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Pumpenaggregat mit mehreren Pumpenrotoren, insbesondere Zahnradpumpe
mit mehreren Zahnradpaaren Die Erfindung bezieht sich auf ein Pumpenaggregat mit
mehreren Pumpenrotoren, insbesondere Zahnradpumpe mit mehreren Zahnradpaaren, genauer
gesagt auf ein Pumpenaggregat, das mehrere koaxial und mit Abstand hintereinander
angeordnete Pumpenrotoren aufweist, die mit Wellenstummeln versehen und mit diesen
unabhängig voneinander in Gehäuseteilen gelagert, aber von einer gemeinsamen, mit
Keilverzahnung versehenen Antriebswelle zentrisch durchsetzt sind, wobei die Rotoren
bzw. die Wellenstummel derselben in ihrer zentrischen Bohrung jeweils eine Keilverzahnung
aufweisen, über die die Mitnahmeverbindung mit der Antriebswelle hergestellt wird,
wobei ferner für jeden Rotor Scherbruchsicherungen vorgesehen sind, bei deren Brach
jeder Rotor unabhängig von den anderen aus der drehfesten Verbindung mit der Antriebswelle
gelöst werden kann, insbesondere Zahnradpumpe mit mehreren Paaren von im Außeneingriff
kämmenden Rädern, deren treibende Räder von der gemeinsamen Antriebswelle durchsetzt
sind.
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Bei einer bekannten Zahnradpumpe der obenerwähnten Art mit mehreren
Paaren von im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, deren treibende Räder von der
gemeinsamen Antriebswelle durchsetzt sind, sind die hohlen Wellenstummel dieser
Räder, die die Innenkeilverzahnung zur Verbindung mit der Antriebswelle aufweisen,
neben dem keilverzahnten Hohlwellenteil mit einer Sollbruchstelle in Form einer
Außenringnut versehen. Im Falle eines Bruches wird der keilgenutete Teil vom Zahnrad
getrennt. Dies hat den Nachteil, daß nach einer Abscherung das ganze Zahnrad unbrauchbar
wird und ausgewechselt werden muß.
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Es gibt auch andere Arten von Drehbruchsicherungen bei Förderzahnrädern
von Zahnradpumpen. So ist z. B. eine Zahnradpumpe mit zwei im Außeneingriff kämmenden
nebeneinanderliegenden Zahnradpaaren bekannt, deren parallelachsige Förderzahnräder
also sämtlich in der gleichen Ebene liegen und bei der die Zahnräder wiederum nach
beiden Seiten mit hohlen Wellenstummeln versehen sind und die beiden antreibenden
Räder der Zahnradpaare von Antriebswellen zum Teil durchsetzt sind. Axial hinter
der Antriebswelle befindet sich in einem hohlen Wellenstummel jedes Antriebszahnrades
noch ein inneres Verbindungswellenstück, das über eine Keilverbindung drehfest mit
dem Zahnradwellenstummel verbunden ist. Durch eine Drehbruchsicherung, die aus einem
relativ dünnen Zapfen mit zwei Vierkantköpfen besteht, welch letztere in entsprechende
Ausnehmungen der Antriebswelle einerseits und des Verbindungswellenstückes andererseits
eingreifen, wird die drehfeste Verbindung des Zahnrades mit der Antriebswelle hergestellt.
Bei Bruch dieser Drehbruchsicherung muß nur diese ausgewechselt werden. Die Wellenstummel
der Zahnräder werden dabei nicht beschädigt. Diese Drehbruchsicherung ist aber bei
mehreren axial hintereinanderliegenden Zahnrädern bzw. Pumpenrotoren, die von einer
gemeinsamen Antriebswelle durchsetzt sind, von der sie bei Klemmen oder überlastung
einzeln lösbar sein sollen, nicht anwendbar.
