DE3342385A1

DE3342385A1 - Gear pump

Info

Publication number: DE3342385A1
Application number: DE19833342385
Authority: DE
Inventors: Günther Dr. 2081 Alvesloe Herrnring
Original assignee: Montblanc Simplo GmbH
Current assignee: Montblanc Simplo GmbH
Priority date: 1983-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1985-06-05
Also published as: DE3342385C2

Abstract

In order to construct miniature dosing and variable delivery pumps, which operate as gear pumps, the invention proposes to design at least one of the meshing gear wheels so as to be deformable into an oval shape. This is achieved by constructing the gear wheel from plastic with limited flexibility and by attaching the gear ring to the gear hub not directly, but via spiral-shaped sprung arms. Such gear wheels can be assembled in the pump casing under tension, in order to achieve a tight seal of the gear wheel outer parts against the inner wall of the casing and in order to ensure perfect meshing of the teeth. Preferably, one of the gear wheels is also mounted in the casing so as to be moveable in a radial direction, to allow it to be pushed in an outward direction against the wall of the casing by the deformation force within the counter gear wheel. The pump chambers formed by the gear rings are closed laterally in a conventional manner by laterally arranged sliding plates, which are preferably coated with titanium nitride and on the reverse side are lined with elastic material and the application force of which can be reduced during the movement.

Description

Zahnradpumpe. Gear pump.

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit zwei in Eingriff stehenden, achsparallel in einem Gehäuse zwischen seitlichen Gleitplatten gelagerte Zahnrädern, von denen mindestens eines aus Kunststoff besteht.The invention relates to a gear pump with two engaged, axially parallel gears mounted in a housing between lateral sliding plates, at least one of which is made of plastic.

Zahnradpumpen mit ICunststoffZahnrldern sind bekannt. Sie zeichnen sicb durch Geräuscharmut beim-Betrieb aus. Übliche bekannte Zahnradpumpen arbeiten im Grunde wie ein Schöpfwerk, bei dem die Becher von den Zahnradflanken der miteinander - kämmenden Zahnräder definiert werden. Wie weit eine solche Pumpe selbstansaugend wirkt, hängt von der Abdichtung bzw. Rückströmung zwischen der Ansaug- und der Ausstoßseite der Pumpe ab. Gerade dieses Abdichtungsproblem macht den Aufbau einer solchen selbstansaugenden Pumpe mit sehr hoher Präzision immer kritische je kleiner die Pumpe gebaut werden soll.Gear pumps with plastic gears are known. they draw are characterized by low noise levels during operation. Usual known gear pumps work basically like a pumping station in which the cups are connected to each other by the gear wheel flanks - meshing gears can be defined. How far such a pump is self-priming acts, depends on the seal or backflow between the suction and the discharge side the pump. It is precisely this sealing problem that makes the structure such a self-priming one Pump with very high precision always critical the smaller the pump are built target.

Das in der Feinwerktechnik entwickelte Spritzgießen ermoglicht die Herstellung von Präzisionskleinteilen zum Beispiel aus Acetat und Acetalcopolimerisaten. Verwendet man gemäß dieser Technik hergestellte Pumpenzahnräder; so können diese die Forderungen nach Geräuscharmut, gutem Eingriff der Zähne, Abdichtung der beiden Pumpenräume nach langer Lebensdauer kleinem Abrieb und ausreichender Eigenelastizität erfüllen, sofern es sich nicht um extreme Betriebsparameter handelt.Injection molding developed in precision engineering enables Manufacture of precision small parts, for example from acetate and acetal copolymers. Using one made according to this technique Pump gears; this can meet the requirements for low noise, good tooth engagement, and sealing of the two pump chambers after a long service life, small abrasion and sufficient Fulfill intrinsic elasticity, unless extreme operating parameters are involved.

Trotz Verwendung modernster Fertigungstechnik erweist es sich nach wie vor immer noch als schwierig bei höheren Drücken, bei intermittierendem Betrieb und bei besonders kleinen baulichen Abmessungen eine einwandfrei arbeitende Zahnradpumpe der einleitend genannten Art zu bauen.Despite the use of the most modern production technology, it proves to be as before, still difficult at higher pressures, with intermittent operation and with particularly small structural dimensions a properly working gear pump of the type mentioned in the introduction.

