DE1403929C - Gear pump - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit axialem Eintritt der Förderflüssigkeit in die Zahnlükken der Pumpenzahnräder.The invention relates to a gear pump with axial entry of the delivery fluid into the tooth gaps the pump gears.

Bei derartigen Zahnradpumpen besteht das Problem, daß die Pumpenräder dem axialen Eintritt der Förderflüssigkeit in das Pumpengehäuse und in die Zahnlücken einen erheblichen Widerstand entgegensetzen. Dieser Widerstand ist besonders nachteilig, wenn die Pumpe mit einem niedrigen Ansaugdruck arbeiten soll. Einer Vergrößerung des Eintrittsquerschnittes und damit die Heranführung einer größeren Flüssigkeitsmenge an das Förderorgan sind jedoch konstruktive Grenze» gesetzt.In such gear pumps there is the problem that the pump wheels the axial entry of the Oppose the pumped liquid in the pump housing and in the tooth gaps with considerable resistance. This resistance is particularly detrimental when the pump has a low suction pressure should work. An enlargement of the inlet cross-section and thus the introduction of a larger one The amount of liquid to the conveying element is, however, a design limit ».

Bei einer bekannten Pumpe mit axialer Zuführung tier Fördeiflüssigkeit sind die Zahnlücken radial nach innen bis zur Zahnradnabe verlängert. Die axial in diese Zwischenräume eintretende Fördeilliissigkeit wird radial nach außen in die zur Förderung dienenden Zahnlücken geschleudert, wobei sich die in der Flüssigkeit enthaltenden Gase infolge der Zentrifugalkraft in den Zwischenräumen nahe den Zahnradnaben abscheiden und durch axiale Bohrungen in der Gehäusestinnvand austreten. Durch diese Ausführung wird jetloch der Eintrittswiderstand für die Förderflüssigkeit nicht wesentlich vermindert.In a known pump with an axial supply of animal liquid, the tooth gaps are radially inside extended to the gear hub. The delivery liquid entering these spaces axially is thrown radially outward into the tooth gaps serving for the promotion, whereby the in the Gases containing liquid due to the centrifugal force in the spaces near the gear hubs and through axial holes in the casing wall step out. With this design, jetloch becomes the entry resistance for the conveyed liquid not significantly reduced.

Hs ist eine Zahnradpumpe mit radialem Eintritt und Austritt tier Förderflüssigkeit bekannt, bei der /ur Vergrößerung der Förderräume beim treibenden Pumpenzahnrad die rückwärtige und beim getriebenen Pumpenzahnrad die vordere Zahnflanke schaufeiförmig hinterfräst sind. Diese Hinterfräsung erstreckt sich jedoch über die ganze Zahnbreite, wodurch Relativbewegungen der Zahnräder zueinander möglich werden und der mechanische Kontakt der Zahnräder miteinander zeitweise verlorengehen kann. Eine wirksame Verminderung des Eintrittswiderstandes ist bei dieser Ausführungsform ebensowenig erzielbar wie bei einer anderen bekannten Zahnradpumpe, die eine axiale Zuströmung der Förderflüssigkeit hat und deren Zahnflanken in gleicher Weise über die ganze Breite hinterfräst sind, wodurch die gleichen Nachteile auftreten.Hs is a gear pump with radial inlet and outlet tier delivery fluid known, in which / ur Enlargement of the pumping spaces for the driving pump gear, the rear and for the driven Pump gear the front tooth flank are back-milled in the shape of a shovel. This back milling extends however, it extends over the entire face width, thereby causing relative movements of the gears to one another become possible and the mechanical contact of the gears with each other can be temporarily lost. An effective reduction in the entry resistance cannot be achieved in this embodiment either as with another known gear pump, which has an axial inflow of the pumped liquid and whose tooth flanks are milled back in the same way over the entire width, making the same Disadvantages occur.

