DE1528974A1

DE1528974A1 - Pumpe,insbesondere Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE1528974A1
Application number: DE19661528974
Authority: DE
Inventors: Kinnamon George C
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1965-08-10
Filing date: 1966-08-09
Publication date: 1970-11-26
Also published as: DE1528974B2; DE1528974C3; GB1159707A; FR1604811A; US3296977A

Description

DR. ING. H. NBGENDANK 1 C O Q Q 7 / Patentanwalt _PAIINMi!WALi Fnfcnisr.walt \0lOZJ t ^

Dipl.-lng.H.Hauck D:pl. - Γν 3. W. Schmilz

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BORG-WARNER CORPORATION

200 South. Michigan Avenue

Chicago, 111. 60604- (USA) 8. August 1966

Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe und befaßt sich insbesondere mit Drucklägern versehene Zahnradpumpen, deren Drucklager eine abdichtende Verbindung zwischen den Lagern und den Zahnrädern herstellen.

Es ist allgemein bekannt, daß druckbelastete Zahnradpumpen schwierig herzustellen sind, da die Bohrungen ihres Hauptgehäuseteiles mit den Bohrungen der Gehäuseabdeckung ausgerichtet, d.h. axial fluchten, sein müssen. Eine richtige Ausrichtung zwischen dem Hauptgehäuseteil und dem Gehäusedeckel ist insofern wichtig, als ein Seil der die Lagerzapfen aufnehmenden Lager sich aus dem Hauptgehäuse in den Gehäusedeckel erstreckt. Jede falsche Ausrichtung zwischen den Bohrungen im Gehäusedeckel und denen des Hauptgehäuses kann eine falsche Ausrichtung der Lager und Lagerzapfen verursachen. Durch diese falsche Ausrichtung der Lager in dem Gehäuse der Zahnradpumpe wird die Pumpe in deren Inneren undicht, die sich insbesondere als Hochdruckundichtigkeit über den Lagerflächen und als ein um den Außenumfang der an die Ifiederdruckseite führenden Lager verlaufendes Leck äußert.

~² -

Um daher eine hohe Betriebswirksamkeit zu erhalten und aufrechtzuerhalten, ist es im allgemeinen notwendig, bei der Ausrichtung der Bohrungen äußerst enge Toleranzgrenzen einzuhalten. Schon ein geringes Maß an falscher Ausrichtung führt dazu, die Wirksamkeit der Pumpe wesentlich herabzusetzen. Bei kleinen Hochdruckpumpen wird die Wirksamkeit in einigen Fällen aufgrund falscher Ausrichtung bis zu 50 ?ί herabgesetzt.

Da eine perfekte Ausrichtung der Bohrungen des Hauptgehäuses der Zahnradpumpe mit.den Bohrungen im Gehäusedeckel unmöglich oder wirtschaftlich nicht zu vertreten ist, ist es erforderlich, eine Pumpe zu schaffen, bei der eine Ausrichtung des Gehäusedeckels mit dem Hauptgehäuseteil innerhalb enger Toleranzen überflüssig ist.

Es sind schon Pumpen bekannt geworden, die ein bzw. mehrere Drucklager, d.h. auf Druck belastbare Kolben, aufweist, welche die in dem Grehäusedeckel ansonsten erforderliche Lager überflüssig machen und so die Notwendigkeit einer in engen Toleranzgrenzen liegenden Ausrichtung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Hauptgehäuse vermeiden. Bei einer früheren Ausführungsform einer Zahnradpumpe ist ein Kolben vorgesehen, der die axial beweglichen, durch Druck belastbaren Lager beaufschlagt und sie in eine Berührung mit den Stirnflächen der Zahnräder drückt, um mit diesen eine Dichtung herzustellen. Diese Ausführungsform wird beispielsweise in der USA-Patentsohrift Nr. 2.974.605 gezeigt. Bei dieser Ausführung3form wird die Bewegung des Kolbens dadurch

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bewirkt, daJ3,_täer an der Auslaßseite der Pumpe vorhandene Strömungsmitteldruck hinter die Kolben geleitet wird, um sie mit der Rückseite der Drucklager in Kontakt zu bringen. Es ist ersichtlich, daß in diesem Patent hinter dem Kolben Auslaßströmungsmitteldruck herrscht und keine Mittel vorgesehen sind, um ein Austreten einer Lagerzapfenundichtigkeit unter Einlaßströmungsmitteldruck unmittelbar hinter den druckbelastbaren Lagern zu verhindern. Auf diese Weise steht das Hochdruckleck» das am Außenumfang der druckbelastbaren Lager auftritt und durch den Innendruck auf der Auslaßseite der Pumpe hervorgerufen wird, mit dem zwischen dem Kolben und dem Lagerzapfenende und den Lagern liegenden Seil der LagerrUckseite in Verbindung,der unter Niederdruck, steht. Dieses Hochdruckleck ist beträchtlich und beeinflußt die betriebsmäßige Wirksamkeit der Pumpe ungünstig*