Die Aufgabe der Erfindung liegt somit darin, eine Zahnradpumpe der einleitend genannten Art so auszubilden, daß sie auch bei aller kleinsten baulichen Abmessungen, beispielsweise bei Tintenversorgungssystemen für Füllfederhalter gemäß Patentanmeldung P 33 21 301.1, einwandfrei arbeitet.The object of the invention is therefore to provide a gear pump of the to be trained in the way mentioned in the introduction so that they can be used even with the smallest of structural elements Dimensions, for example in the case of ink supply systems for fountain pens according to Patent application P 33 21 301.1, works perfectly.

Um diese Aufgabe zu lösen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Kunststoffzahnräder zu verwenden, die aus einer Nabe, aus einem ovalförmig verformbaren Zahnkranz und spiralig verlaufenden Nabe und Zahnkranz verbindenden Federarmen bestehen, wobei dann der Achsabstand der beiden Zahnräder geringfügig kleiner gewählt wird als die Summe der beiden Zahnrad-Teilkreisradien.In order to achieve this object, the invention proposes plastic gears to use, which consists of a hub, an oval-shaped deformable ring gear and spiral hub and sprocket connecting spring arms exist, wherein then the center distance of the two gears is chosen to be slightly smaller than that Sum of the two gear wheel pitch circle radii.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details of the invention emerge from the subclaims.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe beispielsweise erläutert.The following is a preferred embodiment of an inventive Gear pump explained, for example.

In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit Antriebsmotor und Kupplung und Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1.In the drawings: FIG. 1 shows an axial section through an inventive Gear pump with drive motor and coupling and FIG. 2 shows a cross section according to FIG Section line II-II of FIG. 1.

In den Seitenwasden eines Pumpengehäuses 1 ist in den Lagern 2 und 3 die Achse 4 für die Nabe 5 eines Kunststoffzahnrades 6 gelagert.In the Seitenwasden of a pump housing 1 is in the bearings 2 and 3, the axis 4 for the hub 5 of a plastic gearwheel 6 is mounted.

Der Zahnkranz 7 dieses Zahnrades 6 ist nicht in üblicher Weise fest mit der Nabe 5 verbunden, sondern steht mit der letzteren über drei spiralig verlaufende Federarme s in Verbindung (vgl. Fig. 2).The ring gear 7 of this gear 6 is not fixed in the usual way connected to the hub 5, but stands with the latter via three spirally extending Spring arms s in connection (see. Fig. 2).

Das vorstehend beschriebene Zahnrad 6 ist im Gehäuse exzentrisch gelagert und arbeitet mit einem kleineren Zahnrad 16 zusammen, dessen Nabe 15 von einer Achse 14 getragen wird, deren zugehörige Lager 12 und 13 in eine Schieber 21 bzw. 22 ruhen. Die Führungen der Schieber 21 und 22 sind so gestaltet , daß sich die Schieber und damit auch die Achse 14 in einer Ebenen bewegen können, welche die beiden Achsen 4 und 14 verbindet. Diese Ebene deckt sich mit der Schnittebene A-B.The gear 6 described above is mounted eccentrically in the housing and works with a smaller gear 16, the hub 15 of which is from an axis 14, the associated bearings 12 and 13 of which rest in a slide 21 and 22, respectively. The guides of the slide 21 and 22 are designed so that the slide and so that the axis 14 can move in a plane which the two axes 4 and 14 connects. This plane coincides with the cutting plane A-B.

Da die Schieberanordnung 21/22 lediglich die Aufgabe hat, die beiden Achsen 4 und 14 näher zusammen oder auseinander zu führen, brauchen sich die Schieber 21/22 nicht exakt in der vorerwähnten Ebene A-B bewegen lassen. Fur eine etwas andere Ausrichtung der Schieber 21/22 ist lediglich zu beachten, daß die durch die Schieber ermöglichte Bewegung eine Bewegungskomponente hat, die sich in Richtung 4-14 der Ebene A-B erstreckt.Since the slide assembly 21/22 only has the task of the two The slides need to move axes 4 and 14 closer together or apart 21/22 can not be moved exactly in the aforementioned plane A-B. For a slightly different one Alignment of the slide 21/22 is only to be observed that the through the slide movement allowed has a component of movement that extends in the direction of 4-14 of the Level A-B extends.