Es ist bereits bekannt, bei einem Gerät mit zwei kämmenden Zahnrädern zur Messung eines Flüssigkeitsstromes, der jedoch radial zu- und abströmt, die rückwärtige Zahnflanke jedes Zahnes des einen Zahnrades und die vordere Zahnflanke jedes Zahnes des anderen Zahnrades nur über einen größeren Teil der Zahnbreite auszusparen und in einem kleineren, mitt- / leren Bereich der Zahnbreite das volle Zahnprofil der Zähne mit zwei normalen Zahnflanken als Rippe bestehen zu lassen. Bei einem anderen bekannten Meßgerät für Flüssigkeitsströme mit radialem Zu-und Abströmen der Flüssigkeit befinden sich in der rückwärtigen bzw. vorderen Zahnflanke Aussparungen, die jedoch nur dazu dienen, beim Ineinandergreifen der Zahnräder die in den Zahnlücken befindliche Flüssigkeit entweichen zu lassen.It is already known, in a device with two meshing gears for measuring a liquid flow, but which flows in and out radially, the rear tooth flank of each tooth of the one gear and the leading tooth flank of each tooth of the other gear only over a larger part of the To cut out the face width and in a smaller, middle / leren area of the face width consist of the full tooth profile of the teeth with two normal tooth flanks as a rib allow. In another known measuring device for liquid flows with radial inflow and outflow of the liquid are in the back or front tooth flank, recesses, but only serve to remove the liquid in the tooth gaps when the gears mesh to escape.

Von einer mit radialen Zu- und Abströmungen der Förderflüssigkeit versehenen Zahnradpumpe ist es bekannt, den Einlaßkanal in der Stirnwand des Pumpengehäuses so weit zu verlängern, daß auch ein axiales Eintreten in die Zahnlücken möglich ist, wobei die Verlängerungen des Einlaßkanales in der Stirnwand sich allmählich verjüngend bis in den Dichtungsbereich der Zahnradzähne reichen. Die hier zur Anwendung kommenden Zähne der Pumpenzahnräder haben jedoch über ihre ganze Zahnbreite das volle Zahnprofil, so daß sich auch hier keine wesentliche Verminderung des Widerstandes beim Eintritt der Förderflüssigkeit ergibt. ^It is known of a gear pump provided with radial inflows and outflows of the conveying liquid to extend the inlet channel in the end wall of the pump housing so far that also an axial Entering the tooth gaps is possible, with the extensions of the inlet channel in the end wall gradually tapering into the sealing area of the gear teeth. Apply here However, the coming teeth of the pump gears have the full width over their entire face width Tooth profile, so that here, too, there is no significant reduction in the resistance when the Delivery liquid results. ^

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Eintrittswiderstand der axial geführten Flüssigkeit bei Zahnradpumpen herkömmlicher Bauart mit sehr geringem, zusätzlichem Aufwand und ohne Vergrößerung der Abmessungen der Pumpe wesentlich herabzusetzen. The invention is based on the object of reducing the entry resistance of the axially guided liquid Gear pumps of conventional design with very little additional effort and without enlargement reduce the dimensions of the pump significantly.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß zur Vergrößerung des Eintrittsquerschnittes die rückwärtige Zahnflanke jedes Zahnes des treibenden und/oder die vordere Zahnflanke jedes Zahnes des getriebenen Pumpenzahnrades von der Eintrittsseite her über einen Teil der wirksamen Zahnbreite in an sich bekannter Weise ausgespart sind, während im übrigen Teil der Zahnbreite für die Zähne beider Zahnrüder das volle Profil mit zwei normalen Zahnlianken erhalten bleibt. Durch tlie Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die gewünschte Wirkung mit einem Minimum an Aufwand, nämlich nur durch ein entsprechendes Fräsen der Zahnllanken der Pumpenräder, erzielt wird. Es brauchen keine zusätzlichen Teile zur Beeinflussung der Strömung vor oder hinter der Eintrittsöffining im Pumpengehäuse angeordnet zu werden. Die Abmessungen der Pumpe werden somit nicht verändert. EinAccording to the invention, this object is achieved in that to enlarge the inlet cross-section the rear tooth flank of each tooth of the driving and / or the front tooth flank of each Tooth of the driven pump gear from the inlet side over part of the effective Tooth width are recessed in a known manner, while the remaining part of the tooth width for the Teeth of both gears retain the full profile with two normal tooth margins. By tlie invention is achieved in an advantageous manner that the desired effect with a minimum of effort, namely, is only achieved by appropriate milling of the tooth flanks of the pump wheels. Need it no additional parts to influence the flow in front of or behind the inlet opening in the Pump housing to be arranged. The dimensions of the pump are therefore not changed. A