Eine zweite Ausführungsform druckbelastbarer Lager, die duroh Kolben betätigt werden, ist in de* britischen Patentschrift Ur. 762,701 dargestellt. Bei diesem Patent ist die Rückseite der Drucklager einer zweiteiligen Belastungsvorrichtung ausgesetzt, deren eines Teil axial und deren ander-es Teil radial auf die Lager einwirkt. Bei diesem Patent wird die betriebsmäßige Wirksamkeit gleichermäßen ungünstig beeinträchtigt, da an dem Außenumfang der Lager ein Hochdruckleck besteht, das an die Lager und von dort wiederum an den Einlaß führt.

Die Erfindung betrifft nun eine Hochdruckpumpe, die an der Rückseite der Drucklager einen druckbegrenzenden Belastungskcrper vorsieht. Dieser Belastungskörper macht

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die das Ausrichtungsproblem hervorrufende integrale· Lagernaben überflüssig und begrenzt in bestimmter Weise weiterhin den Auslaß-Belastungsdruck auf dem Außenumfang an der Rückseite der Drucklager, um die Pumpe durch Druck zu belasten. Die Undichtigkeit am Umfang der Lager, die normalerweise durch den Spielraum zwischen dem Gehäuse und den Lagern auf der Auslaßseite der Pumpe auftritt, wird durch die Erfindung im wesentlichen verhindert, da kein Druckunterschied zwischen den Lagerflächen neben dem Zahnrad auf der Auslaßseite der Pumpe und der Rückseite der Drucklager besteht. Der erwähnte "Spielraum" entsteht dadurch, daß der

auf den Lagern und Zahnrädern auf der Auslaßseite der Pumpe herrschende Hochdruck die inneren Teile von der Auslaßseite weg- und gegen die Einlaßseite drückt. Weiterhin ist das für die Druckbelastung hinter den Lagern benutzte Hochdruckströmungsmittel von den Lagerzapfen abgedichtet. Desgleichen ist die Lagerzapfenundichtigkeit, die unter Einlaßdruck auftritt, erfindungsgemäß durch die druckbegrenzenden Belastungskörper, die im Gehäusedeckel angeordnet sind, auf die Rückseite des Lagerzapfens begrenzt.

Die erfindungsgemäßen Belastungskörper können in vielen verschiedenen Formen hergestellt werden! so können sie einteilig oder in zwei getrennten Körpern hergestellt werden, die zusammenwirken. In der Darstellung sind die Belastungskörper sowohl einteilig wie auch zweiteilig dargestellt. Weiterhin kann die Rückseite der Belastungskörper durch eine Bohrung mit der Lagerzapfenundichtigkeit unter Einlaßdruck oder durch einen Durchlaß, der mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht, mit dem Auslaßdruck verbunden werden. Die

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Belastungskörper können bezüglich der Lagerzapfen zentriert, d.h. nicht versetzt gegen die Auslaß- oder Einlaßseite, oder etwas versetzt angeordnet sein, um das Druckgefälle zu überwinden, das in einer Schaufel-, Zahnrad- oder ähnlichen Pumpe vom Einlaß zum Auslaß besteht.

Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigen»

Figo 1 einen Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung;' .

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung?

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine mit einem zweiteiligen Belastungskörper versehene Pumpe j

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. .7 einen Querschnitt,von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 einen Querschnitt einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung}

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 5;

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Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 in Pig* 5;

Pig. 11 einen Querschnitt einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 einen Querschnitt von einer weiteren Ausführungaform der Erfindung.

Auf der Zeichnung bezeichnen gleiche Ziffern gleiche Teile, wobei in Fig. 1 und 5 eine Zahnradpumpe gezeigt wird, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, und aus Gehäuseteilen 12 und 14 besteht, die mittels Bolzen oder dergleichen (nicht gezeigt) ausgerichtet zueinander montiert sind.

Das Gehäuseteil 12 ist mit einer Stirnfläche 16 versehen, die zwei parallel zueinander verlaufende Bohrungen 18 und 20 aufweist. Letztere bilden in dem Gehäuseteil 12 eine Endv/and 22.

