DE2012149C2 - Zahnradpumpe oder -motor - Google Patents

Description

Bei einer bekannten Zahradpumpe mit den Merkmalen a) und h) (US-PS 24 82 713, Fig. 5) bestehen die Lager aus Lagerschalen mit planen Außenselten, die sich auf Pianfiächen von Aussparungen des Gehäusehohlraumes abslützen und parallel zur Exzentrizitätsebene verschleblich geführt sind. F.lnc derartige Gestaltung Ist nur mit erhebliehen Kosten herstellbar. Eine Saugwirkung wird mit den Lagerschalen nicht erzielt. Das Füllstück besteht aus zwei Teilen, die durch ein dazwischenliegendes e!asilsches Kissen auseinandergedrückt werden. Wenn das Hohlrad außen vom Hochdruck umgeben wäre, würde das elastische Kissen durch den umgebenden Hochdruck zusammengedrückt werden-

Die FR-PS 15 76 441 der Anmelderin zeigt bereits die Merkmale a) bis d) des Anspruch.es 1, Die hydraulischen Kräfte pressen das Ritzel, das Füllstück und das Hohlrad in Richtung auf den Niederdruckraum, wobei sich diese Maschinenteile weitgehend gegeneinander stützen und Insofern die Lagerkräfte entlasten. Die,« bedingt eine gewisse Verschiebllcbkelt der Maschinenteile gegeneinander Innerhalb des Gehäuses, Hierzu Ist der Gehäusehohlraum aus zwei Halbkreisen geschaffen, die längs der Exzentrizitälsebene, d. h. In der Verbindungsebene der Drehachse der beiden Zahnräder, ein wenig auseinandergerückt sind, jedoch glatt ineinander übergehen. Prak-

rs tisch wird ein derartiger Gehäusehohlraum durch Ausdrehen um zwei benachbarte, auf der Exzentrizitätsebene liegende Punkte mit einem Außenradius hergestellt, der etwas größer ist als der des Hohlrades. Dies bietet jedoch fertigungstechnische Schwierigkeiten. Zur Aufnahme der Lager des Hohlrades sind schlitzartige Führungen vorgesehen, die geräumt werden müssen, was eine teure Herstellungsart Ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe oder -motor mit den Merkmalen a) bis d) so zu verbessern, daß der Herstellungsaufwand für Maßnahmen zum Ausgleich der Lagerkräfte der Maschine gering feteibt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt aufgrund der Maßnahmen e) und 0 des Anspruchs 1, und diese Lösung wird durch die weiteren Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet bzw. weitergebildet.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
Fig. I eine geöffnete Zahnradpumpe gemäß Erfindung, teilweise geschnitten;

Fig. 2 eine Lagerschale, von außen gesehen;
Fig. 3 dieselbe Lagerschale von Innen her gesehen;
Flg. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Lagerschale und

Fig. 5 ebenfalls eine perspektivische Ansicht einer weiteren Lagerschale.

Die Zahnradpumpe weist ein Gehäuse 1 mit einer zylindrischen Gehäusehohlraumwand 13 auf, deren Radius mit R₀ bezeichnet Ist. Im Gehäusehohlraum sind ein Innenverzahntes Hohlrad 2 mit Außenradius R₁₁, ein im Querschnitt sichelförmiges Füllstück 4 und ein Ritzel 5 untergebracht. Das Ritzel wird über eine Welle 6 angetrieben, die in nicht dargestellten Lagern im Gehäuse gelagert Ist. Die Durchstoßpunkte der Achsen

so des Gehäuses, des Hohlrades und des Ritzels werden als »Mittelpunkt« /V/l, Ml und MS bezeichnet. Die Verbindungsebene der Achsen, In der Zeichnung also die Verbindungslinien zwischen Ml, M\ und MS, wird als Exzentritätsebene bezeichnet.