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Es soll eine konstruktive Lösung für Drehbruchsicherungen zwischen
axial hintereinander angeordneten Pumpenrotoren und einer diese Rotoren durchsetzenden
Antriebswelle gefunden werden, bei der weder die Rotoren, z. B. Zahnräder, noch
die Antriebswelle bei Brach einer Sicherung beschädigt werden. Dazu wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß bei einem Pumpenaggregat der eingangs erwähnten Art zwischen
der Antriebswelle und jedem Rotor, bei einer Zahnradpumpe zwischen der Antriebswelle
und jedem treibenden Rad der Zahnradpaare je eine in die Rotormittelbohrung
eingeschobene Hülse angeordnet ist, die einen Abschnitt mit Innenkeilverzahnung
und daran axial anschließend einen Abschnitt mit Außenkeilverzahnung aufweist, wodurch
eine Eingriffsverbindung mit der keilverzahnten Antriebswelle einerseits und mit
einem keilverzahnten Teil des Rotors andererseits hergestellt
ist,
und daß zwischen den beiden Abschnitten die Scherbruchsicherung in Form einer Stelle
mit reduziertem Querschnitt der Hülse vorgesehen ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß bei einer Abscherung lediglich
eine Hülse ausgewechselt zu
werden braucht, wodurch sich eine wesentlich einfachere
Gestaltung und eine wesentliche Kosteneinsparung erzielen läßt.
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Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher
beschrieben, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Zahnradpumpenaggregat
mit mehreren koaxial und mit Ab-
stand hintereinander angeordneten Förderzahnradpaaren
und Fig. 2 einen Längsschnitt in größerem Maßstab durch die zu der erfindungsgemäßen
Antriebsverbindung gehörigen Hülsen, die eine Scherbruchsicherung aufweisen.
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Die F i g. 1 der Zeichnung zeigt ein Zahnradpumpengehäuse
10 mit drei Zahnradpumpen 11, 12 und 13 in Hintereinanderanordnung.
Jede dieser Zahnradpumpen ist inderdargestelltenAusführungsform praktisch identisch
mit den anderen, und daher wird hier nur die Zahnradpumpe 11 in den Einzelheiten
beschrieben werden.
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Die Zahnradpumpe 11 gehört zu einer Bauart, bei der durch die
Regelung des Flüssigkeitsdruckes hinter den durch Druck belastbaren Lagerbuchsen
23
und 28 die Pumpe in Betrieb oder außer Betrieb gesetzt werden kann. Das
treibende Zahnrad oder der Rotor 14 der Pumpe 11 ist beiderseits mit den
Wellenstummeln 15 und 16 versehen, die aus einem Stück mit dem Zahnrad
bestehen. Das treibende Zahnrad 14 greift mit einer am rechten Ende des Wellenstummels
16 angebrachten Innenkellverzahnung 18 in die Außenkeilverzahnung
an einem Ab-
schnitt 19 an der Außenseite der Hülse 17 ein.
Die Hülse 17 wiederum weist noch einen Abschnitt 20 am linken Ende derselben
auf, der eine Innenkeilverzahnung trägt, welche in die Keilnuten an einem entsprechenden
keilverzahnten Abschnitt der Antriebswelle 21 eingreift. Damit wird mittels der
Hülse 17 eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 21 und dem
Zahnrad 14 hergestellt. Falls gewünscht, kann die Antriebswelle -wie dargestellt
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auf ihre ganze Länge hin mit Keilverzahnung versehen werden.
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Das Antriebszahnrad bzw. der Rotor 14 ist mittels der Wellenstummel
15 und 16 in den mit Flanschen versehenen Lagerbuchsen 23 bzw.
22 links bzw. rechts vom Zahnrad gelagert. Zusammen mit den Flanschen der Lagerbuchsen
22, 23 ist das Pumpenzahnrad 14 in eine Bohrung 24 des Gehäuses
10 eingesetzt. Gemäß der Zeichnung ist die linke Lagerbuchse 23 axial
beweglich. Auf welche Art und Weise auf die hinteren Treibflächen bzw. Rückseiten
des Flansches dieser beweglichen Lagerbuchse ein Belastungsdruck einwirken kann,
damit die Lagerbuchse in dichte Berührung mit der benachbarten Seitenfläche des
treibenden Zahnrades oder Rotors 14 kommt, soll hier nicht näher erläutert werden.
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Das treibende Zahnrad 14 steht im Eingriff mit einem getriebenen Zahnrad
25 in einer zweiten Bohrung 26 des Gehäuses 10 neben der Bohrung
24, wobei die Drehachsen beider Bohrungen parallel zueinander sind. Das Zahnrad
25 ist in einer festen rechten Lagerbuchse 27 und in einer axial beweglichen
linken Lagerbuchse 28 drehbar gelagert, wobei die linke Lagerbuchse in der gleichen
Weise und mit den gleichen Mitteln wie die Lagerbuchse 23
durch einen Flüssigkeitsdruck
belastet werden kann.
