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Zahnradpumpe
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Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, umfassend ein nmindestens
einem Saug- und einem Druckanschluß versehenes Pumpengehäuse mit einem Basisteil,
in dem eine Pumpenwelle gelagert ist, und einem Abschlußteil, ein mit der Welle
drehfest, aber lösbar verbundenes außenverzahntes Ritzel, ein mit diesem kämmendes,
exzentrisch zur Pumpenwelle gelagertes innenverzahntes Hohlrad und ein die beiden
Zahn räder sowie ein zwischen diesen angeordnetes keilförmiÖe; Trennelement aufnehmendes
Zahnradgehäuse, das in dem Pumpengehäuse herausnehmbar eingesetzt ist.
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Eine derartige Zahnradpumpe ist beispielsweise aus der DE-OS 18 03
549 bekannt. Bei dieser bekannten Lösung besteht das Zahnradgehäuse aus einem zylindrischen
Bauteil, das eine nach einer achsnormalen Endfläche hin offene Vertiefung aufweist,
indem die Zahnräder derart untergebract
L sind) ded sie mit ihrer
achsnormaien Innenseite an dem Zahnradgehäuse anliegen und mit ihrer achsnormalen
Außenseite mit der Begrenzungsfläche des Zahnradgehäuses fluchten. Wird ein derartiges
Zahnradgehäuse mit Zahnrädern in ein Pumpengehäuse eingesetzt, so liegen die Zahnräder
mit ihrer achsnormalen Außenseite an einer Fläche des Pumpengehäuses an. Dies hat
zur Folge, daß im Betrieb nicht nur die Zahnräder und das Zahnradgehäuse, sondern
auch Teile des Pumpengehäuses einem Verschleiß unterliegen.
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Beispielsweise kann ein Seitenfresser am Zahnrad auftreten, durch
den auch die am Zahnrad anliegende Fläche des Pumpengehäuses in Mitleidenschaft
gezogen wird. Ein solcher Defekt bedeutet, daß die gesamte Pumpe ausgebaut und einer
teuren Reparatur unterzogen werden muß. Neben dem erheblichen Arbeitsaufwand für
das Ausbauen der Pumpe aus einer gegebenen Anlage tritt dabei vor allem der schwerwiegende
Nachteil auf, daß die Anlage unter Umständen für längere Zeit nicht betriebsbereit
ist, da die Pumpe nicht sofort instandgesetzt werden kann und ein Ersatz für die
teuren Pumpen häufig nicht vorhanden ist.
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Ein weitere Nachteil der bekannten Zahnradpumpe liegt darin, daß von
den beiden Wellenlagern, in denen die Pumpenwelle beiderseits eines Zahnradsatzes
abgestützt ist, das eine Wellenlager in dem Zahnradgehäuse und das andere Wellenlager
im Pumpengehäuse angeordnet ist. Bei einem Verschleiß der Lager mußalso nicht nur
das Lager im Zahnradgehäuse, sondern auch das Lager im Pumpengehäuse ersetzt werden.
Auch dies bedeutet in der Regel einen Ausbau der gesamten Pumpe und ein Einschicken
der Pumpe zum Hersteller, da die Schäden häufig nicht an Ort und Stelle oder nur
mit Hilfe von Spezialisten behoben werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe der eingangs
genannten Art anzugeben, bei der die
einem Verschleiß unterliegenden
Teile rasch und einfach ohne eine größere Betriebsunterbrechung ersetzt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zahnradgehäuse
als ein die beiden Zahnräder und das Trennelement vollständig umschließender, einen
Fluideinlaß und einen Fluidauslaß aufweisender Einsatz ausgebildet ist, der mit
einer durchgehenden Bohrung versehen ist, in welcher beiderseits der Zahnräder Wellenlager
zur Aufnahme der Pumpenwelle angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß sind also sämtliche Verschleißteile in einer Einheit
zusammengefaßt, die als Ganzes ausgetauscht werden kann, ohne daß die gesamte Pumpe
demontiert werden muß. Das Pumpengehäuse selber hat,mi-t Ausnahme der in ihm gelagerten
Pumpenwelle, keine Berührung mit bregten Teilen. Somit unterliegt es selber praktisch
keinem .;-klichen Verschleiß. Treten nun an den Zahnrädern, den ?-gern, dem Trennelement
oder den die Zahnräder begrenze.gden Flächen irgendwelche Schäden auf, so wird der
gesamte Einsatz aus dem Pumpengehäuse herausgenommen und durch einen neuen Einsatz
ersetzt, wonach die Pumpe wieder betriebsbereit ist. Hierzu brauchen weder Anschlüsse
von der Pumpe gelöst noch die Pumpenwelle von der Antriebs einrichtung entkuppelt
zu werden. Ein derartiger sämtliche Verschleißteile umfassender Einsatz ist im Gegensatz
x gesamten Pumpe so preiswert, daß man sich einen AustaAseneinsatz als Reserve auf
Lager halten kann. Während die Pumpe mit dem Austauscheinsatz arbeitet, kann inz-ischen
der verschlissene Einsatz repariert oder ersetzt werden.