Die Zahnräder, mindestens aber das Zahnrad 6, bestehen aus einer in der Spritzgußtechnik zu verarbeitenden thermoplastischen Masse, beispielsweiSe aus Acetal-,Acetalcopolymerisat eier aus Polytetrafluorethylen. Wegen der vorgesehenen spiralig verlaufenden Federarme 8 kann das Zahnrad 6 zusammen mit dem Gegenzahnrad 1C s- eingebaut werden, daß sich in der Diametralebene des Pumpengehäuses eine Vorspannung ergibt, durch die das Zahnrad 6 eine ovale Verformung erleidet. Unter der vorhandenen Vorspannung wird der Zahnkranz 7 des Zahnrades 6 und der Zahnkranz 17 des Zahnrades 16 an der Innenseite des GehEuses in Anlage gebracht, da sich das Zahnrad 16 mit seiner Achse 14 unter der radialen Druckkraft des Zahnrades 6 ebenfalls nach außen bewegt. Anstatt das Zahnrad 16 achsverschieblich zu lagern, kann es auch wie Zahnrad 6 mit Federarmen ausgebildet sein.The gears, but at least the gear 6, consist of an in the injection molding technology to be processed thermoplastic mass, for example from Acetal and acetal copolymers made of polytetrafluoroethylene. Because of the intended spiral spring arms 8 can the gear 6 together with the counter gear 1C s- are installed that there is a preload in the diametrical plane of the pump housing results, through which the gear 6 suffers an oval deformation. Under the existing The ring gear 7 of the gear wheel 6 and the ring gear 17 of the gear wheel are preloaded 16 brought into contact with the inside of the GehEuses, since the gear 16 is with its axis 14 under the radial compressive force of the gear 6 also to the outside emotional. Instead of the gear wheel 16 being axially displaceable, it can also be used as a gear wheel 6 be designed with spring arms.

Die beiden Zahnräder 6 und 16 bilden eine Zahnradpumpe, bei der in ublicher Weise die Zahnradflanken die Becher darstellen. Wie die Fig. 2 zeigt, kann das mit der Pumpe zu fördernde Medium am Anschlußstutzen 31 ein- und am Anschlußstutzen 32 austreten. Damit es zu dieser Pumpwirkung kommen kann, ist es selbstverständlich erforderlich, daß die beiden Zahnräder 6 und 16 an ihren Seitenflächen dichtend abgeschlossen werden. Hierzu dienen die beiden Gleitplatten 33 und 34, die vor allem im Bereich der Zahnkränze der beiden Zahnräder 6 und 16 mit geringer Reibung zum Angriff kommen müssen. Vorteilhafterweise sind die den Zahnrädern zugewandten Seiten der Gleitplatten 33 und 34 mit Titannitrid beschichtet. Im Hinblick auf die Bewegungsmöglichkeiten der Zahnräder 6 und 16 ist des weiteren vorgesehen, die Gleitplatten 33 und 34 mit elastischem Material, insbesondere mit Kunststoffschaum 35, 36 zu hinterfüttern.The two gears 6 and 16 form a gear pump in which in Usually the gear flanks represent the cups. As FIG. 2 shows, can the medium to be conveyed with the pump at the connecting piece 31 and on the connecting piece 32 exit. It goes without saying that this pumping effect can occur required that the two gears 6 and 16 sealingly on their side surfaces be completed. The two sliding plates 33 and 34 are used for this purpose in the area of the ring gears of the two gears 6 and 16 with low friction for Attack must come. The sides facing the gears are advantageous of the sliding plates 33 and 34 coated with titanium nitride. With regard to the possibilities of movement the gears 6 and 16 is also provided, the sliding plates 33 and 34 with elastic material, in particular with plastic foam 35, 36 to be backed.