weiterer großer Vorteil besteht darin, daß die Erfindung ohne weiteres bei bereits vorhandenen Pumpen durch Einbau der neuartigen Pumpenzahnräder angewendet werden kann.Another great advantage is that the invention is readily available in existing pumps can be used by installing the new pump gears.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe besteht darin, daß der in einer Pumpenseitenwand angeordnete Einlaßkanal vom Zahneingriffsbereich aus mit zwei entsprechenden, sich allmählich verjüngenden Zweigstücken an beiden Zahnrädern bogenförmig in der Zahnraddrehrichtung ίο sich bis in den Dichtungsbereich der Zahnradzähne hineinerstreckt, wobei die radial äußere Begrenzungskurve dieser bogenförmigen Zweigstücke hauptsächlich in dem von den Zähnen der Zahnräder bestrichenen Bereich verläuft und dann in den Bereich innerhalb der Zahnfußkreise abbiegt, so daß die Zweigstücke gleichsam innerhalb der Zahnfußkreise auslaufen. An advantageous development of the gear pump according to the invention is that in a Pump side wall arranged inlet channel from the tooth engagement area with two corresponding, gradually tapering branch pieces on both gears in an arc in the direction of gear rotation ίο extends into the sealing area of the gear teeth, the radially outer limiting curve of these arcuate branch pieces mainly runs in the area swept by the teeth of the gears and then into the area within the tooth root circles bends so that the branch pieces run out as it were within the tooth root circles.

Noch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Wand der Aussparung in dem Zahn eine zylindrische Fläche ist, deren Achse sich zu der Achse des Zahnrades unter einem Winkel erstreckt.Another advantageous development of the invention is that the wall of the recess in the tooth is a cylindrical surface whose axis is at an angle to the axis of the gear extends.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar istThe drawing shows an embodiment of the invention, namely is

F i g. 1 eine Draufsicht auf die Vorderseite des treibenden Zahnrades,F i g. 1 is a top plan view of the front of the driver Gear,

F i g. 2 ein Axialschnitt des treibenden Zahnrades,F i g. 2 an axial section of the driving gear,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Rückseite des treibenden Zahnrades,F i g. 3 is a plan view of the back of the driving gear,

F i g. 4 bis 6 entsprechende Darstellungen des angetriebenen Zahnrades undF i g. 4 to 6 corresponding representations of the driven gear and

F i g. 7 eine schematische Ansicht einer Pumpenseitenwand. F i g. 7 is a schematic view of a pump side wall.