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Darüberhinaus bietet sich durch die erfindungsgemäßen Einsätze die
Möglichkeit, mit ein und demselben Pumpengehäuse
Pumpen unterschiedlicher
Leistung herzustellen, indem beispielsweise Einsätze mit unterschiedlich breiten
Zahnrädern in das Pumpengehäuse eingesetzt werden. Bei gleichbleibenden Außenabmessungen
des Zahnradgehäuses sind keinerlei Anpassungsmaßnahmen notwendig. Bei der bekannten
Lösung würde eine solche Veränderung der Zahnradbreiten beispielsweise Schwierigkeiten
bei der Dimensionierung der Lager mit sich bringen, da zwar das in dem Zahnradgehäuse
angeordnete Lager, nicht jedoch das im Pumpengehäuse angeordnete Lager an die veränderten
Bedingungen angepaßt werden kann.
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Grundsätzlich kann die Außenumfangsform des Zahnradgehäuses beliebig
sein, sofern sie mit der Innenumfangsform des Pumpengehäuses übereinstimmt. Vorzugsweise
sind jedoch Pumpengehäuse und Zahnradgehäuse im wesentlichen zylindrisch aus gebildet.
In diesem Falle sind an dem Pumpengehäuse und dem Zahnradgehäuse zweckmäßigerweise
zum wechselseitigen Eingriff miteinander bestimmte Zentriermittel angeordnet, um
das Zahnradgehäuse in einer bestimmten Stellung fixieren und an einer Drehung innerhalb
des Pumpengehäuses hindern zu können. Diese Zentriermittel können auf ein facheWeise
von mindestens einem achsparallel verlaufenden Zentrierstift an einem der Gehäuse
gebildet sein, der beim Einbau eines Einsatzes in das Pumpengehäuse in eine komplementäre
Aussparung an dem jeweils anderen Gehäuse eingreift.
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Zweckmäßigerweise besteht das Zahnradgehäuse aus mindestens einem
Bodenteil und ein mit diesem lösbar verbundenen Deckelteil, wobei im Bodenteil und
Deckelteil jeweils ein Wellenlager angeordnet ist. Zwischen den achsnormalen Endwänden
des Zahnradgehäuses ist eine achsnormale Zwischenwand ausgebildet mit einer exzentrischen
kreisförmigen Bohrung, in welcher das Hohlrad gelagert ist. Diese
Zwischenwand
kann Teil des Bodenteiles oder des Deckelteiles sein. Es ist jedoch auch möglich,
diese Zwischenwand in einem dritten Teil vorzusehen, das zwischen Bodenteil und
Deckelteil angeordnet ist.
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Das Trennelement kann in Umfangs richtung fest oder verstellbar angeordnet
sein. Im ersteren Fall ist es zweckmäßig, das Trennelement einstückig mit dem Bodenteil
oder dem Deckelteil auszubilden. Boden- und Deckelteil können beispielsweise miteinander
verschraubt sein, so daß das Zahnradgehäuse auf einfache Weise auseinandergebaut
werden kann. Das Auseinanderbauen des Zahnradgehäuses bei seinem Ein- und Ausbau
in das Pumpengehäuse ist notwendig, wenn die vorzugsweise von Gleitlagern gebildeten
Wellenlager denselben Innendurchmesser aufweisen. Denn in diesem Falle muß zunächst
der eine Teil des Zahnradgehäuses mit dem Zahnradsatz auf die Pumpenwelle aufgesteckt
und das Innenzahnrad beispielsweise mittels eines Keils mit d.' Pumpenwelle drehfest
verbunden werden, bevor dann das abschliessende Teil des Zahnradgehäuses mit dem
anderen Wellen,?cr auf die Pumpenwelle aufgesteckt wird. Diese Lösung hat den Vorteil,
daß die Pumpenwelle überall den gleichen Durchmesser besitzt. Das ist insbesondere
in den Fällen zweckmäßig, in denen mehrere Einsätze axial nebeneinander auf der
Pumpenwelle angeordnet werden sollen.
