DE1653837A1

DE1653837A1 - HIGH PRESSURE PUMP, IN PARTICULAR HIGH PRESSURE GEAR PUMP

Info

Publication number: DE1653837A1
Application number: DE1968E0035976
Authority: DE
Inventors: Otto Eckerle; Robert Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-14
Filing date: 1968-03-14
Publication date: 1975-03-20

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. OTTO BERMÜHLER PATENT Attorney DIPL-ING. OTTO BERMÜHLER

8 MÜNCHEN 23, Seil 11 .3.19688 MUNICH 23, Seil 11.3.1968

DEGfNSELDSTRASSE IO TELEFON 36 4iJl DEGfNSELDSTRASSE IO TELEFON 36 4i Jl

Müniben 13 293 Sank AG. Minien 35/31 16$ Müniben 13 293 Sank AG. Minien 35/31 $ 16

BETR.: MEINE AKTERE: MY FILES

Otto E c k e r 1 e , MaischOtto E c k e r 1 e, Maisch

Hochdruckpumpe, insbesondere Hochdruck-Zahnradpumpe .High pressure pump, in particular high pressure gear pump .

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckp'ompe, insbesondere eine Hochdruck-Zahnradpumpe mit axialem Spielausgleich zwischen den Seitenflächen des Getriebes und dem Pumpengehäuse*The invention relates to a high pressure pump, in particular one High-pressure gear pump with axial clearance compensation between the side surfaces of the gear unit and the pump housing *

Wie die Praxis gezeigt hat, bereitet der.Ausgleich der axialen Leckspalte bei Zahnradpumpen erhebliche Schwierigkeiten_e DieThe axial leakage gaps in gear pumps considerable difficulties der.Ausgleich As practice has shown prepares _e The

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Leckspaltverluste sind besonders dann groß und kaum zu überwinden, wenn es sich um Pumpen für hohe Drücke handelt» Bekanntlich haben die aktiven Sprengfelder in der Pumpe komplizierte Formen und man hat bisher nicht in Erwägung gezogen, einen axialen Ausgleich durch ein gleich geformtes, dem oprengfeld entgegenwirkendes Kompensationsfeld zu erzielen, obwohl dies der Idealfall wäre<>Leakage gap losses are particularly large and can hardly be overcome when it comes to pumps for high pressures »It is well known that the active explosive fields in the pump are complicated Shapes and so far no consideration has been given to an axial compensation through an identically shaped, the oprengfeld to achieve counteracting compensation field, although this would be the ideal case <>

Zwar ist bereits vorgeschlagen worden, mit kreisrunden Kompensationsfeldern zu arbeiten, jedoch war dies nur mit starkwandigen, also mit überdimensionierten Flatten möglich. Derartige Platten müssen aber wegen ihrer räumlichen Ausdehnung gleichzeitig die Lagerung der Wellen übernehmen, wodurch ein exakter Ausgleich, insbesondere bei unterschiedlichen Drücken, in Frage gestellt ist·It has already been proposed to use circular compensation fields to work, but this was only possible with thick-walled, i.e. oversized, flats. Such However, due to their spatial expansion, panels must be at the same time take over the storage of the shafts, whereby an exact compensation, especially with different pressures, is in question is set

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Hochdruckpumpe zu schaffen, deren axialer Spielausgleich ohne überdimensionierung einzelner Teile möglich ist und bei welcher der vorhandene Druck für Abdicht- und Ausgleichzwecke voll wirksam wird. Darüber hinaus sollten die dem Spielausgleich dienenden Elemente keinen großen Raum benötigen und die Pumpe als solche eine hohe Funktionsfähigkeit und eine lange Lebensdauer haben«The invention is based on the object of creating a high-pressure pump whose axial clearance compensation is possible without overdimensioning individual parts is possible and at which the existing pressure for sealing and compensation purposes is fully effective. About that in addition, the elements used to compensate for play should not require large space and the pump as such has a high level of functionality and a long service life «

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch einen, der Form der jeweiligen Sprengfelder entsprechenden Ausgleichsteil, wie z.B.According to the invention, this goal is achieved by one, the shape of the respective Compensating part corresponding to explosive fields, e.g.