In den Bohrungen 18 und 20 sind Zahnräder 24 bzw. 26 drehbar gelagert, die von einem Einlaß 28 (in Fig. 2 gezeigt), der im Gehäuseteil 12 vorgesehen ist, mit Strömungsmittel versorgt werden, das unter Druck gesetzt wird und aus einem Auslaß 30 (auch in Fig. 2 gezeigt) die Pumpe 10 verläßt. Der ganze Vorgang ist auf dem Gebiet der Pumpentechnik allgemein bekannt .-.;■■"■

Das getriebene Zahnrad 26 weist zwei gegenüberliegende, im wesentlichen flach ausgebildete, parallele Stirnflächen 32 und 34 auf. Das Zahnrad 26 ist weiterhin mit zwei Lagerzapfen 36 und 38 ^vgr.aöhen» dia zentrisch an den Stirnflächen

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32 und 34 angeordnet sind. Die Lagerzapfen 36 und 38 konnon in an sich bekannter Yfeise mit dem Zahnrad 26 aus einen Stück hergestellt werden. Der Lagerzapfen 36 ist in einer Bohrung 40 gelagert, welche in dem Gehäuseteil 12 vorgesehen ist. Jiine Kraftquelle (nicht gezeigt) greift an aas Enüe 42 des Lagerzapfens 36 an, um das Zahnrad 26.zu drehen* Das Gehäuseteil 12 besitzt fernerhin Dichtungsacheiben 441 um ein Austreten von Strömungsmittel aus dem Innenraum des Gellauseteiles 12 durch die Bohrung 40 nach außen zu verhindern.

Ähnlich wie das angetriebene Zahnrad 26 ist das abgetriebene Zahnrad 24 mit zwei gegenüberliegenden, im wesentlichen flachen parallelen Stirnflächen 46, 48 und zwei Lagerzapfen 50 und 52 ausgerüstet, die zentrisch an den betreffenden Stirnflächen 46 und 48 angeordnet sind.

In den Bohrungen 18 und 20 sind zwischen der Wand 22 des Geliäuseteiles 12 und den betreffenden Stirnflächen 46 und der Bahnräder 24 und 26 zwei starre Lagerringe 54 bzw. 56 angebracht, die mit Bohrungen ,58 bzw. 60 versehen sind, in denen die be-treffenden. Lagerzapfen 50 und 36 der Zahnräder und 26 drehbar gelagert sind. Die Lagerringe 54 und 56 sind mil im wesentlichen flachen Stirnseiten 62 bzw. 64 versehen, die mit den Stirnflächen 46 und 32 der Zahnräder 24 und 26 derart zusammenwirken, daß eine Abdichtung erzielt wird. Bs ist ersichtlich, daß die atarr angeordneten Lagerring* 54 und sowohl mit am Umfang angeordneten Ausnehmungen 55 als auch, mit axial verlaufenden Ausnehmungen 59 versehen werden können, die als Entlastung dienen.

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In den Bohrungen 18 und 20 sind - den Lagerringen 54 und 56 gegenüberliegend - im Gehäuseteil 12 zwei axial bewegliehe Drucklager 66 und 68 angeordnet. Die Drucklager 66 und 68 sind mit Bohrungen 70 bzw. 72 versehen, in welche die betreffenden Lagerzapfen 52 und 38 der Zahnräder 24 und 26 in an sich bekannter Weise aufgenommen und drehbar gelagert sind. Die Drucklager 66 und 68 haben wiederum im wesentlichen flache Stirnseiten 74 und 76, die an den betreffenden Zahnrädern 24 bzw. 26 anliegen. Die den Stirnseiten 74, 76 gegenüberliegenden Flächen 78 und 80 der Drucklager 66 und sind dem Auslaßdruck ausgesetzt, wodurch diese Lager druckbelastet werden. Der druckbelastete Bereich der Flächen 78 und 80 wird später noch eingehender beschrieben.

Es ist ersichtlich, daß die Lager 56 und 68 und ein von der Bohrung 20 begrenzter Teil des Gehäuseabschnittes 12 eine Pumpenkammer A für das Zahnrad 26 bilden. In ähnlicherWeise bilden die Lager 54 und 66 zusammen mit einem Teil des Gehäuseteiles 12, der von der Bohrung begrenzt wird, eine Pumpenkammer B für das Zahnrad 24.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß das als Deckel dienende Gehäuseteil 14 mit einer Kammer 81 versehen ist, die aus der Stirnfläche 84 des Gehäuseteiles 14 herausgearbeitet ist. Die Kammer 81 kann eine einzige Kammer beliebiger Form sein, die an der Rückseite der Drucklager 66, 68 liegt, wie in Fig. 3 gezeigt wird, oder aber es können zwei getrennte Kammern

vorgesehen sein, wie es in Fig. 5 gezeigt wird, wobei die beiden Kammern exzentrisch oder konzentrisch zu den Achsen der Lagerzapfen 52 bzw. 38 liegen. V/ie in Fig. 1 ersichtlich