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Eine andere Lösung besteht darin, daß der Durchmesser Xer Pumpenwelle
zu ihrem freien Ende hin stufenförmig abnimmt derart, daß der Durchmesser des Wellenabschnittes,
der jeweils in dem dem Basisteil des Pumpengehäuses sugeJcerlrten Wellenlager gelagert
ist, größer ist als der radiale Abstand der radial äußeren Kante eines das Ritzel
mit der Pumpenwelle verbindenden Keils von der Wellenachse.
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Das heißt, daß das dem Basisteil zugekehrte Wellenlager
beim
Abziehen des Einsatzes von der Pumpenwelle über den Keil gleiten kann und das Zahnradgehäuse
somit beim Ein-und Ausbau des Einsatzes in das Pumpengehäuse nicht auseinandergebaut
zu werden braucht. Dies erlaubt ein besonders rasches Wechseln des Einsatzes, so
daß eine derartige Wartungsmaßnahme unter Umständen in wenigen Minuten beendet ist.
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Der Fluideinlaß des Zahnradgehäuses kann mit beiden axialen Seiten
der Zahnräder verbunden sein, so daß das von der Pumpe zu fördernde Fluid gleichmäßig
von beiden Seiten zwischen die Zahnräder eintritt.
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Vorzugsweise ist der Fluideinlaß jeweils über einen Kanal mit den
den Zahnrädern fernen Enden der Wellenlager verbunden. Dies ermöglicht zum einen
eine wirkungsvolle Schmierung der Lager und zum anderen eine Rückführung von Hydraulikfluid,
das durch die Lager nach außen gedrückt wurde.
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Aus einem ähnlichen Grunde ist in mindestens einer der aneinander
anliegenden Flächen der Teile des Zahnradgehäuses eine radial außerhalb des Hohlrades
verlaufende Ringnut ausgebildet, die mit dem Fluideinlaß in Verbindung steht. Sie
ermöglicht die Rückführung von Fluid, das durch die Fugen zwischen den aneinander
anliegenden Teilen des Zahnradgehäuses nach radial außen gelangte.
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Die Anschlüsse an dem Pumpengehäuse werden häufig, dem Verwendungszweck
der Pumpe entsprechend, angeordnet.
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Um nun dieselben Einsätze für Pumpengehäuse mit unterschiedlich angeordneten
Anschlüssen verwenden zu können, ist der Fluidauslaß am Zahnradgehäuse mit dem Druckanschluß
des Pumpengehäuses vorzugsweise über einen konzentrisch zur Pumpenwelle verlaufenden
Ringkanal
verbunden. Damit kann der Einsatz innerhalb des Pumpengehäuses
beispielsweise so angeordnet werden, daß sein Fluideinlaß stets mit dem Sauganschluß
des Pumpengehäuses fluchtet. Die relative Lage zwischen dem Fluidauslaß und dem
Druckanschluß dagegen ist nebensächlich, da aufgrund der Verbindung durch den Ringkanal
der Fluidauslaß jede beliebige Stellung relativ zum Druckanschluß des Pumpengehäuses
einnehmen könnte. Eine entsprechende Lösung kann natürlich auch für die Saugseite
vorgesehen sein.
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Der Ringkanal kann in einem der Teile des Pumpengehäuses ausgebildet
sein oder aber auch dadurch gebildet sein, daß eine ringförmige Aussparung am Zahnradgehäuse
vorgesehen ist.