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einen wölben, erreicht, der im Sinne des Spielausgleichs auf eine a,:iale Anlaufschei"be einwirkt, wobei der sich durch den Aus-'"1 eichsteil hinter der Anlauf scheibe ergebende Raum an den Jruckraum der jeweiligen Pumpe angeschlossen ist· Durch die .anpassung des Ausgleichsteiles an die Sprengfelder werden Kräfte nur dort wirksam, wo sie tatsächlich gebraucht werden, wodurch uberdimensionierungen absolut vermieden sind» Es versteht sich, da: bei einer ausreichenden Abdichtung des Druckraumes hinter der Anlaufscheibe der axiale Spielausgleich in einer Weise erfolgt, daß Leckverluste nicht mehr zu befürchten sind. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß mit der erfindungsgemäßen AusfUhrung der höchstmögliche Wirkungsgrad bei einer Zahnradpumpe erzielbar ist.one arch, reached, which in the sense of the backlash compensation on a a,: iale start-up disk "be acted upon, whereby the by the - '" 1 calibration part behind the thrust washer is connected to the pressure chamber of the respective pump . Adjustment of the compensation part to the explosive fields, forces are only effective where they are actually needed, whereby overdimensioning is absolutely avoided »It goes without saying that because: if the pressure space behind the thrust washer is adequately sealed, the axial clearance compensation takes place in a way that that leakage losses are no longer to be feared. In other words, this means that with the embodiment according to the invention the highest possible efficiency can be achieved with a gear pump.

Ja, wie schon angedeutet, die Abdichtung des Druckraumes hinter der --i.nl auf scheibe ν,οη großer Bedeutung ist, sieht die Erfindung vor, dai das Abdichten des Raumes hinter der jeweiligen axialen Aiii auf scheibe mit elastischen Dichtmitteln durch Eigenelastizität des Ausgleichsteiles, durch Einlöten oder Eingießen des Ausgieichsteiles oder ähnliche Maßnahmen erfolgt, wobei die Anordnung derart gewählt ist, daß im Sinne eines Spielausgleiches eine Vorspannung herrscht, die durch Federn, wie Spiralfedern, Blattfedern o-ier dgl. unterstützt sein kann. Welche Ausführungsform im einzelnen man wählt, richtet sich in der Hauptsache nach den zu beherrschenden Drücken und nach der erforderlichen errnen^e ::er Pumpe. Die erwähnte Vorspannung ist vor allemYes, as already indicated, the sealing of the pressure space behind the --i.nl on disk ν, οη is of great importance, sees the invention before that the sealing of the space behind the respective axial Aiii on disk with elastic sealants due to inherent elasticity of the equalizing part, by soldering or pouring in the equalizing part or similar measures are carried out, the arrangement being chosen such that in the sense of a play compensation there is a bias, which can be supported by springs such as spiral springs, leaf springs or the like. Which specific embodiment is chosen depends mainly on according to the pressures to be controlled and according to the required pump. The aforementioned bias is above all

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für den Anlauf der Pumpe erforderlich, da zu diesem Zeitpunkt niedrige Drücke herrschen und ohne Vorspannung der Dichtmittel zumindest im Anlaufstadium Leistungsverluste auftreten würden. Die Vorspannung bringt aber auch Vorteile im Betrieb mit sich, da sie auf jeden Fall die Abdichtung begünstigt und Druckschwankungen ungefährlich macht.Required for starting the pump, since at this point the pressures are low and the sealant is not pretensioned At least in the start-up stage, performance losses would occur. The preload also has advantages in operation, since it definitely promotes sealing and pressure fluctuations makes it harmless.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlaufscheibe eine mit einem Topf vergleichbare Form hat und in dieser Form den jeweiligen Ausgleichsteil aufnimmt, der von einem scheibenähnlichen Kolben mit und ohne Absatz, einem selbst topfförmigen Gebilde, einem Hing, einer Membran oder dgl. gebildet ist und sich gegen ein festes Widerlager im Gehäuse abstützte Diese Ausführungsform ist verhältnismäßig schmal, so daß sie überall dort gut geeignet ist, wo Raumnot herrscht.According to a further feature of the invention it is provided that the thrust washer has a shape comparable to a pot and in this form receives the respective compensating part, which is from a disk-like piston with and without a shoulder, a even pot-shaped structures, a hanging, a membrane or Like. Is formed and supported against a fixed abutment in the housing This embodiment is relatively narrow, so that it is well suited wherever space is scarce.

Um zu vermeiden, daß sich das topfförmige Gebilde, d.h. die Anlaufscheibe im Mantelteil weitet, besteht sie aus hochfestem Material. Da hochfestes Material aber meistens schlechte Gleiteigenschaften besitzt, ist erfindungsgemäß die dem Getriebe zugekehrte Seite mit einer Auflage ausgestattet, die gute Gleiteigenschaften besitzt. Bevorzugt kann aufgedampfte oder aufgesinterte Bronze verwendet werden.In order to avoid that the pot-shaped structure, i.e. the If the thrust washer expands in the shell part, it is made of high-strength material. Since it is a high-strength material, it usually has poor sliding properties possesses, according to the invention, is the one facing the transmission Side equipped with a support that has good sliding properties. Vapor-deposited or sintered-on can be preferred Bronze can be used.

