen wird, wird zu der Steuerungseinheit 21 als ein Signal übertragen.
In der Steuerungseinheit 21 speichert die Speichereinheit im Voraus Daten korrespondierend zu dem linearen Ausdehnungskoeffizienten α des Materials, das den Zahnradrotor 5 (insbesondere den Zahnradabschnitt 3) ausbildet, und den linearen Ausdehnungskoeffizienten β des Materials, das den Lagerabschnitt 6 ausbildet. Die Steuerungseinheit 21 berechnet die angenommene Distanz des Abstands (Spalts, Zwischenraums) zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 auf Grundlage der linearen Ausdehnungskoeffizienten α und β, der Gehäusetemperatur, die von der Gehäusetemperaturmesseinheit 20 übertragen wird, und der Lagertemperatur, die von der Lagertemperaturmesseinheit 19 übertragen wird. Dann wird das Bewegungsausmaß des Lagerabschnitts 6 in der Achsrichtung, d.h. das Teleskopausmaß des Hydraulikzylinders 18, so berechnet, dass die berechnete Distanz des Abstands zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 ein vorbestimmtes Abstandsausmaß erreicht, und wird das Bewegungsausmaß des Hydraulikzylinders 18 so berechnet, dass das Teleskopausmaß des Hydraulikzylinders 18, das durch den Positionssensor 18 tatsächlich gemessen wird, das berechnete Teleskopausmaß erreicht.
Dann wird mittels der Steuerungseinheit 21 der Hydraulikzylinder 18 als die Abstandseinstelleinheit in einer Teleskopweise auf der Grundlage des Bewegungsausmaßes des Lagerabschnitts 6, das durch die vorstehend beschriebene Berechnung erhalten wird, und des Teleskopausmaßes des Hydraulikzylinders 18 bewegt, so dass die tatsächliche Distanz des Abstands zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 ein vorbestimmtes Abstandsausmaß erreicht. Zum Beispiel wird der Lagerabschnitt 6 in das Gehäuse 2 gedrückt, wenn das Schaltventil 27 zu einer Seite geschaltet wird, so dass die Stange 22 ausfährt. Alternativ wird der Lagerabschnitt 6 zu der Außenseite des Gehäuses 2 rückgeführt, wenn das Schaltventil 27 zu der anderen Seite geschaltet wird, so dass die Stange 22 einfährt. Das Teleskopausmaß des Hydraulikzylinders 18 wird durch den Positionssensor 28 gemessen und durch die Steuerungseinheit 21 geregelt.
Auf diese Weise kann, wenn der Lagerabschnitt 6 mittels der Abstandseinstelleinheit bewegt wird, so dass der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 ein vorbestimmtes Abstandsausmaß wird, die Menge des Harzmaterials, das von dem Spalt zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 ausströmt, minimiert werden, selbst wenn sich die Betriebsbedingung der Zahnradpumpe 1 kontinuierlich ändert, und infolgedessen kann die Verschlechterung des Harzes, das durch die Scherwärme verursacht wird, verhindert werden.
Zusätzlich wird das Bewegungsausmaß (das festgelegte Bewegungsausmaß) des Lagerabschnitts 6 im Voraus in Erwiderung auf das Temperaturausmaß zwischen der Temperatur des Lagerabschnitts 6 und der Temperatur des Gehäuses 2 festgelegt, wird das festgelegte Bewegungsausmaß zu der Abstandseinstelleinheit (insbesondere der Steuerungseinheit 21) im Voraus eingegeben, wird das vorbestimmte festgelegte Bewegungsausmaß auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen des Lagerabschnitts 6 und des Gehäuses 2 von dem festgelegten Bewegungsausmaß, das im Voraus eingegeben worden ist, ausgewählt, und wird der Lagerabschnitt 6 in Übereinstimmung mit dem ausgewählten festgelegten Bewegungsausmaß bewegt.
In diesem Fall erhält und speichert die Speichereinheit der Steuerungseinheit 21 die Daten des bestimmten Bewegungsausmaßes im Voraus. Dann berechnet die Steuerungseinheit 21 die Temperaturdifferenz auf der Grundlage der Gehäusetemperatur, die von der Gehäusetemperaturmesseinheit 20 übertragen wird, und der Lagertemperatur, die von der Lagertemperaturmesseinheit 19 übertragen wird. Des Weiteren wählt die Steuerungseinheit 21 ein geeignetes festgelegtes Bewegungsausmaß in Erwiderung auf die berechnete Temperaturdifferenz aus der berechneten Temperaturdifferenz und dem gespeicherten festgelegten Bewegungsausmaß aus. Dann bewegen die Steuerungseinheit 21 und die Abstandseinstelleinheit den Lagerungsabschnitt 6 in Übereinstimmung mit dem ausgewählten festgelegten Bewegungsausmaß. Dies ist besonders wirksam in einem Fall, in dem der lineare Ausdehnungskoeffizient α des Materials, das den Zahnradrotor 5 (insbesondere den Zahnradabschnitt 3) ausbildet, identisch oder ähnlich dem linearen Ausdehnungskoeffizienten β des Materials ist, das den Lagerabschnitt 6 ausbildet, und die Temperatur des Gehäuses 2 nahe an der Temperatur des Zahnradrotors 5 liegt.
