DE3048984C2

DE3048984C2 - Zahnradmaschine

Info

Publication number: DE3048984C2
Application number: DE3048984A
Authority: DE
Inventors: Mateiu J. Youngstown Ohio Oana; Carl M. New Castle Pa. Singer; John D. Hubbard Ohio Turko
Original assignee: COMMERCIAL SHEARING Inc YOUNGSTOWN OHIO US
Current assignee: COMMERCIAL SHEARING Inc YOUNGSTOWN OHIO US
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1986-05-22
Also published as: GB2068465B; IT1170654B; CA1154306A; JPS6350556B2; US4337018A; IT8147640A0; AU538911B2; ZA807671B; DE3048984A1; IT8147640A1; GB2068465A; FR2474607B1; BR8100486A; JPS56167890A; FR2474607A1; AU6665981A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine, umfassend ein Paar Laufräder und eine Dichtplatte, die eine erste, den Laufrädern zugewandte Fläche und eine zweite Fläche entgegengesetzt zu den Laufrädern hat, und die in dem Gehäuse axial gegen die Laufräder verschiebbar ist und die ein Paar Öffnungen für die jeweiligen Laufradachsen hat, und die mit zylindrischen Einsenkungen in der zweiten Fläche versehen ist, in welche sich die Lagereinrichtung der Laufräder hinein erstreckt, wobei ferner wenigstens eine Aussparung im Umfang der Dichtplatte in der Nähe sowohl des Einlaßais auch des Auslaßkanals der Zahnradmaschine und wenigstens eine weitere Aussparung im Umfang der Dichtplatte an jedem Ende zwischen den Aussparungen an dem Einlaß- und Auslaßkanal vorgesehen ist, wobei außerdem Ausnehmungen auf der ersten Fläche der Dichtplatte benachbart den Laufrädern ausgebildet sind, die durch Stege voneinander getrennt sind und die zusammen mit den Laufrädem und dem Gehäuse Kammern bilden, und wobei die Dichtplaite auf der zweiten Fläche eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten radial Aussparungen hat, welche sich zwischen den Öffnungen und dem Umfang der Dichtplatte erstrecken und in denen elastomere Dichtungselemente vorgesehen sind.

Eine solche Zahnradmaschine, die sowohl als Zahnradpumpe als auch als Zahnradmotor betrieben werden kann, ist in der DE-OS 29 35 294 beschriebea Die in ίο dieser Zahnradmaschine vorgesehene Dichtplatte hat die Schwierigkeit, daß sie beim Hochdruckbetrieb einer nicht unbeträchtlichen Abnutzung unterworfen ist Die moderne Technologie erfordert es jedoch, daß Zahnradmaschinen mit immer höheren Drücken betrieben werden, wodurch die Abnutzungs- und Abdichtungsschwierigkeiten, die sich bei den Dichtplatten ergeben, verschärft werden. Infolgedessen ist es erforderlich, durch ein verbessertes Gleichgewicht der axial verschiebbaren Dichtplatten in deren Lage zwischen den Laufrädem und dem Gehäuse die Lebensdauer der Dichtplatten zu erhöhen, d. h. ihre Abnutzung zu vermindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zahnradmaschine der gattungsgemäßen Art dahingehend zu vcrbessern, daß die Axialkräfte der Dichtplatten auf die Zahnräder im Hochdruckbereich feiner abstimmbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine ringförmige Dichtung in der zylindrischen Wand jeder Einsenkung angeordnet ist, welche den Spalt zwischen der Dichtplatte und der Lagereinrichtung abdichtet, und daß ein Kanal vorgesehen ist, der ausgehend von der benachbarten weiteren Aussparung in den Bereich zwischen der Dichtung und dem Boden der Einsenkung mündet.