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Am Umfang der Hülse 17 ist an einer Stelle zwischen den beiden
Abschnitten 19 und 20 eine Ringmit 29 eingestochen. Man wird ferner
bemerken, daß der Teil der Hülse 17, in welchem die Ringnut 29
angeordnet
ist, dazu dient, die Welle 21 und den Wellenstummel 16 kraftschlüssig miteinander
zu verbinden. Die alleinige drehkraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle 21
und dem Zahnrad bzw. Rotor 14 besteht also, wie schon erwähnt, aus der Hülse
17.
Falls nun entweder das treibende Zahnrad 14 oder das getriebene Zahnrad
25 festfressen bzw. festklemmen sollte, dann würde der durch die Ringnut
29 dargestellte Abscherabschnitt zum Abscheren kommen, wodurch die kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem treibenden Zahnrad 14 und der Antriebswelle 21 unterbrochen
wird. Die Antriebswelle kann sich jedoch dann unbeeinflußt von dem Ausfall der Teilpumpe
11 weiterdrehen.
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Jedes der treibenden Zahnräder der übrigen Pumpen 12 und
13 ist in ähnlicher Weise durch Keilverzahnungen mit einer Hülse 17a bzw.
17b und letztere wiederum durch Keilverzahnungen mit der Antriebswelle 21
drehfest verbunden. Das treibende Rad der mit 12 bezeichneten Teilpumpe hat also
einen Keilverzahnungsteil 18a an der Innenseite des Wellenstummels 16 a,
entsprechend dem Wellenstummel 16 des Zahnrades 14 der Zahnradpumpe
1.1.
Ebenso erfaßt der Keilverzahnungsteil 18a des Wellenstummels16a den keilverzahnten
Abschnitt 19a am äußeren Umfang einer Hülse 17 a, welche auch bei 20a mit
einer Innenkeilverzahnung versehen ist, um damit in die Keilverzahnung der Antriebswelle
21 eingreifen zu können. Die Hülse 17a besitzt ebenso eine Ringnut29a zwischen ihren
keilverzahnten Abschnitten, wodurch ein Abscherabschnitt zustande kommt, der in
ähnlicher Weise in Tätigkeit tritt wie der Abscherabschnitt 29 der zu der
Pumpe 11 gehörigen Hülse 17.
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Die Hülse 17 b bei der Pumpe 13 ist in ähnlicher Weise
mit einem Abscherabschnitt in Form einer Ringnut 29 b versehen. Ferner ist
die Hülse 17 b am Abschnitt 19b mit einer Außenkeilverzahnung, welche
in den keilverzahnten Teil 18b des Wellenstummels 16 b eingreift,
und am Abschnitt 20 b mit einer Innenkeilverzahnung, welche mit der Keilverzahnung
der Antriebswelle 21 im Eingriff steht, versehen. Nach Bedarf können weitere Pumpen
bzw. Zahnräder verwendet werden. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Anordnung
der Hülse 17b zu dem Wellenstummel 16b des treibenden Zahnrades der
Pumpe 13 etwas anders ist als bei den Pumpen 11 und 12. Jedoch unterscheidet
sich auf Grund dieser wegen der Konstruktion der Antriebswelle 21 etwas anderen
Anordnung die Hülse 17b in ihrer Wirkungsweise nicht von den Hülsen
17 und 17a bei den anderen Zahnradsätzen.
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Wie ferner aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist eine kurze Buchse
30 mittels einer entsprechenden Keilverzahnung auf die Welle 21 zwischen
den Hülsen 17 a und 17 b aufgesteckt. Diese kurze Büchse
30
dient indessen nur als Distanzbuchse zwischen den beiden erwähnten Hülsen.
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Aus vorstehendem geht klar hervor, daß bei bzw. nach dem Abscheren
einer einem der treibenden Zahnräder und der Antriebswelle zugeordneten Hülse
17
oder 17a oder 17b nicht der Betrieb der anderen treibenden Zahnräder beeinträchtigt
wird. Jede der Hülsen 17, 17 a oder 17 b kann unabhängig von den anderen
im Falle einer Störung zum Abscheren kommen.