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ist, wird ein Teil der lagerzapfen 38, 52 von der Kammer 81 aufgenommen»

Wie in FIg. 1 fernerhin gezeigt wird, nimmt die Kammer 81 druckbegrenzende Belastungskörper 88 auf* die in Bohrungen 92 des (Jehäuseteiles 14 angeordnet sind und mit diesem Kammern 106 bilden* Die Belastungskörper 88 können an ihrem zapfenartigen Teil mit Dichtungsringen 89 versehen sein,, um die Kammer 81 gegenüber den Kammern 106 abzudichten. Wie gezeigt wird, hat das den Drucklagern 66 und 68 gegenüberliegende Ende der Belastungskörper 88 einen "größeren Durchmesser als der zapfenartige Teil, der in der Bohrung 90

gelagert ist. Wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt wird, sind die Belastungskörper 88 stirnseitig mit Dichtungslippen 90 versehen, die eine Dichtung zwischen den Belastungskörpern 88 und den Drucklagern 66 und 68 gewährleisten. Durch die Belastungskörper 88 führt je ein Kanal 91 (in Figo in gebrochenen Linien dargestellt), welche die Lagerzapfen und 38 mit der Basis der Bohrung 92 verbinden, d.h. mit der zugehörigen Kammer 106. Wenn es erforderlich ist, kann einer oder beide Belastungskörper exzentrisch in Richtung auf die Einlaß-- oder Auslaßseite der Pumpe beaufschlagt werden, um eine größöre Fläche an der Auslaßseite dem Druck auszusetzen und das zwischen Einlaß und Auslaß herrschende Druckgefälle auszugleichen. Wenn keine einseitige bzw,, versetzte Belastung erforderlich ist, können die Belastungskörßer 88 konzentrisch mit den Lagerzapfen 52 und 38 ausgerichtet werden. An der Basis der Bohrung 92 sind in der Kammer 106 Federn 98 angeordnet, die auf den nach hinten führenden, zapfenartigen Teil der Belastungskörper 88 einwirken und

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dazu dienen, die Belastungskörper während des Anlaufens der Pumpe mit den Drucklagern 66, 68 in Anlage zu bringen.

Es ist ersichtlich, daß die Kammer 106 von der Kammer d1

kann mittels des Dichtungsringes 89 abgedichtet ist, es/indessen

unter Umständen auch auf diesen Ring verzichtet werden.

Während des Betriebes der in Pig. 1 gezeigten Pumpe 10 wird unter Auslaßdruck stehendes Strömungsmittel von der Auslaßseite der Pumpe 10 über einen Kanal .100 an die Kammer 81 an die RücksetLte der Drucklager 66 bzw, 68 gefördert, Dieser Strömungsmitteldruck an der AuslaQseite in der Kammer 81 [ibt auf die Rückseite des nach vorn weisenden Teiles der Belastungskörper 88 einen Druck aus. Der Strömungsmitteldruck an der Auslaßseite übt weiterhin eine Kraft auf die Flächen 78 und 80 der Drucklager 66 und 68 aus. Durch diesen von der Auslaßseite kommenden Hochdruck werden die Lager 66 und 68 gegen die Seitenflächen der Zahnräder 24 und 26 gedrückt, um mit ihnen eine dichtende Verbindung zu bilden.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Auslaßdruck über Kanäle 105 (in Fig. 5 in gebrochenen Umrissen gezeigt) an die Rückseite von zweiteilig ausgebildeten Belastungskörpern 122 und 123» d.h. an eine Kammer 104 geleitet wird. Der Auslaßdruck in der Kammer 104 dient dazu, den zum Belaatungskörper gehörenden Kolbenkörper 123 und dessen vergrößerten Teil 122 nach links, d.h. in Kontakt mit den Drucklagern 66 und 68 zu bringen, um damit letztere in eine abdichtende Verbindung mit den Stirnflächen der Zahnräder zu bringen, wodurch eine absolute Pumpendichtung erzielbar ist. Die Druckkanäle der in Fig. 5 gezeigten Pumpe 10 gehen am besten aus Fig. 10 hervor. Wie in Fig. 5 bzw. im Querschnitt gemäß

