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Zahnradpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe mit
zwei kämmenden Zahnrädern, deren Wellen in zylindtrischen, in Bohrungen des Pumpenkörpers
gelagerten Lagerbüchsen laufen, die auf der einen Pumpenseite schwimmend angeordnet
und an ihren von den Zahnrädern abgewandten Stirnflächen vom Förderdruck der Pumpe
beaufsch.lagt sind.
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Der auf die Lagerbüchsen wirkende Flüssigkeitsdruck ist ein Faktor,
welcher sorgfältig untersucht werden muß, um den höchsten Gesamtwirkungsgrad der
Pumpe zu erzielen. Wenn der Flüssigkeitsdruck höher als notwendig ist, um die Flüssigkeitsverluste
zwischen den zusammenarbeitenden Flächen der I-agerbüchsen und der Zahnräder klein
zu halten, wird die Reibung zwischen diesen Flächen bis zu einem Wert ansteigen,
der einen nachteiligen Einfluß auf den mechanischen Wirkungsgrad der Pumpe hat.
Wenn andererseits der Flüssigkeitsdruck verringert wird" um einen hohen mechanischen
Wirkungsgrad. der Pumpe zu erreichen, dann wird das vergrößerte Spiel zwischen den
zusammenarbeitenden Flächen der Lagerbüchsen und der Zahnräder die: Flüssigkeitsverluste
bis auf einen Betrag vergrößern, der den hydraulischen, Wirkungsgrad der Pumpe:
nachteilig beeinflußt. Es ist aber möglich, den. Flüssigkeitsdruck so zu wählen,
da.ß die mechanischen Verluste bis zu einem Minimum verkleinert werden und dennoch
ein guter hydraulischer Wirkungsgrad erzielt wird, so daß der Gesamtwirkungsgrad
der Pumpe einen optimalen Wert erreicht.
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Es können verschiedene Wege eingeschlagen werden, um den Flüssigkeitsdruck
zwischen den zusammenarbeitenden. Flächen der Lagerbüchsen und der Zahnräder in
Abhängigkeit von der Form der Lagerbüchsen zu bemessen.
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Bei einer bekannten Pumpenkonstruktion haben: die Lagerbüchsen an.
den Stellen eine zylindrische Form, an denen sie in die Bohrungen: des Pumpenkörpers
eingepaßt sind, innerhalb dem die Zahnräder arbeiten. Die Lagerbüchsen sind dort
flach, wo sie auf einer anderen gleichen, Lagerbüchse zur Auflage kommen, nämlich,
dort, wo sich die beiden Bohrungen des Pumpengehäuses überschneiden. Bei der bekannten
Konstruktion wirkt der Förderdruck der Pumpe auf die ganze Rückseite jeder Lagerlhüchse
und außerdem auch noch auf die gesamte Pumpenwelle. Der resultierende Flüssigkeitsdruck
würde zu groß sein, wenn nicht radial nach. einwärts geformte Hohlkehlen oder Vertiefungen
in den den Zahnrädern gegenüberliegenden Flächen der Lagerbüchsen vorgesehen wären.
Die Hohlkehlen oder Vertiefungen, sind dem Pumpenförderdruck ausgesetzt und können
in ihren Abmessungen so variiert werden, daß die gewünschte mechanische Belastung
zwischen. den Lagerbüchsen und den Zahnrädern zu erreichen ist.
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Bei einer anderen bekannten Pumpenkonstruktion besteht jede: Lagerbüchse
aus einem zylindrischen Lagerteil für die Zahnradwelle, der in das Pumpengehäuse
zur gleitenden Abdichtung gesteckt ist, und aus einem radialen Flansch.teil, welcher
teilweise kreisförmig ist, wo er in die Bohrung des Pumpengehäuses eingepaßt ist,
und teilweise flach ist, wo er mit einer gleichen angeflanschten Lagerbüchse entlang
einer Abflachung zusammentrifft, welche die Linien der Überschneidung der beiden
Bohrungen des Pumpengehäuses verbindet. Bein dieser Konstruktion ist allein die
Rückseite des Flansches durch den Förderdruck der Pumpe: beaufschlagt, während das
Ende des von dem Zahnrad abgewandten zylindrischen. Lagerteiles einem niedrigeren
Druck ausgesetzt ist, welcher rund um die Getriebewelle vorherrscht. Da der Flansch
nur vom Förderdruck der Pumpe beau:fschlagt ist, muß der dein Flüssigkeitsdruck
ausgesetzte Bereich jeder Zahnradstirnfäche und der gegenüberliegenden Lagerbüchsenfläche
verkleinert werden. Dies geschieht durch das Vorsehen einer vom niedrigen Flüssigkeitsdruck
beaufschlagten ringförmigen Aussparung in einer der vorgenannten Flächen.