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Grundsätzlich kann der Einsatz so ausgeführt sein, daß keine Kompensation
des Axialdruckes erfolgt, der on dem an der Druckseite des Zahnradsatzes austretenden
Fluid auf die Zahnräder ausgeübt wird. Um jedoch den Verschleiß so gering wie möglich
zu halten, kann auf der Pumpenwelle auf dem dem Fluidauslaß abgewanclten axial len
Seite der Zahnräder ein scheibenförmiges Druckausgleichselement angeordnet sein,
in dem mindestens eine Durchbrechung ausgebildet ist, welche den Fluidauslaß mit
einem auf der den Zahnrädern abgelegenen Seite des Druckausgleichselementes ausgebildeten
Druckraum verbindet. Dadurch wird der von dem ausströmenden Fluid auf den Zahnradsatz
ausgeübte Axialdruck zumindest te.i.lweise kompensiert.
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Wie bereits weiter oben gesagt, können mehrere Einätze auf der Pumpenwelle
angeordnet werden. Diese Einsätze können in Reihe geschaltet sein, wobei der Fluidauslaß
eines
stromaufwärts gelegenen Einsatzes jeweils mit dem Fluideinlaß eines stromabwärts
gelegenen Einsatzes verbunden ist. Auf diese Weise kann der von einem Einsatz erzeugte
Druck vervielfacht werden. Es ist jedoch auch ebensogut möglich, die Einsätze parallel
zu schalten, indem beispielsweise die Fluideinlässe gemeinsam an einen Sauganschluß
des Pumpengehäuses angeschlossen werden.
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In diesem Fall können beispielsweise größere Mengen gefördert werden
oder aber auch durch unterschiedliche Zahnradbreiten in den verschiedenen Einsätzen
unterschiedliche hohe Drücke an den jeweiligen Fluidauslässen erzielt werden.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Teile des
Pumpengehäuses und des Zahnradgehäuses durch achsparallele, von der dem freien Ende
der Pumpenwelle nahen Seite her einschraubbaren Schraubbolzen verbunden.
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Dadurch kann das Pumpengehäuse geöffnet und der jeweilige Einsatz
herausgenommen werden, ohne daß man beispielsweise die Pumpe von dem Antriebsaggregat
abkuppeln muß, wie dies beispielsweise bei der Pumpe gemäß der eingangs erwähnten
DE-OS der Fall ist.
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Ein besonderes Problem bei Zahnradpumpen bereitet das zwischen den
Zahnprofilen eingeschlossene Quetschöl. Es sind innenverzahnte Zahnradpumpen bekannt,
bei denen die Zahnräder mit einer Evolentenverzahnung versehen sind.
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Bei dieser Verzahnung kann zwar eine Profilverschiebung vorgenommen
werden, es bleibt aber trotzdem ein beträchtliches Spiel zwischen Zahnkopf und Zahnfuß
des Räderpaares vorhanden, indem das zu fördernde Medium eingeschlossen, zusammengequetscht
und seitlich herau:;-gedrückt wird. Auch die anderen Verzahnungsarten (Zykloidenverzahnung,
Trochoidenverzahnung) weisen diese Nachteile
auf, die bei der
Flüssigkeitsförderung auftreten. Das bedeutet, daß die theoretisch maximal mögliche
Fördermenge nicht erreicht und der Wirkungsgrad durch die zusätzlichen Verluste
gesenkt wird. Bedingt durch die dabei auftretenden Druckstöße werden die Lager höher
belastet und erzeugen einen größeren Lärm.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Profil vorgeschlagen, bei
dem die Flanken des getriebenen Rades (des Hohlrades) gerade sind, die Zahnflanken
des antreibenden Rades (des Ritzels) aber derart gekrünlmt sind, daß sich bei kleinstem
Hohlraum zwischen den Zähnen in der Eingriffsphase eine optimale Abwälzung ergibt,
wobei der Zahngrund der Verzahnung des getriebenen und des treibenden Zahnrades
gekrümmt ist. Durch die geringe, den Zahnkopf mit dem Zahnfuß kontinuierlich verbindende
Krümmung der Zahnflanke des Ritzels wird eine nohe fierz'sche Flächenpressung vermieden.
Der Zahnkopf £t jeweiii, n Verzahnungen weist den gleichen Krümmungsradius auf,
wie die jeweilige Fläche des halbmondförmigen bzw. keilförmigen Trennelementes,
an dem das jeweilige Zahnrad gleite Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden
Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erlautert. Es zeigen: Fig.