Zwischen dem Hohlrad 2 und der Gehäusehohlraum· wand 13 verbleibt ein Ringraum 3, in welchem beidseitig zur Exzentrizitätsebene je eine gebogene Lagerschale 7 bzw. 8 angeordnet Ist. Die Lagerschalen 7, 8 weisen zylindrische Innenseiten 9, 10 auf, die als Lagerflächen für das Hohlrad 2 dienen, wobei ein Stück des Umfangs des Mohlrades an diesen Lagerflächen 9, IO anliegt und von diesen umgriffen wird. Die Außenseite 11, 12 der Lagerschalen 7, 8 Ist stärker gekrümmt (Krümmungkontur A), als es der Gehäusehohlraumwand 13 entspricht, so daß eine Abwälzbewegung der Lagerschalen an dieser Gehäusehohlraumwand 13 möglich Ist. Im einzelnen sind ein schmaler mittlerer Bereich mit dem Krümmungsradius R(I des Gehäusehohlraumes und stärker gekrümmte

Randbereiche vorgesehen. Wenn das Honlrad 2 längs der ExzentrlzItBtsebene ein wenig verschoben wird, fuhren die Lagerschalen 7, 8 eine pendelnde Bewegung aus.

Per Druck im Gehausehohlraum 13 ist wie folgt verteilt: Es sind ein kleiner Niederdruckraum 34 und Niederdruckfelder 16, 20 vorgesehen, der Rest steht mit einem Druckraum 35 in Verbindung. Dadurch werden die Zahnräder 2, 5 aneinandergepreBt, und es wird nur eine kleine resultierende Kraft am Ritzellager wirksam.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich. Ist das Niederdruckfeld 16 etwa viereckig und wird durch eine Nut 14 begrenzt. Die Nut 14 steht über Kanäle 18 mit dem Niederdruckfeld 20 und dieses über einen weiteren Kanal 29 (Fig. 1) mit dem SaugauschluD 31 in Verbindung. Die Lagerschale 8 ist symmetrisch zur Lagerschale 7 ausgebildet, jedoch mit der Hochdruckseite verbunden, und weist demgemäß ein Hochdruckfeld 17 auf, welches von einer Nut 15 begrenzt wird, die über Kanäte 19 mit einem Hochdruckfeld 21 und über einen Kanal 30 mit dem DruckanschluB 32 der Maschine verbunden ist. Außer den Niederdruckfeldern 16, 20 Ist der Ringraum 3 vollständig von Hochdruck eingenommen. Das Nicuerdruckfeld 20 muß gegenüber dem Hochdruck Im Ringraum 3 abgedichtet werden, uhne die pendelnde Bewegung der Lagerschale 7 zu verhindern. Zur Abdichtung sind elastische Dichtungen 22 und 27 vorgesehen, die in einer Nut 24 auf der Außenseite der Lagerschale 7 eingelegt sind, wobei der nach außen reichende Ring 22 so überdreht ist, daß er an der Gehäusehohlraumwand 13 anliegt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Dichtung 22 infolge des in die Nut 24 eindringenden Hochdruckes Immer in guter Anlage an die Gehäusehohlraumwand 13 gehalten. Durch Schrägfiächen 38 (Flg. 1, 2) an der Dichtung 22 kann diese Anlage noch verbessert werden. Um sicherzustellen, daß die Dichtung 22 richtig eingelegt wird. Ist eine seitliche Abflachung 33 (Fig. 2) vorgesehen. Um die Maschine in beiden Drehrichtungen betreiben zu können, sind bei der Lagerschale 8 ebenfalls Dichtungen 23 und 28 vorgesehen, die in einer Nut 25 auf der Außenseite der Lagerschale liegen und entsprechend den beschriebenen Dichtungen 22, 27 ausgebildet sind.

Damit die Lagerschale 7 sicher an der Außenseite des Hohlrades 2 haften bleibt, Ist das NfederdnickfelcUG auf der Innenseite der Lagerschale etwas größer als Gas entsprechende Niederdruckfeld 20 auf der Außenseije. Die Dichtung 22 braucht nicht die in Fig.2 dargestellte Form aufzuweisen, vielmehr ist auch eine Form, vie In Fig. 4 und 5 dargestellt, möglich, denn auch dabei sind die an der Außenseite gelegenen Niederdruckfelder 20 kleiner als das innerseitige Niederdruckfeld 16.