Die Zahnräder 1 und 2 werden erst mit einem üblichen Zahnprofil hergestellt, wodurch jeder Zahn des treibenden Zahnrades 1 nach den F i g. 1 bis 3 die Zahnflanken 3 und 4 und des angetriebenen Zahnrades 2 nach den F i g. 4 bis 6 die Zahnflanken 3 α und 4 α aufweist. Ein Teil der nicht dichtenden Flanke 4 bzw. 4 a, der an die Eintrittsseite eines jeden Zahnrades angrenzt, wird entsprechend den Aussparungen 5 bzw. 6 weggeschnitten, wobei neben der dichtenden Zahnflanke 3 und 3« ein schmaler Teil 7 und 8 stehengelassen wird, während die Aussparungen 5 bzw. 6 an den Zähnen im eintrittsseitigen Teil im Bereich zwischen den Zahnkopfkreisen 15 und den Zahnfußkreisen 16 zwischen den Zähnen relativ große Zahnlückenteile für den Eintritt der Förderflüssigkeit innerhalb der Einlaßzone zur Verfügung stehen.The gears 1 and 2 are only produced with a conventional tooth profile, whereby each tooth of the driving gear 1 according to FIGS. 1 to 3 the tooth flanks 3 and 4 and the driven gear 2 according to FIGS. 4 to 6, the tooth flanks 3 α and 4 α . Part of the non-sealing flank 4 or 4 a, which adjoins the entry side of each gear, is cut away according to the recesses 5 and 6, with a narrow part 7 and 8 being left next to the sealing tooth flank 3 and 3 "while the recesses 5 and 6 on the teeth in the inlet-side part in the area between the tooth tip circles 15 and the tooth root circles 16 between the teeth relatively large tooth gap parts are available for the entry of the pumped liquid within the inlet zone.

Ein Spiel zwischen den Zahnrädern wird durch die nicht ausgesparten Teile Il und 12 der nicht dichtenden Zahnradflanke 4 und 4 a- verhindert. Diese Teile 11, 12 mit dem vollen Zahnprofil bzw. dem normalen Zahnquerschnitt nehmen gemäß F i g. 2 den etwas größeren Teil der Zahnbreite der Zähne der beiden Zahnräder ein, und sie liegen an der dem Einlaß abgewandten Seite jedes Zahnrades.A game between the gears is prevented by the non-recessed parts II and 12 of the non-sealing gear flank 4 and 4 a- . These parts 11, 12 with the full tooth profile or the normal tooth cross-section take place according to FIG. 2 a slightly larger part of the tooth width of the teeth of the two gears, and they are on the side of each gear facing away from the inlet.

Die Praxis hat gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Aussparungen in den Zähnen so herauszuarbeiten, daß eine Zylinderfläche als Aussparungswandteil an jedem Zahn verbleibt, die gegen die Achse des Zahnrades geneigt ist, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, in welcher bei 25 ein passender Fräser mit strichpunktierten Linien in Seitenansicht gezeigt ist.Practice has shown that it is advisable to work out the recesses in the teeth in such a way that that a cylindrical surface remains as a recess wall part on each tooth, which is against the axis of the gear is inclined, as indicated in Fig. 1, in which at 25 a suitable milling cutter with dash-dotted lines Lines shown in side view.