1 einen teilweise schematischell Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den in der Fig. 1 drgstellten Einsatz allein, Fig.
3 eine schematische Ansicht in Achsrichtung auf die in dem Einsatz eingeschlossenen
Zahnräder,
Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausfthrungsform
eines erfindungsgemäßen Einsatzes, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine bei einem Einsatz
gemäß Fig. 4 verwendete Druckscheibe, Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine dritte
auf der Pumpenwelle angeordnete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einsatzes,
Fig. 7 einen schematischen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe
mit zwei Einsätzen, und Fig. 8 eine vergrößerte schematische Darstellung der bei
der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe verwendeten Zahnprofile.
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In Fig. 1 erkennt man eine einstufige Zahnradpumpe 10, mit einem Pumpengehäuse,
das aus einem Basisteil 14 und einem Abschlußteil 16 besteht. Das Basisteil 14 weist
eine zentrale Bohrung 18 auf, in der mittels eines Hauptlagers 20 eine Pumpenwelle
22 axial unverschiebbar und drehbar gelagert ist. Ein aus dem Pumpengehäuse 12 herausragender
Wellenabschnitt 24 dient zur Verbindung der Welle mit einer Antriebseinrichtung.An
der achsnormalen Außenseite des Basisteiles 14 ist ein die Welle 22 umgeberlder
Zentrierflansch 26 angeordnet, der mit einem rohrförmigen Fortsatz 28 in die Bohrung
18 des Basisteiles 14 eingreift und durch nicht dargestellte Schrauben an dem Basisteil
14 angeschraubt ist. Dabei spannt der Zentrierflansch 28 das Lager 20 gegen einen
Bund 30 des Basisteiles 14.
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In einer zur zentralen Bohrung 18 des Basisteiles 14 koaxialen Bohrung
32 des Zentrierflansches 26 sind zwischen
diesem und der Welle
22 Ringdichtungen 34 angeordnet.
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Eine an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Fortsatzes 28 des
Zentrierflansches 26 eingelegte Ringdichtung 36 sorgt für eine Abdichtung zwischen
dem Zentierflansch 26 und dem Basisteil 14.
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Die Welle 22 wird in axialer Richtung in dem Lager 20 einerseits durch
einen Bund 38 und andererseits durch einen Seegerring 40 festgelegt, welcher über
eine Distanzscheibe 42 an dem Lager 20 anliegt.
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In dem Basisteil 14 ist ein radial verlauf ender Druckanschluß 44
ausgebildet, der mit einem die zentrale Bohrung 18 koaxial umgebenden Ringkanal
46 in Verbindung steht.
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Der Ringkanal 46 ist zur axial inneren Begrenzungswand 48 des Basisteils
14 hin offen. Der Zweck dieser Maßnahme wird später noch erläutert.
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Das Abschlußteil 16 ist im wesentlichen topfftirmig ausgebildet, mit
einer an ihrem Innenumfang zylindrischen Wand fl und einer Stirnwand 52. Das Abschlußteil
16 ist mit der Basisteil 14 über nicht dargestellte achsparallel verlaufende Schraubbolzen
verbunden, die durch von der Stirnwand 52 durch die Wand 50 bis in das Basisteil
14 hineinreichende Bohrungen eingeschraubt werden.
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In seiner Wand 50 weist das Abschlußteil 16 9i.e als Sauganschluß
54 dienende Öffnung auf.
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In dem Pumpengehäuse 12 ist ein allegemein mit 56 lrezeichneter Einsatz
eingeschlossen, der als Cartridge"Austauschsatz bezeichnet werden kann und nun arihand
der Fig. 2 näher erläutert werden soll.
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Der in Fig. 2 dargestellte Cartridge-Austauschsatz umfaßt alle Verschleißteile
der Zahnradpumpe. Man erkennt ein zweiteiliges Zahnradgehäuse 58 mit einem Bodenteil
60 und einem Deckelteil 62. Bodenteil 60 und Deckelteil 62 sind durch in Fig. 3
angedeutete Schrauben 64 miteinander verbunden. Die Schrauben 64 sollten dabei abhängig
von der Einbaulage des Einsatzes 56 in das Pumpengehäuse 12 stets von der zum Abschlußteil
16 hinweisenden Seite her zugänglich sein.