Durch die mittels dieser Ausbildung erzielte feinere Abstimmbarkeit der Axialkräfte der Dichtplatte auf die Zahnräder wird die Abnutzung, welche die Dichtplalten in der erfindungsgemäßen Zahnradn?aschine erfahren, beim Hochdruckbetrieb vermindert. Denn im Hochdruckbetrieb der Zahnradmaschine bewirkt das Hochdruckströmungsmittel in der Auslaßseite eine leichte Verschiebung der Dichtplatten und der Laufräder nach der Niederdruckseite hin. Dadurch wird es ermöglicht, daß Hochdruckströmungsmittel durch das leichte Spiel um den Umfang der Dichtplatten und der Laufräder herum die Kanäle erreichen kann, so daß es dann die Kammer unter Druck setzt, welche durch die ringförmige Dichtung die Wände der zylindrischen Einsenkung und die Lagereinrichtung gebildet wird; und dieses Hochdruckströmungsmittel erzeugt in dieser Kammer eine Ausgleichskraft gegen diejenigen Kräfte, welche die Dichtplatte von der zweiten Fläche her nach dem jeweiligen Laufrad drücken.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Dichtungen in ringförmigen Kanälen in den zylindrischen Wänden der Einsenkungen zwischen den Enden dieser Einsenkungen gehalten sind.
Bevorzugt bestehen die Dichtungen aus Teflonteilen.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger, in den Figuren 1 bis 7 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines Schnitts durch die Laufradachsen einer Zahnradmaschine;

Fig.2 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 der Figur 1;
F i g. 3 eine Ansicht einer Dichtplaite, die deren den

Laufrädern zugewandte Fläche zeigt;

F i g. 4 eine Ansicht der den Laufrädern abgewandten Fläche der Dichtplatte der F i g. 3;

F i g. 5 eine Schnittansicht durch die Dichtplatte längs der Linie V-V der F i g. 4;

F i g. 6 einen teilweisen Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 4; und

F i g. 7 eine Ansicht der den Lauf rädern abgs wandten Fläche der Biditplatte, in der die eingezeichneten radialen Aussparungen und die darin befindlichen Dichtungselemente näher bezeichnet und in der gemäß einer zweiten Ausführungsform zwei zusätzliche Aussparungen mit Dichtungselementen vorgesehen sind.

Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in denen eine Zahnradmaschine 10 veranschaulicht ist, die als Zahnradpumpe erläutert wird, jedoch auch als Zahnradmotor verwendet werden kann und ein Paar von miteinander kämmenden Laufrädern

11 und 12 hat, weiche zwischen einem Paar von Dichtplatten 13 und 14 angeordnet sind, wobei ein mittiges Gehäuseteil 15 die äußeren Umfange der Laufräder 11,

12 und Dichtplatten 13, 14 umschließt Ein Einlaß- und Auslaßkanal 15a bzw. 156, die durch das Gehäuseteil 15 hindurchgehen, dienen austauschbar als Einlaß- und Auslaßkanal. Die Dichtplatten 13 und 14 sowie das Gehäuseteil 15 sind zwischen einem Paar von Gehäuseendteilen 16 und 17 eingeschlossen, und Schrauben 18 erstrecken sich durch das Gehäuseteil 15 und das Gehäuseendteil 17 und sind in das Gehäuseendteil 16 eingeschraubt, so daß sie diese Gehäuseteile dicht abgedichtet zusammenhalten. Die innere Seite des Gehäuseendteils 17 liegt mit Ausnahme eines Paares von zylindrischen Vertiefungen, in denen Lagereinrichtungen 19 und 20 angebracht sind, in einer kontinuierlichen flachen Ebene. In den Lagereinrichtungen 19 und 20 sind die hohlzylindrischen Laufradachsen 22 und 23 gelagert.