In vielen Fällen ist es nach der Erfindung zweckmäßig, daß bei einem aus Kunststoff bestehenden und eingespritzten Ausgleichs-In many cases, it is useful according to the invention that in an existing plastic and injected compensation

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teil, dieser an seiner der Anlaufscheibe zugekehrten Seite ein geprägtes Blech trägt· Dieses Blech sorgt für eine rasche Verteilung des in den Druckraum strömenden Öles.part, this one on its side facing the thrust washer Embossed sheet carries · This sheet ensures rapid distribution of the oil flowing into the pressure chamber.

Bei Verwendung eines Rundschnurringes als Dichtmittel ist es zweckmäßig, wenn diesem abdichtseitig ein aus hochfestem Kunststoff bestehender Stützring zugeordnet ist, der verhindert, daß der Rundschnurring in den abzudichtenden Spalt hineingedrückt wird«When using an O-ring as a sealant, it is useful if this sealing side is made of high-strength plastic existing support ring is assigned, which prevents the O-ring from being pressed into the gap to be sealed will"

Schließlich kann der Ausgleichsteil auch aus einem mit einem Blechteil armierten Gummiköder bestehen, der im Querschnitt eine Dreieckform aufweist·Finally, the compensation part can also consist of a rubber bait reinforced with a sheet metal part, which in cross section has a triangular shape

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine stark schematisiert dargestellteFig. 1 is a very schematically shown

Ho chdruck-Innenz ahnradpump e;High pressure internal gear pump;

Fig. .2 eine Ho chdruck-Auß enz ahnradpump e und die
Fig. 5 bis 14 verschiedene Ausführungsformen fürFig. 2 a high pressure external gear pump and the
Fig. 5 to 14 different embodiments for

einen axialen Spielausgleich im Schnitt nach den Linien A-A in Fig. 1 bzw. B-B in Fig. 2.an axial clearance compensation in section along the lines A-A in Fig. 1 and B-B in Fig. 2.

Bei der Innenläuferzahnradpumpe nach Fig. 1 ist das Ritzel mit 1, das mit diesem kämmende Hohlrad mit 2, das Füllstück zwischen den beiden Zahnrädern mit 3 und das Sprengfeld mit 4 bezeichnet»In the internal rotor gear pump according to Fig. 1, the pinion with 1, the meshing with this ring gear with 2, the filler piece between the both gears marked with 3 and the explosive field marked with 4 »

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Bei der in der -^ig. 2 dargestellten Außenzahnradpumpe sind leai--IiCh die Zahnräder 5 und 6, ein radial verschiebbares Getriebeteil 7 und das Sprengfeld 8 dargestellt«,In the case of the - ^ ig. 2 external gear pumps shown are leai - IiCh the gears 5 and 6, a radially displaceable gear part 7 and the explosive field 8 shown «,

Wie die Fig. 3 zeigt, ist in dem Gehäuse 9 der Pumpe eine topfförmige Anlaufscheibe Ί0 angeordnet, welche an dem xumpengetriece 11 anliegt und in einer Ausnehmung 12 einen abgesetzten Bcheiben-A kolben 13 aufnimmt« In dem Absatz liegt ein O-rting (riundschnurring) 14, dem eine Stützscheibe 15 zugeordnet ist, die aus hochfestem Kunststoff besteht. Diese Stützscheibe legt sich unter Druck an die Ausnehmung 12 der Anlaufscheibe 10 an, so daß der O-Ring 14· nicht durch den Spalt zwischen Ausnehmung und Kolben gedrückt werden kann. Die Ausnehmung 12 und die AuBenkontur des Scheibenkolbens 13 entsprechen der Form der Sprengfelder 4 bzw«, 8, Dies trifft in analoger Weise auch auf die folgenden ^.usführungsbeispiele zu.As shown in FIG. 3, the pump housing 9 has a cup-shaped design Thrust washer Ί0 arranged, which is attached to the xumpengetriece 11 rests and in a recess 12 a stepped washer-A piston 13 receives "In the paragraph there is an O-ring (round cord ring) 14, which is assigned a support disk 15 made of high-strength plastic. This support disc lies under Pressure on the recess 12 of the thrust washer 10, so that the O-ring 14 · not through the gap between recess and piston can be pressed. The recess 12 and the outer contour of the disc piston 13 correspond to the shape of the explosive fields 4 or 8, This also applies in an analogous manner to the following exemplary embodiments to.