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Bodenteil 60 und Deckelteil 62 weisen jeweils eine zentrale Bohrung
66 bzw. 68 auf, die koaxial zueinander liegen und im vorliegenden Fall auch den
gleichen Durchmesser besitzen. In den Bohrungen 66 und 68 ist jeweils ein Gleitlager
70 angeordnet, das vorzugsweise in die jeweilige Bohrung eingepreßt wurde. Die Lager
70 dienen zur Führung der Welle 22 in dem Einsatz 56.
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Einstückig mit dem Bodenteil 60 ist ein Ring 72 ausgebildet, der eine
exzentrisch angeordnete kreisförmige Bohrung 74 aufweist, in der ein innenverzahntes
Hohlrad 76 drehbar gelagert ist. Das Hohlrad 76 kämmt mit einem Ritzel 78, das auf
die Welle 22 aufsteckbar und mit dieser durch einen Teil 80 drehfest verbindbar
ist, der sowohl in einer achsparallel verlaufenden Nut 82 der Welle 22 als auch
in eine Nut 84 des Ritzels (Fig. 3) eingreift.
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Selbstverständlich könnte eine drehfeste Verbindung zwischen dem Ritzel
78 und der Welle 22 auch durch eine Keilverzahnung oder eine Paßfeder erfolgen.
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Die Saugseite und die Druckseite der Zahnradpumpe werden durch ein
halbmond- oder sichelförmiges Trennelement 86 (Fig. 3) voneinander getrennt, das
zwischen dem Ritzel und
dem Hohlrad 76 angeordnet ist. Das Trennelement
86 ist mit einem der Teile des Zahnradgehäuses 58 einstückig verbunden. Es könnte
auch einstellbar angeordnet sein.
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Die Einstellung erfordert jedoch sehr viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl.
Eine häufig vorkommende Fehleinstellung führt rasch zu erhöhtem Verschleiß und Schäden
in der Pumpe.
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Auf der in den Fig. 1 und 2 unteren Seite befindet sich der Fluideinlaß
für das von der Zahnradpumpe zu fördernde Fluid. Der Fluideinlaß umfaßt eine sich
über einen Teil des Umfangs des Bodenteils 60 und des Deckelteils 62 erstreckenden
Aussparung 88, die im eingebauten Zustand des Einsatzes 56 mit dem Sauganschluß
54 in Verbindung steht und eine Kammer bildet, aus welcher das zu für dernde Fluid
zwischen die Verzahnungen von Hohlrad 76 und Ritzel 78 entreten kann. Bei dem in
den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Fluid von beiden Seiten
her in den Zwischenraum zwischen deì Verzahnungen eindringen. Der Ansaugbereich
der Verzahnung gen wird in Fig. 3 durch den gestrichelt umrissenen Bereich 90 angedeutet.
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Auf der Druckseite der Zahnradpumpe befindet sich ein Fluidauslaß,
der von einer nierenförnigen Aussparung 92 in dem Bodenteil 60 und einem sich an
diese anschliessenden Kanal 94 besteht. Die nierenförmige Aussyerllng 92 ist in
Fig. 3 durch eine gestricheLte Linie 96 angedeutet. Der Kanal 94 steht beim einge'allten
Einsatz mit dem Ringkanal 46 in Verbindung, fier in dem B?steil 14 des Pumpengehäuses
12 ausgebildet ist.
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Auf der der Aussparung 92 entgegengeszten Seite der Zahnräder 76 und
78 befindet sich ebenfalls eine Aussparung 98.
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In der an dem Deckelteil 62 anliegenden Grenzfläche 100 des Bodenteils
60 bzw. des Ringes 72 ist eine radial außerhalb des Hohlrades 76 verlaufende offene
Nut 102 ausgebildet, die zur Rückführung des Fluides dient, das zwischen den aneinander
anliegenden Flächen des Bodenteils 60 und des Deckelteils 62 radial nach außen gedrückt
wurde. Einem ähnlichen Zweck dient ein Kanal 104, welcher den Fluideinlaß 88 mit
dem in der Fig. 2 linken Ende des Wellenlagers 70 verbindet. Zum einen sorgt dieser
Kanal 104 für eine Schmierung der Welle und zum anderen ermöglicht er eine Rückführung
des Fluides, das durch das Wellenlager nach außen gedrungen ist. Das gleiche wird
bei dem Wellenlager 70 auf der anderen Seite der Zahnräder 76 und 78 durch einen
Kanal 106 erreicht, der sich gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach dem Einbau des
Einsatzes 56 in das Pumpengehäuse 12 durch unterschiedliche Abmessungen des Deckelteiles
62 und der Stirnwand 16 des Pumpengehäuses 12 ergibt.