Wie in F i g. 7 dargestellt ist, weist die eine Pumpenseitenwand 13 der Pumpenkammer einen Einlaßkanal 14 auf. Verfolgt man den Zahnkopfkreis 15 und den Zahnfußkreis 16 jedes Zahnrades, dann kann man feststellen, daß die radial äußere Begrenzung 18 des Einlaßkanales 14 nahe der Eingriffszone der Zahnräder zunächst im Bereich der Zahnköpfe verläuft, sich dabei in der durch die Pfeile.ν angedeuteten Zahnraddrehrichtung in den Dichtungsbereich der Zahnradzähne erstreckt, allmählich nach innen abbiegt, bis sie schließlich den Fußkreis 16 der Zahnräder an den Punkten 17 schneidet. Der Einlaßkanal 14 läuft also mit zwei sich verjüngenden Zweigstücken 14 a und 14 b gleichsam innerhalb der Zahnfußkreise aus. Infolge dieser Anordnung kann die Flüssigkeit aus dem Einlaßkanal 14 die Räume nahe den Zahnfüßen füllen, während die zuvor eingeströmte Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft im radial äußeren Teil der Zahnlücken zwischen den Zahnköpfen gehalten wird, wobei dieser Teil jenseits der Linie 18 durch die Pumpenseitenwand abgedichtet ist. Eine passend bemessene Pumpe kann für die Lieferung von Flüssigkeit mit einer verhältnismäßig großen Geschwindigkeit und einer verhältnismäßig geringen Gefahr einer Kavitation an der Einlaßseite verwendet werden.As in Fig. 7, one pump side wall 13 of the pump chamber has an inlet channel 14. If one follows the tooth tip circle 15 and the tooth root circle 16 of each gear wheel, one can see that the radially outer boundary 18 of the inlet channel 14 near the meshing zone of the gears initially extends in the area of the tooth tips, in the direction of gear wheel rotation indicated by the arrows extends the sealing area of the gear teeth, gradually bends inward until it finally intersects the root circle 16 of the gears at points 17. The inlet channel 14 thus runs out with two tapered branch pieces 14 a and 14 b, as it were, within the tooth root circles. As a result of this arrangement, the liquid from the inlet channel 14 can fill the spaces near the tooth roots, while the previously inflowed liquid is held by the centrifugal force in the radially outer part of the tooth gaps between the tooth tips, this part beyond the line 18 being sealed by the pump side wall. An appropriately sized pump can be used to deliver liquid at a relatively high rate and with a relatively low risk of cavitation on the inlet side.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zahnradpumpe mit axialem Eintritt der Förderflüssigkeit in die Zahnlücken der Pumpenzahnräder, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung des Eintrittsquerschnittes die rückwärtige Zahnflanke (4) jedes Zahnes des treibenden (1) und/oder die vordere Zahnflanke (4 a) jedes Zahnes des getriebenen Pumpenzahnrades (2) von der Eintrittsseite her über einen Teil der wirksamen Zahnbreite in an sich bekannter Weise ausgespart sind, während im übrigen Teil (11, 12) der Zahnbreite für die Zähne beider Zahnräder (1,2) das volle Profil mit zwei normalen Zahnflanken (3, 4 bzw. 3a, 4a) erhalten bleibt.1. Gear pump with axial entry of the pumped liquid into the tooth gaps of the pump gears, characterized in that the rear tooth flank (4) of each tooth of the driving (1) and / or the front tooth flank (4 a) of each tooth of the driven pump gear to enlarge the inlet cross-section (2) from the entry side over part of the effective face width are recessed in a manner known per se, while in the remaining part (11, 12) of the face width for the teeth of both gears (1,2) the full profile with two normal tooth flanks ( 3, 4 or 3a, 4a) is retained. 2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer Pumpenseitenwand (13) angeordnete Einlaßkanal (14) vom Zahneingriffsbereich aus mit zwei entsprechenden, sich allmählich verjüngenden Zweigstücken (14 a. 14/)) an beiden Zahnrädern (1, 2) bogenförmig in der Zahnraddrehrichtung sich bis in den Dichtlingsbereich der Zahnradzähne hineinerstreckt, wobei die radial äußere Begrenzungskurve (18) dieser bogenförmigen Zweigstücke (14 a. 14/)) hauptsächlich in dem von den Zähnen der Zahnräder bestrichenen Bereich verläuft und dann in den Bereich innerhalb der Zahnfußkreise (16) abbiegt, so daß die Zweigstücke gleichsam innerhalb der Zahnl'ußkreise auslaufen.2. Gear pump according to claim 1, characterized in that the inlet channel (14) arranged in a pump side wall (13) from the tooth engagement area with two corresponding, gradually tapering branch pieces (14 a. 14 /)) on both gears (1, 2) arc-shaped in the direction of gear rotation extends into the seal area of the gear teeth, the radially outer limiting curve (18) of these arcuate branch pieces (14 a. 14 /)) mainly in the area swept by the teeth of the gears and then in the area within the Tooth root circles (16) bends so that the branch pieces run out, as it were, within the tooth root circles. 3. Zahnradpumpe nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Aussparung (5, 6) in dem Zahn eine zylindrische Fläche ist, deren Achse sich zu der Achse des Zahnrades (1,2) unter einem Winkel erstreckt.3. Gear pump according to claim I or 2, characterized in that the wall of the recess (5, 6) in the tooth is a cylindrical surface, the axis of which is towards the axis of the gear (1,2) extends at an angle.