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Bei diesen beiden Konstruktionen ist die innere, den Zahnrädern zugewandte
Fläche jeder Lagerbüchse besonders gestaltet, um die erforderliche mechanische Belastung
jeder Lagerbüchse und jedes Zahnrades zu
erreichen, welche durch
die Beaufschlagung dieser Teile mit dem Förderdruck der Pumpe entsteht.
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Die Erfindung betrifft indessen. nur .tine Zahnradpumpe, bei welcher
die Lagerbüchsen zylindrisch ausgeführt sind mit Ausnahme einer Abflachttng an der
Stelle, wo die Lagerbüchsen, an der Grenze der sich überschneidenden Bohrutlgen
des Pumpengehäuses zusammentreffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Pumpe der vorbezeichncten Art zu schaffen, die konstruktiv einfach ist und. Vorrichtungen
zur genauen Dosierung der erforderlichen Belastung der Lagerbüchsen enthält.
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Die Erfindung setzt eine Zahnradpumpe mit zwei kämmenden Zahnrädern
als bekannt voraus. deren in Bohrungen des Pumpenkörpers gelagerte, auf dere-inen
Pumpenseite schwimmend angeordnete Lagerbüchsen an ihren von den Zahnrädern abgewandten
Stirnflächen vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt sind, und mit einem von jeder
schwimmend angeordneten Lagerbüchse getragenen Dichtungsring, der einen vom Förderdruck
der Pumpe beaufschlagten Raum von einem mit der Einlaßseite der Pumpe in Verbindung
stehenden Raum trennt.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwischen die Stirnflächen der in
an sich bekannter Weise vollzylindrisch ausgebildeten, schwimmend angeordneten beiden
Lagerbüchsen und die diesen gegenüberliegende plane Abschlußwand des Pumpenkörpers
je ein. Abdichtungsring gelegt ist, der auf einer ringförmigen, in die Stirnfläche
eingedrehten Schulter jeder der beiden Lagerbüchsen aufsitzt. Die Abdichtungsringe
weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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In den. Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
veranschaulicht.
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In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Wollen der beiden Zahnräder
dargestellt.
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Die, Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II senkrecht zur Achse, der Zahnräder.
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Die Pumpe, hat ein Pumpengehäuse 1 mit paraflelen und sich überschneidenden.
zylindrischen Bohrungen 2 und. 3, die sich durch: den ganzen Pumpenkörper hindurchziehen.
Ein auf der Antriebswelle- 5 befestigtes Zahnrad 4 dreht sich in der Bohrung 2,
und. ein auf der angetriebenen Welle 7 befestigtes Zahnrad 6 dreht sich in, der
Bohrung 3. Beide Zahnräder kämmen miteinander. Die Antriebswelle 5 ist auf jeder
Seite des Zahnrades 4 in Lagerbüchsen 8 und 9 gelagert. Die angetriebene Welle 7
ist in gleicher Weise in den Lagerbüchsen 10 und 11 gelagert. Die! Lagerbüchsen.
8, 9, 10 und 11, welche gleitend in die Bohrungen 2 und 3 des Pumpengehäuses 1 eingepaßt
sind, haben eine zylindrische Form. Sie weisen nur dort eine Abflachung 12 auf,
wo, die Linien der Überschneidung der beiden Bohrungen 2 und 3 zusammentreffen.
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Der Pumpenkörper 1 ist an der einen Seite durch eine Stirnplatte 13
und an der anderen Seite durch eine Abschlußplatte 14 begrenzt. Die beiden Platten
13 und 14 sind mit dem Pumpengehäuse 1 durch Gewindebolzen 15 zusammengehalten.
Die Gesamtlänge jedes Zahnrades und der seine Welle tragenden Lagerbüchsen ist dadurch
bestimmt, daß etwas Spiel zwischen diesen Teilen und, der Stirnplatte 13 sowie der
Endplatte 14 verbleiben muß. Zwei Stifte 16 dienen dazu, den Pumpenkörper 1 und
die Stirnplatte 13 in. die richtige Lage zueinander zu. bringen, so daß die Verlängerung
17 der Antriebswelle 5 durch die Bohrung 18 in der Stirnplatte 13 hind.urchtreten
kann. Eine Stopfbüchsendichtung 19 ist innerhalb der Bohrung 18 angeordnet. Sie
umgibt die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5. Der Pumpenkörper 1 hat einen Einlaß
20, der bis zur Zone des Eingriffs der Zahnräder 4 und 6 reicht. Der Auslaß 21 für
die Druckflüssigkeit beginnt auf der anderen. Seite der Zone der kämtnen.den Zahnräder.