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Fig. S gezeigt wird, sind die Drucklager 66, o8r etwas*nach links, cL.hc in Richtung der Einlaßseite zu versetzt, da auf die Auslaßseite der Pumpe ein Hochdruck einwirkt. Diese Bewegung der Drucklager 66, 68 läßt an der Auslaßseite entlang des Außenumfangeβ der Drucklager ein Spiel 101 entstehen. Dadurch wird der Auslaßdruck ««# in Kammern 102 wirksam» die an der Rückseite der Drucklager 66 und 68

wird angeordnet sind. Dieser Hochdruck in den Kammern 102/durch die Belastungskörper 122 abgesperrt und kann nicht zur Einlaliseite der Pumpe 10 gelangen. Tatsächlich wirkt der in den Kammern 102 herrschende Strömungsmitteldruck mit dem Hochdruck in den Kammern 104 derart zusammen, daß auf die Drucklager 66 und 68 und die Belastungskörper 122 bzw. 123 eine Kraft ausgeübt wird, durch welche die Lager 66, 68 in einen abdichtenden Kontakt mit den Stirnflächen der Zahnräder 24 und 26 gelangen.

Bei den anhand von Pig. 1 und 5 beschriebenen AUBführungB-formen kann an der Einlaßsaite der Pumpe bzw. den Lagerzapfen -50, 52 eine Undichtigkeit bestehen, die an den axialen Ausnehmungen 59 der Lagerzapfen entlangfuhrt. Diese Ausnehmungen 59 erstrecken sich beiderseits der Pumpenkammern A und B und Kammern 108 sowie Kammern 109, die in dem Gehäuseteil 12 an dem Ende der Lagerzapfen 50 und 36 und neben der Endwand 22 vorgesehen sind. Das überströmen des Einlaßdruckes in die Kammern 108 wird, wie in Fig. 1 gezeigt wird, von der Kammer 81 (Hochdruck-Belastungskammer) und, wie aus Pig. 5 hervorgeht, von den Kammern 102 und 104 (Hochdruck-Belastungskammern) durch die Berührung der auf den Belastungskörpern 88 angeordneten Lippen 90 verhindert.

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oome/oise " ¹² ",

Wie in Pig. 1 weiterhin gezeigt wird, führt die unter Einlaßdruck stehende Undichtigkeit von der Kammer 108 durch die Kanäle 91 des Belastungskörpers 88 an die Basis der Bohrung 92, d.h. an die Kammer 106. Auf diese Weise herrscht an der Rückseite der in Fig. 1 gezeigten Belastungskörper 88 Einlaßdruck. Die unter Einlaßdruck stehende Undichtigkeit in der Kammer 108 führt weiterhin über zentrische Bohrungen 112 in den Lagerzapfen 36» 38, 50 und 52 zur Kammer 109 an die Zapfenenden, die neben der Endwand 22 dee Gehauseteiles 12. liegen. Die unter Einlaßdruck stehende Undichtigkeit in der Kammer 109 wird über Kanäle 110, 114 und 116 an den Einlaß 28 geführt, wie am besten aus Pig. 10 hervorgeht. In den Kanal IH oder 116 kann ein nicht gezeigtes Ventil eingebaut werden, um den Schmier- .und-.Kühletromkreis auf Wunsch etwas unter Druck zu belassen.

Die zuvor erwähnte Undichtigkeit führt über die Zahnradflachen und wiederum durch die Ausnehmungen 59 an die Kammern 108 und 109, schmiert somit die Bohrungen 70 und 72 wie auch die Lagerzapfen 52 und 36 sowie die Bohrungen 58 und 60 für die Lagerzapfen 50 und 36. Diese Undichtigkeit bzw. Abstrlmen des Strömungsmittels kühlt auch die Lager.

Die Torstehende Beschreibung der Belastungskörper für eine Zahnradpumpe 10 bezog sich hauptsächlich auf Fig. 1 und 5. Die in Fig. 1 und 5 gezeigten Pumpen stellen eine beispielhafte betriebliche Anwendung für die Belaetungskörper 88 bzw. 122, 123 der Erfindung dar. . " . ,

Fig. 2 verdeutlicht die Vielseitigkeit der Belastungskörper · 00984BZQt 56 "-¹³ "

88» In Fig. 2 sind die hinteren Abschnitte der Belastungskörper 88, doh. die Teile, die in die Bohrungen 92 des Gehäuses 14 verlaufen, gegen die Auslaßseite versetzt, während die vorderen Teile der Körper 88, die einen vergrößerten Durchmesser haben und die Lippen 90 enthalten, gegen die Einlaßseite--der Pumpe versetzt sind. Auf diese Weise ist es möglich, auf der Rückseite der Drucklager und 68 einen richtigen Ausgleich des Belastungsdruckes *zu erzielen und jedes Druckgefälle auszUgleicheni das zwischen Einlaß und Auslaß vorhanden sein kann.