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Im oberen Bereich des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einsatzes
56 erkennt man einen Zentrierstift 108, der eine achsparallele Bohrung 110 in dem
Deckelteil 62 durchsetzend in eine Sackbohrung 112 des Bodenteils 6)0 einerseits
und in eine Bohrung 114 des Abschlußteils 16 des Pumpengehäuses 12 andererseits
eingreift. Damit kann der Einsatz 56 innerhalb des Pumpengehäuses 1 gegen Verdrehen
gesichert werden.
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Wie man aus der bisherigen Beschreibung erkennt, kann durch einfaches
Lösen der die Teile des Pumpengehäuses
miteinander verbindenden
Schrauben der sämtliche Verschleißteile umfassende Einsatz 56 nach dem Cffnen des
Zahnradgehäuses 58 und dem Entfernen des Keils zwischen dem Ritzel 78 und der Welle
22 mühelos aus dem Pumpengehäuse 12 herausgenommen und durch einen neuen Einsatz
56 ersetzt werden. Dazu ist es weder notwendig, die Verbindungsanschlüsse an dem
Pumpengehäuse 12 zu lösen, noch die Pumpe von ihrer Antriebseinrichtung abzukuppeln.
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Im zusammengebauten Zustand wird der Einsatz 56 in dem Pumpengehäuse
12 durch das Abschlußteil 16 gegen das Basisteil 14 gespannt. Dabei sorgen Ringdichtungen
116 und 118 für eine Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Ringkanal 46
und dem Fluidauslaß 92, 94.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Einsatz sind gleiche Teile wieder
mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform
unterschnidet sich von der bisher beschriebenen Ausführungsform ces Einsatzes 56
durch eine Druckausgleichsscheibe 120, die mittels einer exzentrischen Bohrung 122
(rig. 5) auf der Pumpenwelle 22 derart gelagert ist, daß sio au: der dem Fluidauslaß
92, 94 entgegengese-tzten axialen Seite der Zahnräder 76 und 78 anliegt. Die Druckausgleichsscheibe
weist in dem Bereich, der von der Aussparung 92 überdeckt wird, drei Bohrungen 121
auf, die jeweils mit einem sich an die Druckat3sgleichsscheibe anschließenden Hohlraum
in dem Deckelteil 62 in Verbindung stehen, wobei der Durchmesser d,es jeweiligen
Höhlraumes so gewählt ist, daß eine Ringfläche 12l der l)-rtlc:kausgleichsscheibe
120 als Druckfläche dient, tn' tjell von dem Druckfluid auf die Zahnräder 78, 76
ausgeübteii Axial druck mindestens teilweise zu kompensieren.
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Bei der in Fig. 6 beschriebenen Ausführungsform sind wiederum gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der dort beschriebenen Ausführungsform
weisen die Wellenlager 70 unterschiedliche Innendurchmesser auf, wobei die Pumpenwelle
22 ihrerseits ebenfalls Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers besitzt. Der Innendurchmesser
des in Fig. 6 linken Wellenlagers 70 ist größer, als der radiale Abstand a der radial
äußeren Kante des Teils 80 von der Wellenachse 126. Man erkennt, daß auf diese Weise
der gesamte Einsatz 56 ohne Mühe von der Welle 22 zu deren freiem Ende hin abgezogen
werden kann, ohne daß das dem freien Ende der Welle ferne Wellenlager 70 an dem
Keil 80 hängen bleiben könnte. Auf diese Weise läßt sich besonders rasch der Einsatz
56 ersetzen.
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Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zu den bisher beschriebenen Ausführungen
besteht darin, daß der das Hohlrad 76 aufnehmende Ring 72 als ein eigenes Teil ausgebildet
ist, das zwischen dem Bodenteil 60 und dem Deckelteil 62 angeordnet ist.