Durch Anwenden der vorstehend beschriebenen Abstandseinstelleinheit wird der Anstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Gehäuse 2 auf einen optimalen Wert in Erwiderung auf derartige Temperaturen (oder deren Temperaturdifferenz) eingestellt. Als Ergebnis kann, selbst wenn ein Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 6 und dem Zahnradrotor 5 aufgrund einer thermischen Ausdehnungsdifferenz oder einer Änderung der Harzart oder der Produktionsbedingung ausgebildet wird/ist, der Abstand mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
Zusätzlich sollte es angemerkt werden, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele in jeder Hinsicht darstellen und die vorliegende Erfindung nicht beschränken, insbesondere sind jene Werte, die nicht ersichtlich in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen offenbart sind, z.B. die Betriebsbedingung, die Arbeitsbedingung, verschiedene Parameter, und die Abmessung, das Gewicht und das Volumen der Komponenten auf Werte festgelegt, die von dem Fachmann einfach angenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Um einen Abstand (Spalt, Zwischenraum) zwischen einem Lager und einem Zahnradrotor durch eine einfache Gestaltung sehr genau einzustellen, weist eine Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist; ein Paar Zahnradrotoren, von denen jeder durch Integrieren eines Zahnradabschnitts mit einem Wellenabschnitt ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses einzugreifen; einen Lagerabschnitt, der den Wellenabschnitt stützt, so dass der Zahnradrotor drehbar ist, wobei der Lagerabschnitt in der Achsrichtung des Zahnradrotors beweglich ist; und eine Abstandseinstelleinheit, die den Lagerabschnitt in der Achsrichtung bewegt, um einen Abstand zwischen dem Zahnradrotor und dem Lagerabschnitt einzustellen.

Claims

Zahnradpumpe (1), die Folgendes aufweist: ein Gehäuse (2), das einen Einlass und einen Auslass aufweist; ein Paar Zahnradrotoren (5), von denen jeder durch einen Zahnradabschnitt (3) und einen Wellenabschnitt (4) integriert ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses (2) einzugreifen; einen Lagerabschnitt (6), der den Wellenabschnitt (4) stützt, so dass der Zahnradrotor (5) drehbar ist, wobei der Lagerabschnitt (6) in der Achsrichtung des Zahnradrotors (5) beweglich ist; und eine Abstandseinstelleinheit, die den Lagerabschnitt (6) in der Achsrichtung bewegt, um einen Abstand zwischen dem Zahnradrotor (5) und dem Lagerabschnitt (6) einzustellen, wobei die Abstandseinstelleinheit Folgendes aufweist: eine Lagertemperaturmesseinheit (19), die in dem Lagerabschnitt (6) vorgesehen ist, um die Temperatur des Lagerabschnitts (6) zu messen; eine Gehäusetemperaturmesseinheit (20), die in dem Gehäuse (2) vorgesehen ist, um die Temperatur des Gehäuses (2) zu messen; eine Betätigungseinheit (18), die den Lagerabschnitt (6) in der Achsrichtung bewegt; und eine Steuerungsvorrichtung (21), die die Betätigungseinheit (18) auf der Grundlage der Temperatur des Lagerabschnitts (6), die durch die Lagertemperaturmesseinheit (19) gemessen wird, und die Temperatur des Gehäuses (2) steuert, die durch die Gehäusetemperaturmesseinheit (20) gemessen wird.
Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die Lagertemperaturmesseinheit (19) an der Innenseite des Lagerabschnitts (6) in der radialen Richtung angebracht ist.
Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gehäusetemperaturmesseinheit (20) an einem Abschnitt angebracht ist, der dem Außenumfang des Zahnradabschnitts (3) in dem Gehäuse (2) zugewandt ist.
Zahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein festgelegtes Bewegungsausmaß des Lagerabschnitts (6) in Erwiderung auf eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Lagerabschnitts (6) und der Temperatur des Gehäuses (2) in die Steuerungsvorrichtung (21) im Voraus eingegeben wird und die Steuerungsvorrichtung (21) die Betätigungseinheit (18) in Übereinstimmung mit dem festgelegten Bewegungsausmaß steuert, das auf der Grundlange der Temperaturdifferenz zwischen der Gehäusetemperatur und der Lagertemperatur ausgewählt wird.
Zahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Betätigungseinheit (18) einen Hydraulikzylinder (18) aufweist.
Verfahren zum Betätigen einer Zahnradpumpe (1), die ein Gehäuse (2), das einen Einlass und einen Auslass aufweist, ein Paar Zahnradrotoren (5), von denen jeder durch einen Zahnradabschnitt (3) und einen Wellenabschnitt (4) integriert ausgebildet ist und die angeordnet sind, miteinander innerhalb des Gehäuses (2) einzugreifen, und einen Lagerabschnitt (6) aufweist, der den Wellenabschnitt (4) stützt, so dass der Zahnradrotor (5) drehbar ist, und in der Achsrichtung als die axiale Richtung des Zahnradrotors (5) beweglich ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Messen der Temperaturen des Lagerabschnitts (6) und des Gehäuses (2); und Bewegen des Lagerabschnitts (6) in der Achsrichtung auf der Grundlage der gemessenen Temperaturen des Lagerabschnitts (6) und des Gehäuses (2).
Verfahren nach Anspruch 6, das des Weiteren Folgendes aufweist: Vorfestlegen eines festgelegten Bewegungsausmaßes des Lagerabschnitts (6) in Erwiderung auf eine Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen des Lagerabschnitts (6) und des Gehäuses (2); und Bewegen des Lagerabschnitts (6) in Übereinstimmung mit dem festgelegten Bewegungsausmaß, das auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen des Lagerabschnitts (6) und des Gehäuses (2) ausgewählt wird.