Die nachfolgend beschriebenen und in fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Belastungskörper sind denen gemäß Fig. 1 ähnlich, und daher bezeichnen gleiche Nummern, die mit Buchstaben versehen sind, um anzudeuten, daß sie nicht identisch sind, gleichartige Teile * ■

In Fig. 3 sind Belastungskörper 88a gezeigt, die dem Belastungskörper 88 von Fig. 1 ähnlich sind. In Fig. 3 arbeiten die Belastungskörper 88a mit Dichtungsringen 93 zusammen, die in dem Gehäuseteil 14 gelagert sind. Es ist ersichtlich, daß die Abdichtung der Kammer 81 von der Kammer 106a entweder dadurch, daß die Dichtung auf den Belastungskörpern angeordnet wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder daß sie in dem Gehäuseteil 14 angebracht wird, wie es in Figo 3 gezeigt wird,, Getrennte Dichtungsmittel können durch die Anordnung eines Kolbenpaßsitzes vermieden werden»

In Fig. 4 sind die Belastungskörper 88b als ein druckbegrenzender Belastungskörper dargestellt, der als einteiliger

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Lageraufbau in der Form einer Acht, so s. 3, aio Lager 120 gemäß Pig. 4 verwandt werden kann. Das achtförmige Lager trägt zwei Lagerzapfen. Die Belastungskörper 88b der Flg. 4 arbeiten im wesentlichen genau so wie die. Belastungskörper 88 von Figo 1 und 88a von Fig. 3. Ferner kann der Belastungskörper 88b entweder konzentrisch oder exzentrisch bezüglich der Lagerzapfen ausgerichtet sein, je nachdem, ob eine versetzte Belastung erwünscht oder erforderlich ist«

Der in Fig. 5 zusammen mit einer Zahnradpumpe gezeigte Belastungakörper ist ein zweiteiliger Belastungakörper, der aus einem vergrößerten Teil 122 und einem Kolbenkörper 123 besteht ο Bs ist ersichtlich, daß der erstgenannte Teil 122 mit Eingdichtungen 126 versehen ist, während Dichtungen 128 auf dem Zapfen der hinteren Kolbenteile 123 vorgesehen sind. Wie in Figo 9 gezeigt wird, weisen die vergrößerten Teile Bohrungen 130 (nicht in Fig. 5 gezeigt) auf, die in Kammern 132 an der Rückseite der Teile 122 führen. Die Kammern 132 stehen in Strömungsmittelverbindung mit-den Kammern 108 und werden daher mit Niederdruck, d.h. Einlaßdruck von den Lagerzapfen her angefüllt.

Wie oben angedeutet wurde, verdeutlicht Fig. 10 die Art und Weise, in der die Belastungskammern 104 an der Rückseite der Kolbenkörper 123 Über die Kanäle 105 mit dem Auslaßdruck verbunden werden.

In Fig» 7 wird ein Belastungskörper 134 gezeigt, der dem in Fig.' 5 gezeigten zweiteiligen Belastungskörper 122, 123 ähnlich ist, d.h. er wird von der hinteren Kammer 104 mit

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Hochdruck belastet, stellt aber eine einteilige Konstruktion dar« Der BelaötungskÖrper 134- ist mit einer Bohrung 13Od versehen, um die Kammer 108d in Strömungsmittelverbindung mit ' < der Kammer 132d zu bringen« Es ist ersichtlich, daß die Bauart des BelaBtungskörpers 132 nicht so viele maschinelle BearbeitungspiOzesee wie die zweiteilige Bauart von Fig. 5 erfordert,

Fig. 8 seigif einen Belastungskörper, der dem in Fig. 7 gezeigten ähnlich ist· Wie in Fig. 8 gezeigt wird, ist das Drucklager 66 mit einer stirnseitigen Nut 136 und einem gegen Auspressen gesicherten O-Ring 138 versehen, auf der die Lippe 9Oe des Belastungskörpers 134e aufliegt, um mit ihm eine Dichtung zu bilden. Diese AusfUhrungsart kann dann benutzt werden, wenn es erforderlich oder erwUnscht ist, eine Lletall-auf-lietall-Dichtung zwischen den Belastungskörpern 134e und den Drucklagern 66 und 68 zu vermeiden.