W Mit 16 ist eine Bohrung bezeichnet, die den Druckraum 17 hinter der Anlaufscheibe 10 an den Druckraum der jeweiligen Pumpe anschließt» W With 16 a bore is referred to, which connects the pressure chamber 17 behind the thrust washer 10 to the pressure chamber of the respective pump »

In Fig. 4 ist der Scheibenkolben 13 umgekehrt angeordnet und mit einem Rundschnurring 14, gegenüber der hier flachen Anlaufscheibe 18 abgedichtet« Außerdem weist der Scheibenkolben 13 eine Bohrung 19 auf, die wieder zusammen mit der Bohrung 16 den Raum 17 an den Druckraum der Pumpe anschließt. Zur Führung desIn Fig. 4, the disc piston 13 is reversed and with an O-ring 14, opposite the thrust washer, which is flat here 18 sealed «In addition, the disc piston 13 has a bore 19, which together with the bore 16 the Space 17 connects to the pressure chamber of the pump. To guide the

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ockeibenkolbens 13 dient eine topfförmige Scheibe 20. Die Abdichtung des Kolbens 13 ist die gleiche wie in Fig. 3» wobei der Stoß der beiden Bohrungen 16 und 19 durch einen weiteren G-iiing 21 abgedichtet ist β Das Beispiel gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Bauart nach Fig. 3 lediglich dadurch, da.": die Anlauf scheibe 10 z.E. aus Stahl besteht und mit einer Gleitauflage 22 ausgestattet ist«Ockeibenkolbens 13 is a cup-shaped disc 20. The seal of the piston 13 is the same as in Fig. 3 »where the joint of the two bores 16 and 19 is sealed by a further G-iiing 21 β The example according to FIG. 5 differs 3 only in that ": the thrust washer 10 is made of steel and has a Sliding support 22 is equipped "

Genäii den Fig. 3 ^i-⁸ 5 stehen die O-Ringe 14 unter Vorspannung, so daß sie ein geringes Spiel ausgleichen können. Dieser Spielausgleich kann wesentlich erhöht werden, wenn - wie in Fig. 6 veranschaulicht - eine gewellte Blattfeder 23 Verwendung findet, die auf den Kolben 13 drückt. Die Anlaufscheibe 24 gemäß Fig. 7 ist etwa*anders wie in den Fig. 3 und 5 ausgestaltet. Sie nimmt in einer Ausnehmung 25 einen Kunststoffkolben 26 auf, der eine Art Dichtlippe 27 trägt, die sich durch den Druck in dem Baum abdichtend cremen die Ausnehmung der Anlaufscheibe legt.Genäii den Fig. 3 ^ i- ⁸ 5, the O-rings 14 are pretensioned so that they can compensate for a small amount of play. This compensation for play can be increased significantly if - as illustrated in FIG. 6 - a corrugated leaf spring 23 is used, which presses on the piston 13. The thrust washer 24 according to FIG. 7 is configured somewhat differently than in FIGS. 3 and 5. In a recess 25, it receives a plastic piston 26 which carries a type of sealing lip 27 which, as a result of the pressure in the tree, creates a sealing cream over the recess of the thrust washer.

Gemäß Fig. 8 ist in der topffcrmigen Anlaufscheibe 10 eine r.embran 28 mit einem Kragen 29 eingelötet oder sonstwie fest verankert, iiii erhöhter Betriebsdruck im Raum 17 hat dann die Folge, daß die Scheibe 10 fest gegen das Pumpengetriebe 11 gedruckt wird.According to FIG. 8, a r.embrane 28 with a collar 29 is soldered or otherwise fixed in the cup-shaped thrust washer 10 anchored, iiii increased operating pressure in space 17 then has the As a result, the disk 10 is pressed firmly against the pump gear 11 will.

l.'ach Fig. 9 erfolgt der Spielausgleich mit einem Blechkolben 30, der bei ansteigendem Druck im Raum 17 mit seiner 7/and gegen dieAccording to FIG. 9, the clearance compensation takes place with a sheet metal piston 30, which with increasing pressure in space 17 with its 7 / and against the

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Ausnehmung 12 der Scheibe 10 gepreßt wird» Eine Feder 31 liefert die Vorspannung des Axialausgleiches bei Druck O atü.Recess 12 of the disc 10 is pressed »a spring 31 supplies the preload of the axial compensation at pressure O atü.