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Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal der in Fig. G darp,e -stellten
Ausführungsform besteht darin, daß der Kanal 94 nicht in eine Stirnfläche des Bodenteils
16 einmündet-, sondern in eine Umfangsfläche 128 am Deckelteil 62 einmündet, deren
Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Bodenteiles und des Ringes 72 sowie
eines sich unmittelbar daran anschließenden Abschnittes des Deckelteiles 62. Durch
diese zurückgesetzte UmfangsflAche 128 entsteht beim Einbau des in der Fig. 6 dargestelltc
r,insatzes 56 in ein Pumpengehäuse 12 ein Ringkanal, der .3n einer beliebigen Stelle
mit dem Druckanschluß verbunden werden kann.
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In Fig. 7 schließlich erkennt man eine Zahnradpumpe, in der zwei den
Fig. 1 und 2 entsprechende Einsätze 56 axial nebeneinander auf der Pumpenwelle 22
angeordnet sind. In diesem Falle ist zwischen dem Basisteil 14 und dem Abschlußteil
16 ein zylindrisches Zwischenteil 130 angeordnet, durch das sich die vom Abschlußteil
16 her in das Basisteil 14 eingeschraubten Schraubbolzen 132 hindurch erstrecken.
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Bei der in der Fig. 7 dargestellten Zahnradpumpe sind die Einsätze
56 parallel geschaltet und mit ihrem jeweiligen Fluideinlaß 88 an einen gemeinsamen
Sauganschluß 54 angeschlossen, der in dem zylindrischen Zwischenteil 130 ausgebildet
ist. Dagegen ist jedem Einsatz 56 eigener Druckanschluß 44 zugeordnet. In der gleichen
Weise ntn mehrere Einsätze 56 axial nebeneinander angeordnet: werdesl, wobei die
Einsätze 56 auch in Reihe gescha:lte-t werden können, wobei dann der Fluidauslaß
des stromaufwänts gelegenen Einsatzes jeweils mit dem Fluideinlaß des singnabwärts
gelegenen Einlasses verbunden ist. Ferner könnte Zahnräder unterschiedlicher axialer
Abmessungen verwen(let werden, um Zahnradpumpen unterschiedlicher Fördrleistung
und unterschiedlichen Druckes zu schaffen. Dabei. ist zu betonen, daß dies mit Einsätzen
erfolgen kann, die stets im wesentlichen die gleichen Außenabmessungen besitzen,
so daß das Pumpengehäuse hierzu nicht ausgetauscht zu werden braucht.
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In der Fig. 8 ist in einem vergrößerten Ausscl-lnitl das Zahnprofil
des Hohlrades und des Ritzels dargestellt.
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Wie man erkennt, weist das Zahnprofil des Hohlrades '16 gerade Zahnflanken
134 auf, die am Zahngrund durch eine kreisbogenförmige Krümmung 136 miteinander
verbunden sind.
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Der jeweilige Zahnkopf 138 weist eine konkave Krümmung
auf,
die der Krümmung der Au3enumfangsfAäche des Trennelementes 86 angepaßt ist.
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Die Verzahnung des Ritzels 78 besitzt geringfügig gekrümmte Zahnflanken
140, die am Zahnfuß ebenfalls durch kreisbogenförmig gekrümmte Abschnitte 142 miteinander
verbunden sind. Der Zahnkopf 144 weist eine konvexe Krümmung auf, die der Innenumfangsfläche
des Trennelementes 86 angepaßt ist. Die Krümmung der Zahnflanken 140 ist jeweils
so gewählt, daß die Zahnflanken 140 der Hüllkurve der Abwälzpunkte folgen. Der Abschnitt
142 am Zahngrund und der Abschnitt 144 am Zahnkopf sind durch die gekrümmte Zahnflanke
140 derart miteinander verbunden, daß sich beim Abwälzen der Zahnflanken aufeinander
ein möglichst geringer Hohlraum zwischen den ineinandergreifenden Verzahnungen ergibt,
aus dem Quetschöl nach außen gedrückt werden könnte. Durch das erfindungsgemäße
Profil ergibt sich ein besonders ruhiger Lauf und ein geringerer Verschleiß der
Verzahnungen.