In Fig. 11 wird ein Belastungekörper 140 gezeigt, der dem in Fig. 8 gezeigten ähnlich ist und bei des die an dir Rückseite des Belastungskörpere (in Fig. 1 gesehen) liegend· Feder 98 weggelassen und dafür in der Kammer 132 eine Feder 142 angeordnet ist, die gegen den Belastungakörper 140 aufliegt, um ihn in eine Berührung mit der Rückseite eines Drucklagers, wie z.B. 66 und 68, eu bringen. Diese Feder 142 dient dazu, wie schon oben erwähnt wurde, während des Anlaufens der Pumpe, eine Dichtung aufrechtzuerhalten. In Fig. 11 ist weiterhin zwischen den Lippen 9Of und den Lagern 66 eine lietall-auf-Metall-Dichtung vorgesehen.

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Arbeitsweise

Die in Figo 1 und 5 gezeigten Zahnradpumpen verdeutlichen die V/eise, in der die erf indungsgemäßen Belastungskörper " benutzt werden können} es sind jedoch auch andere Pumpenausführungen für eine Verwendung geeignet, ohne die Belastungskörper wesentlich ändern zu müssen. Wie in Figo'1 und 5 gezeigt wird, wird der Lagerzapfen 36 des angetriebenen Zahnrades 26 von einer Kraftquelle (nicht gezeigt) im Uhrzeigersinn angetrieben. Das abgetriebene Zahnrad 24 wird durch den Eingriff der Zähne auf den Zahnrädern 24 und 26 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Während die Zahnräder 24, 26 sich drehen, wird durch die Trennung der im Eingriff stehenden Zähne ein Vakuum erzeugt, durch das Strömungsmittel in den sich öffnenden Raum der Zahnradzähne neben dem Einlaß 28 gedrängt wird. Das auf diese V/eise zwischen aufeinanderfolgenden Zahnpäaren der Zahnräder eingeschlossene Strömungsmittel wird in bekannter Weise um die Bohrungen 18 und 20 an den Auslaß 30 gefördert.

Das zum Auslaß 30 geförderte Strömungsmittel wird durch die Wirkung der eingreifenden Zähne erneut verdrängt und dabei unter Hochdruck gesetzt. Dieser Hochdruck bzw. Auslaßdruck wird über den Kanal 100, wie in-Fig. 1 gezeigt wird (oder — über den vom Spiel 101 an der Rückseite der Drucklager 66 und 68 gebildeten Raum, wie in Fig. 6 gezeigt wird), an die Kammer 81 geleitet. Der in der Kammer 81 herrschende Strömungsmitteldruck übt, wie oben beschrieben wurde, eine Kraft auf den Belastungekörper 88 aus, um die Drucklager 66, 68 in eine abdichtende Verbindung mit den Stirnflächen der Zahnräder zu bringen.

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Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird der Auslaßströmungsmitteldruck über den Kanal 105 an die Kammer 104 an der Rückseite der Belastungskörper 122» 123 geleitet_o Der Auslaßströmungsmitteldruck in den Kammern 104 drückt die Belastungskörper 122, 123 nach links, und die Lippen 90 auf dessen vergrößertem Teil 122 erfassen die Drucklager 66 und 68 und "bewegen sie in eine abdichtende Berührung mit den Stirnflächen der Zahnräder, um mit ihnen eine Pumpendichtung ζu schaffen.

Die lippen 90 der Belastungskörper 122, 123 erfassen in abdichtender Weise die Rückseite der Drucklager, um die Kammern 81 von den Kammern 108, wie in Fig* 1 gezeigt wird, und die Kammern 102 und 104 von der Kammer 108c abzudichten, wie in Fig. 5 gezeigt wird.

Es ist ersichtlich, daß durch eine veränderte Anordnung, Form und Fläche der Belastungskörper in den Figuren jedes Maß an Belastung einschließlich der versetzten Belastung mit minimalen Anstrengungen und maximaler Wirksamkeit erhalten werden kann. Die in den Zeichnungen gezeigten Größen und Flächen sifcd nicht notwendigerweise die für das richtige Belastungsmaß erforderlichen Mäße, sondern dienen nur als Erläuterung der erfindungsgemäßen lehren*

Bei dör Benutzung der Erfindung wird die richtige Ausrichtung zwischen den beweglichen Teilen in der Pumpe aufrechter-* höltert! ohne daß das Gehäuseteii 14 für einen Paßsitz auf dem Gehäuseteil 12 innerhalb enger Tölerinzen hergestellt wefdeh muß» ÄUf diese weise wird öiö Vetfkaaten der Mg-ei? ifii

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BAD ORIGINAL

!Eoleranzgrenzen hergestellt werden müssen.