Die Dichtplatte 14, die identisch mit der Dichtplatte

13 ist und eine erste, den Laufrädern 11,12 zugewandte, sowie eine zweite, den Laufrädern 11, 12 abgewandte Fläche hat, sei nun in näheren Einzelheiten beschrieben. Die Dichtplatte 14 hat ein Paar öffnungen 24 und 25, durch welche sich die Laufradachsen 22 und 23 erstrekken, und diese öffnungen 24, 25 sind auf der zweiten Fläche der Dichtplatte versenkt, so daß zylindrische Einsenkungen 26 und 27 vorhanden sind, die eng um die vorstehenden Enden der Lagereinrichtungen 19 und 20 herum passen (F i g. 1). Die erste Fläche der Dichtplatte

14 hat, wie in F i g. 3 gezeigt ist, die Form der Zahl 8 und besitzt je einen ringförmigen Steg 30 und 31, von denen der eine die öffnung 24 und der andere die öffnung 25 umgibt und die beide jeweils mit radialen Stegen 32 und 33 verbunden sind, sowie mit einem querverlaufenden Steg 34, der sich zwischen den Stegen 30 und 31 erstreckt. Die Teile, die sieb zwischen den Stegen 30, 31, 32, 33 und 34 befinden, bilden Ausnehmungen, die zusammen mit den Laufrädern U, 12 und dem Gehäuse

15 — 17 Kammern 35 und 36 an den entgegengesetzten Enden der Dichtplatte 14 sowie Kammern 37 und 38 an der Einlaß- und Auslaßseite der Dichtplatte 14 bilden. Diese Kammern 35, 36, 37 und 38 haben eine ziemlich flache Tiefe und bilden Druckkammern auf der ersten Fläche der Dichtplatte 14. Aussparungen 39 und 40 an den entgegengesetzten Enden der Dichtplatte 14 bilden eine Verbindung von den Kammern 35 und 36 über den Umfang der Dichtplatte 14 zur zweiten Fläche der Dichtplatte. Aussparungen 41 und 42 an der Einlaß- und Auslaßseite des Umfangs bilden eine Verbindung von den Kammern 37 und 38 zur zweiten Fläche der Dichtplatte 14. Die zweite Fläche der Dichtplatte 14, die in Figur 4 gezeigt ist, hat natürlich auch die Form der Zahl 8 und besitzt die erwähnten zylindrischen Einsenkungen 26 und 27. Außerdem ist diese zweite Fläche, wie in F i g. 7 durch entsprechende Bezugszeichen angegeben, mit einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten Aussparungen 52,53,54,55,64,65 versehen, welche die halbkreisförmigen äußeren Endender Form der F i g. 8 von deren mittigem Teil aus unterteilen und elato stomere Dichtungselemente 58, 59, 60, 61, 62 und 63 aufnehmen, welche die äußeren Enden von dem mittigen Teil in gesonderte Kammern abtrennen. Jedes der Dichtungselemente 58 bis 63 ist so lang wie die entsprechende Aussparung 52 bis 55 sowie 64,65 und erstreckt sich ein wenig über die Oberseite der Aussparung, so daß sie abdichtend an der Oberfläche des Gehäuseendteils anliegt

Jede der zylindrischen Einsenkungen 26 und 27 ist mit einem ringförmigen Kanal 29 versehen, der sich zwisehen den Enden der zylindrischen Einsenkung 26, 27 befindet und eine ringförmige Dichtung 29a trägt Die Dichtung 29a kann aus verstärktem Teflon bzw. verstärktem Polytetrafluorethylen oder ähnlichem Material sein. Von jeder der Aussparungen 39 und 40 erstreckt sich ein Kanal 296 in den Bereich zwischen der Dichtung 29a und dem Boden 26a sowie 27a jeder zylindrischen Einsenkung 26 und 27.

Die Dichtplatte 13 entspricht im Aufbau, in der Befestigung und im Betrieb identisch der Dichtplatte 14, wo· bei das Gehäuseendteil 16 in der gleichen Weise mit der Dichtplatte 13 zusammenwirkt, wie das entgegengesetzte Gehäuseendteil 17 mit der Dichtplatte 14 zusammenwirkt. Die Aussparungen 39 und 40, die durch Anschnitte der Dichtplatte gebildet sind, welche sich über die volle Breite bzw. Dicke der Dichtplatte erstrecken, verhindern au Ά ein Verziehen der Dichtplatte aufgrund einer Erwärmung.