Niederdruckanschluß 31 mündet über einen nicht dargestellten stirnseitigen Einlaß in den Niederdruckraum 34 der Pumpe, der - wie sich aus Fig.] ergibt - relativ klein ist. Größtenteils laufen die Zahnräder 2 und 5 in einem Hochdruckbereich. In Anbetracht des umgebenden Hochdruckes werden das Hohlrad 7, und das Ritzel 5 im Sinne der Verkleinerung des Niederdruckraumes gegeneinander gedrückt. Die Anpressung zwischen diesen beiden Zahnrädern und dem Fn'.'stück ist wegen der Abdichtung des Hochdruckes erwünscht und führt hinsichtlich der nicht gezeichneten Kraftkomponente in Richtung der Exzentrizitätsebene - zur entsprechenden Entlastung des Lagers des Ritzels 5. Die Kraftko;nponente P senkrecht zur Exzentrizitätsebene auf das Hohlrad 2 wird durch den Unterdruck des Niederdruckfeldes 20, durch das Lager des Ritzels 5 - wegen der Kraftübertragung über das Füllstück 4 - und von der Lagerschale 8 aufgenommen. Durch entsprechende Bemessung der Größe des Niederdruckfeldes 29 kann der Großteil der Kraft P kompensiert werden, beispielsweise zwischen 85% und 95%.

Die Ausbildung der Lagerschalen nach Fig. 4 und 5 ist für schmale Pumpen gedacht. Das auf der Außenseite der Lagerschale angebrachte Niederdruckfeld 20 ist dabei entweder oval oder besteht aus zwei einzelnen kreisförmigen Bereichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zahnradpumpe oder -motor mit folgendem Aufbau:

a) ein Gehäuse mit Einlaß und Auslaß for das Förder- oder Arbeitsmedium zu einem Gehausehohlraum enthält ein Im GehSuse gelagertes Ritzel, ein damit kämmendes. Innenverzahntes Hohlrad und ein sichelförmiges Füllstück;

b) zwischen Füllstück, Ritzel und Hohlrad ist ein relativ kleiner Niederdruckraum abgegrenzt;

c) das Hohlrad ist in Richtung der Verbindungslinie der beiden Zahnräder und unter Verwendung von sich gegenüberliegenden Lagerkörpern verschiebbar gehalten, von denen der eine mit Niederdruckfeldern und der andere mit Hochdruckfeldern versehen ist;

d) die Zwischenräume des Gehäusehohlraumes, außer dem Niederdruckraum und den Niederdni(ikfeldern. stehen unter Hochdruck des Mediums;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) die Gehäusehohlraumwand (13) ist vollständig kreiszylindrisch, und ihr Radius (R_c) ist größer als der Außenradius (R₁₁) des Hohlrades (2);

Π im Ringraum (3) um das Hohlrad (2) sind als Lagerkörper gebogene Lagerschalen (7, 8) vorgesehen, die mit je einer das Hohlrad berührenden Innenseite (9, 10) und mit je einer Außenseite (11, 17.) ausgebildet sind, die hinsichtlich ihrer Krümmungskontur (A) eine Abwälzbewegung an der Gehäusehoftiraumwiiiid (13) zulassen, wobei die eine dem Nieuerdruckraum (34) nächstgelegene Lagerschale (7) auf K rer Innenseite (9) und Außenseile (11) die gegenüber dem Hochdruck abgedichteten Niederdruckfelder (16, 20) aufweist, von denen das äußere (20) kleiner ist als das innere (16), und die andere Lagerschale (8) vom Hochdruck umgeben ist.

2. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite (11) der Lagerschale (7) wenigstens ein Niederdruckfeld (20) gegenüber dem umgebenden Hochdruck durch elastische Dichtungen (22, 27) abgegrenzt Ist.

3. Pumpe oder Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Dichtungen aus einem der gehäuseberührenden Seite angepaßten Ring (22) und aus einem Rundschnurring (27) bestehen, die in einer Nut (24) der Lagerschale (7) sitzen, wobei der Rundschnurring (27) an der Innenseite des Rings (22) angeordnet ist und eine Abdichtung des Hochdrucks zwischen dem Ring (22) und Lagerschale (7) bewirkt.