Ea ist allgemein bekannt, daß die innere Undichtigkeit einer der wesentlichsten Faktoren ist, die die Betriebswirkaamkeit einer Zahnradpumpe beeinflussen* Es hat siGh herausgestellt, daß die betriebliche Wirksamkeit einer solchen Pumpe durch die Erfindung wesentlich verbessert wird, da die innere Hochdruckundichtigkeit entlang des Außenumfanges der Drucklager auf der Auslaßseite verhindert wird.

Obwohl nur.einige besondere Ausführungsfarmen der Erfindung beschrieben und gezeigt worden sind, sind noch zahlreiche andere Änderungen und Erweiterungen möglich, die alle in den Bereich der Erfindung fallen.

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Claims

I)K. INO. H. X15G EN DANK 1 S ? R 9 7 A

I¹ATKKTANWiLT HAM 11CH(J Μβ ■■ KKt' BW IVALL 41 · FBRNHtTF M 74 ZS CND ββ 41 10

BORG-WARNER COHPORAiEIOIi . ·

South Michigan Avenue

Chicago, 111. 60604 (USA) 8. August 1966

Pate η t a η s ρ r ü c h β

1,) Druekbeansi ruchbare Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe mit einem gehäuse und einem Jehäusedeckel, zwischen denen eine Pumpenkammer vorgesehen ist, einem Einlaß» der an diese Pumpe führt, und einem Auslaß, der von der Pumpenkanu^er abgeht und mit drehbaren .Pumpmitteln, die in dieser Pumpenkammer angeordnet sind, um unter Einlaßdruck Strömungsmittel aus dem Einlaß abzusaugen, das Strömungsmittel unter Druok zu setzen und es unter Auslaßdruck aus dem Auslaß herauszudrängen, wobei die Pumpmittei niit axial verlaufenden Lagerzapfen und Lagermitteln versehen sind, die in die Gehäuse angeordnet sind und die Lagerzapfen drehbar lagern können, dadurch gekennzeichnet-, daß wenigstens eines der Lagermittel ein axial bewegliches Drucklager (66, 68) ist und eine Druckkammer (81) bildet, die dem Auslaßdruck ausgesetzt werden kann,, der durch erste Strömungsmittelkanäle (TOO) zwischen dem Auslaß (30) und der Druckkammer (81) an diese Kammer her angeführt if,ird, daß zweite Strömungsmittelkanäle (59) zv.'isehen den Lagerzapfen (36, 38j 50, 52) und dem Einlaß die Undichtigkeit der Lagerzapfen an den Einlaß

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(28) leiten, daß druckbegrenzende Belastungskörper 068a; 88b; 122, 123, 134), die sich am Umfang der Lagerzapfen (38, 52) erstrecken und in einer abdichtenden Berührung mit dem Drucklager (66, 68) -stehen, vordere Abschnitte

mit großem Durchmesser und hintere Kolbenabschnitte hab«n, die sich in den Grehäusedeckel (H) erstrecken, wobei die vorderen Abschnitte mit dem vergrößerten Durchmesser die Lagerzapfen (38, 52) gegen die Kammer (81) abdichten und die vorderen Abschnitte des Belastungskörpers die Lagerzapfen (66,'68) überlagern und die Drucklager , (66, 68) berühren, um eine'Hiederdruckkammer (108) zu bilden,Während die Kolbenabschnitte sich in den Gehäusedeckel (H) erstrecken, um eine Hochdruck-Belastungskamiaer (106) zu bilden, die an der Rückseite des Belastungskörpers (88; 88a? 88b; 122, 123; 134} 134e) liegt und mittels der ersten Verbindungskanäle (100) mit dem Auslaß (30) verbunden ist, und daß 'die vorderen Abschnitte der Belastungskörper sich dadurch auszeichnen, daß sie gegen die Einlaßseite (28) versetzt; sind, während die hinteren Kolbenabschnitte gegen die Auslaßseite (30) versetzt sind, wodurch der Belastungskörper das zwischen Einlaß und Auslaß bestehende Druckgefälle ausgleicht.

Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungskörper (88) an ihren vorderen Abschnitten mit Dichtungslippen (90) versehen sind, die die Hiederdruckkammern begrenzen, und daß die Druckkammer (81)

eine Kraft auf den ersten Belastungskörper ausübt und ihn in eine abdichtende Berührung mit den Drucklagern (66, 68) drückt, um letztere in eine abdichtende Stellung mit den Zahnrädern (. 24, 26) zu bringen. 0 0 9 8 4 8/0156

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