Die Ausführung gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von der nach Fig. 9 lediglich dadurch, daß ein Gummiformteil 32 vorhanden ist, der eine sichere Abdichtung gewährleistet« Der Blechkolben 30 verringert dabei den Spalt, durch den der Gummiformteil kriechen könnte.The embodiment according to FIG. 10 differs from that according to FIG. 9 only in that a molded rubber part 32 is present which ensures a secure seal. «The sheet metal piston 30 reduces the gap through which the rubber molded part could crawl.

Die Fig. 11 und 12 zeigen etwas voneinander abweichende Anlaufscheiben 33 bzw. 34-» die jedoch beide einen eingespritzten Ausgleichsteil 35 aufweisen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Scheibe 33 bzw. 34- größere Toleranzen aufweisen kann. Vor dem Einspritzen des Kunststoffes wird ein geprägtes Blech 36 eingelegt, das der Oberfläche des Ausgleichsteiles 35 eine Riffelung gibt, wodurch sich das Drucköl sofort über die ganze Oberfläche verteilt.11 and 12 show thrust washers which differ somewhat from one another 33 and 34- »which, however, both have an injected compensation part 35 have. This embodiment has the advantage that the disc 33 or 34- can have greater tolerances. before After the plastic is injected, an embossed sheet metal 36 is formed inserted, which gives the surface of the compensation part 35 a corrugation, whereby the pressure oil is immediately over the whole Distributed surface.

Nach Fig. I3 ist in der Anlauf scheibe 10 nur ein Runds chnurr ing 14 und ein Kolben bzw, ein Kolbenring 37 aus hochfestem Kunststoff vorhanden, wobei auch ein Metallring möglich erscheint.According to Fig. I3 is in the thrust washer 10 only a Runds chnurr ing 14 and a piston or a piston ring 37 made of high-strength plastic present, whereby a metal ring also appears possible.

In Fig. 14 schließlich ist ein Gummiformteil 38 mit einem Blechteil 39 armiert. Bei Druckaufbau im Raum 17 legt sich der Formteil 38 abdichtend, sowohl an die Ausnehmung 12 als auch an das Widerlager 39» so daß ein sicherer Spielausgleich gegeben ist. Bemerkt sei noch, daß das Widerlager 39 bei allen AusführungenFinally, FIG. 14 shows a molded rubber part 38 with a sheet metal part 39 armored. When pressure builds up in space 17, the molded part 38 is sealingly attached to both the recess 12 and the Abutment 39 »so that there is a reliable compensation of play. It should also be noted that the abutment 39 in all versions

vorhanden ist. 509812/000 3is available. 509812/000 3

Claims

1.) High pressure pump, especially high pressure gear pump with axial clearance compensation between the side surfaces of the gear unit and the pump housing, characterized by a corresponding to the -ij'orm of the respective explosive fields (4, 8) Compensating part, such as a piston (13) »which in the sense of Backlash compensation acts on an axial thrust washer (10, 18, 24), the 'compensating part behind the Thrust washer resulting space (17). the pressure room of the respective Pump is connected

2. High pressure pump according to claim 1, characterized in that the sealing of the .Raumes (17) behind the respective axial thrust washer (10, 18, 24) with elastic sealing means (14, 32, 38) »by the inherent elasticity of the compensating part (26), by soldering or casting of the balance member (see FIG. 28 or 35), wherein the arrangement is such that, in the sense of a game equalization prevails a bias voltage such as coil springs supported by springs (31) "leaf springs (23) or the like _e can be.

3. High pressure pump according to claims 1 and 2, characterized in that that the thrust washer (10) has a shape comparable to a pot, and in a recess (12) the respective

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Compensating part receives, from a disk-like piston (13) with and without a shoulder, a cup-shaped structure itself (26), a ring (57) »a membrane (28) or the like. Formed is and against a fixed abutment (39) in the housing supports.

High-pressure pump according to claims 1 to 3 »characterized in that the thrust washer (10) consists of high-strength material and on its side facing the gear (11) a support (22) with good sliding properties, ζ.B ₀ one with vapor-deposited or sintered bronze.

5. High pressure pump according to claims 1 to 4, characterized in that that in the case of an injection-molded compensating part (35) made of plastic, this at its the thrust washer (33 »34-) facing side an embossed sheet metal (36) wearing.

6. High pressure pump according to claims 1 to 5 * characterized in that that when using a round purr in it (14-) as Sealant this sealing side is made of high-strength plastic existing support ring (15) is assigned.

7 · High pressure pump according to claims 1 to 6, characterized in that that the compensating part consists of a rubber bait (38) reinforced with a sheet metal part (39), which has a cross-section Has a triangular shape "

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