Ein Durchlaß 22 für die Druckflüssigkeit fängt an der Auflagefläche 12 der zwei
Lagerbüchsen 8 und 10 auf der Druckseite der Pumpe an und ist in bekannter MTeise
durch Kantenausnehmen. im Pumpengehäuse 1 entstanden. Der Durchlaß 22 für die Druckflüssigkeit
cndct an den Endflächen der Lagerbüchsen 8 und 10. Er dient dazu., die Endflächen
der Lagerbüchsen mit dem Förderdruck der Pumpe zu beaufschlagen. Dieser auf die
Lagerbüchsen 8 und 10 wirkende Druck preßt die Lagerl>üchs,-n 9 und 11 gegen die
Stirnplatte 13 des Pumpengehäuses 1. Er hat ein Spiel zwischen dem Stirnflächen.
der Lagerbüchsen 8 und 10 und der Endplatte 14 zur Folge.
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Eine ringförmige Nut 23 ist in, jede der der Endplatte 14 zugewandten
Stirnflächen der Lagerbüchsen 8 und 10 eingedreht. Diese: ringförmige Nut dient
zur Aufnahme, eines Abdichtungsringes 24 mit kreisförmigem Querschnitt. Jeder Ring
24 ist nach dem Zusammenbau des Pumpengehäuses 1 mit der Stirnplatte 13 und der
Endplatte 14 zwischen die Grundfläche seiner zugehörigen Ringnut 23 und die benachbarte,
Fläche der Endplatte 14 eingepreßt. Er trennt einen vom Fö.rderdrucls der Pumpe
über den Durchlaß 22 beaufschlagten Ringraum von einem Ringraum niedrigeren Druckes.
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Weiterhin wird jeder Abdichtungsring 24 gegen die innere Wand 25 seiner
zugehörigen ringförmigen Nut 23 durch den Druck gepreßt, der in dem den Ring 24
von außen. umgebenden Ringraum herrscht. Der Durchmesser dieser inneren. Ringwand
25 ist sa gewählt, daß ein bestimmter Ringraum von der vom Förderdruck der Pumpe
beaufschlagten Stirnfläche der Lagerbüchsen 8 oder 10 frei bleibt. Dadurch sind
die Ringräume außerhalb, der Abdichtungsringe 24 so bemessen, d.aß durch: den in
ihnen wirksamen Förderdruck der Pumpe die Lagerbüchsen 8, 9, 10 und 11 derart gegen.
die Seitenflächen der Zahnräder 4 und 6 gedrückt werden, daß einerseits die Flüssigkeitsverluste
und andererseits die Reibungsverluste zwischen den Seitenflächen der Zahnräder und
den gegenüberliegenden Stirnflächen der Lagerbüchsen. nur so groß sind, daß eine
gute Gesamtwirkung der Pumpe erreicht werden kann.
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Die treibende Welle 5 ist mit einer Bohrung 26 versehen, die bis zu
dem Spalt zwischen der Lagerbüchse 8 und der Endplatte 14 innerhalb. des Abdichtungsringes
24 reicht. Das Ende der Bohrung 26 ist durch eine radiale Bohrung 27 mit einer ringförmigen
Kammer 28 verbunden, welche die Verlängerung 17 der Antriebswelle 5 umgibt und zwischen
der Stopfbüchse 19 und der Lagerbüchse 9 liegt. Die Kammer 28 ist durch eine Bohrung
29 mit der konischen Kammer 30 verbunden, die sich in der Stirnplatte 13 konzentrisch
mit der angetriebenen Welle 7 befindet. Eine weitere Bohrung 31 führt von der konischen
Kammer 30 zu dem Durchlaß 32, der zum Teil in der Stirnplatte 13 und zum Teil im
Pumpenkörper 1 liegt und bis zum Einlaß 20 der Pumpe reicht.
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In dem Durchlaß 32 ist ein Rückschlagventil 33 angeordnet, welches
die bekannte Funktion der Aufrechterhaltung eines genügend hohen Druckes um die
Verlängerung 17 der Antriebswelle 5 herum verrichtet. Damit ist eine gute Abdichtung
der Welle 17 gegenüber der Stirnplatte 13 durch die Stopfbüchse 19 sichergestellt.
Die
angetriebene Welle 7 hat eine innere Bohrung 34, welche bis zu dem Spalt zwischen,
der Lagerbüchse 10 und der Endplatte 14 reicht, der sich innerhalb des Abdichtungsringes
24 befindet und in direkter Verbindung mit der konischen, Kammer 30 steht. Auf diese
Weise sind die Spalträume vor den Stirnflächen der Lagerbüchse 8 und der treibenden:
Welle 5 innerhalb. des Abdichtungsringes 24 und vor den Stirnflächen der Lagerbüchse
10 und der angetriebenen Welle 7 innerhalb des anderen Abdichtungsringes 24 über
das Rückschlagventil 33 mit dem Einlaß 20 der Pumpe verbunden.