Im Betrieb werden die Kammern 35 und 36 sowie der Bereich zwischen den radialen Aussparungen 52 und 53 an einem Ende und den radialen Aussparungen 54 und 55 am anderen Ende mittels Strömungsmittel zwischen dem Gehäuse 15-17 und dem Laufrad 11 bzw. 12 unter Druck gesetzt, so daß die Dichtplattenenden vollständig im Gleichgewicht sind. In entsprechender Weise werden die Kammer 37 auf der ersten Fläche und der durch die Aussparungen 52, 54, 65 auf der zweiten Fläche begrenzte Bereich dem Einlaßdruck ausgesetzt, und die Kammer 38 auf der ersten Fläche sowie der durch die Aussparungen 53,55,64 begrenzte Bereich werden dem Auslaßdruck ausgesetzt, so daß auf diese Weise die Dichtplatten 13 und 14 in abdichtender Beziehung zwischen den Gehäuseendteilen 16 und 17 und den Laufrädern 11 und 12 ins Gleichgewicht gebracht werden.

Hierbei bewirkt das Hochdruckströmungsmittel in der Auslaßseite eine leichte Verschiebung der Dichtplatten 13 und 14 und der Laufräder 11 und 12 nach der Niederdruckseite hin. Dadurch wird es ermöglicht, daß Hochdruckströmungsmittel durch das leichte Spiel um den Umfang der Dichtplatten 13,14 und der Laufräder 11, 12 herum die Kanäle 29£» erreichen kann, so daß es dann d'e Kammer unter Druck setzt, welche durch die Dichtung 29a, die Wände der zylindrischen Einsenkungen 26 und 27, die Lagereinrichtung 19, 20 und die Fläehe der Lagereinrichtung 19, 20, die gegen die Dichtplatte 13 bzw. 14 hin gerichtet ist, gebildet ist, und erzeugt eine Ausgleichskraft gegen die Kräfte, welche die Dichtplatte 13 bzw. 14 von der zweiten Fläche nach dem

Laufrad 11 bzw. 12 drücken, und vermindert die Abnutzung, die andernfalls beim Hochdruckbetrieb auftritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradmaschine, umfassend ein Paar Laufräder und eine Dichtplatte, die eine erste, den Laufrädern zugewandte Fläche und eine zweite Fläche entgegengesetzt zu den Laufrädern hat, und die in dem Gehäuse axial gegen die Laufräder verschiebbar ist und die ein Paar öffnungen für die jeweiligen Laufradachsen hat, und die mit zylindrischen Einsenkungen in der zweiten Fläche versehen ist, in welche sich die Lagereinrichtung der Laufräder hinein erstreckt, wobei ferner wenigstens eine Aussparung im Umfang der Dichtplatte in der Nähe sowohl des Einlaßais auch des Auslaßkanals der Zahnradmaschii.e und wecigstens eine weitere Ausspar jng im Umfang der Dichtplatte an jedem Ende zwischen den Aussparungen an dem Einlaß- und Auslaßkanal vorgesehen ist, wobei außerdem Ausnehmungen auf der ersten Fläche der Dichtplatte benachbart den Laufrädern ausgebildet sind, die durch Stege voneinander getrennt sind und die zusammen mit den Laufrädern und den Gehäuse Kammern bilden und wobei die Dichtplatte auf der zweiten Fläche eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten radialen Aussparungen hat, welche sich zwischen den öffnungen und dem Umfang der Dichtplatte erstrecken und in denen elastomere Dichtungselemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Dichtung {29a) in der zylindrischen Wand jeder Einsenkung (26,27) angeordnet ist, weiche den Spalt zwischen der Dichtplatte (13,14) und der Lagereinrichtung (19, 20) abdichtet, und daß ein Kanal (29Zj^ vorgesehen ist, der ausgehend von der benachbarten weiteren Aussparung (39, 40) in den Bereich zwischen der Dichtung (29a,/und dem Boden der Einsenkung (26,27) mündet.

2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (29a^in ringförmigen Kanälen (29) in den zylindrischen Wänden der Einsenkungen (26, 27) zwischen den Enden dieser Einsenkungen (26,27) gehalten sind.

3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen {29a) aus Teflonteilen bestehen.