Um die Reibung zwischen den Zahnrädern 6 und 16 und den Gleitplatten 33 und 34 im Ruhezustand der Pumpe hoch wählen zu können, damit in dieser Zeit die Pumpe als verläßliches Absperrventil wirkt, andererseits zur Energieersparnis in den Arbeitszeiten der Pumpe die Gleitreibung sich minimieren läßt, wird eine Vorrichtung vorgesehen, die es gestattet, die Gleitplatten 33 und 34 geringfügig abzuheben oder aber stärker an die Zahnräder anzudrücken, um eine besonders gute Abdichtung zu erzeuaen, so daß die Rückströmung ein gewunschtes Maß nicht überschreitet. Das Abheben der Gleitplatten 33, 34 von den Zahnrädern 6, 16 kann mechanisch, hydraulisch, permanent-magnetisch oder elektro-magnetisch erfolgen. Bei axialem Spiel in der Zahnradlagerung genügt im allgemeinen eine einseitige Abhebung.To the friction between the gears 6 and 16 and the sliding plates 33 and 34 to be able to choose high when the pump is idle, so that during this time the Pump acts as a reliable shut-off valve, on the other hand to save energy in the operating times of the pump, the sliding friction can be minimized, is a device provided, which allows the slide plates 33 and 34 to lift slightly or but press harder on the gears in order to achieve a particularly good seal generate so that the return flow does not exceed a desired level. Taking off the sliding plates 33, 34 of the gears 6, 16 can be mechanical, hydraulic, permanent-magnetic or be done electro-magnetically. If there is axial play in the gear wheel bearing, it is sufficient generally a unilateral withdrawal.

Da die vorstehend beschriebene Pumpe vor allem für Miniatur-Dosier- und Regelpumpen vorgesehen ist, zeigt die Fig. 1 als Antrieb der Pumpe einen schematisch angedeuteten Schrittmotor 41, dessen Abtriebsachse 42 über eine ebenfalls schematisch dargestellte elektromagnetische Kupplung 43 mäh dem aus dem Pumpengehäuse herausstehenden Ende 44 der Achse 4 verbindbar ist.Since the pump described above is mainly used for miniature dosing and control pumps are provided, FIG. 1 shows a schematic diagram of the drive for the pump indicated stepper motor 41, whose output shaft 42 is also shown schematically illustrated electromagnetic clutch 43 mäh the protruding from the pump housing End 44 of the axis 4 can be connected.

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Claims

Gear pump with two meshing axially parallel Gear wheels mounted in a housing between lateral sliding plates, thereby characterized in that at least one of the gears (6,16) consists of a hub (5), a oval-shaped deformable ring gear (7), spiraling, hub (5) and gear (7) connecting spring arms (8) exist, and that the center distance (4-14) of the two Gears (6,16) is slightly smaller than the sum of their pitch circle radii.

2. Gear pump according to claim 1, characterized = in that the gears (6,16) are made of plastic.

3. Gear pump according to claim 1 and 2, characterized in that the gears (6, 16) provided with a deformable ring gear (7) are three spirally extending Have spring arms (8).

4. Gear pump according to claim 1 to 3, characterized in that the gears (6,16) have different diameters and only the larger gear (6) is provided with spiral spring arms (8), and that the axle bearings (12,13) of the smaller gear (16) are arranged in slides (21,22), which are in the pump housing (1) essentially in one of the two gear axles (4, 14) connecting Move the level.

5. Gear pump according to claim 1 to 4, characterized in that both gears (6,16) are made of the same material.

6. Gear pump according to claim 1 to 5, characterized in that the sliding plates (33, 34) with titanium nitride acting laterally on the gears (6, 16) are coated and rest on the ring gears (7, 17) with a low frictional force.

7. Gear pump according to claim 6, characterized in that the sliding plates (33,34) lined with elastic material, in particular with plastic foam (35, 36) are.

8. Gear pump according to claim 1 to 7, characterized in that the surfaces of the gears (6, 16) and the sliding plates which act on one another (31, 34) designed as sealing surfaces with minimal friction with grooves and lips are.

9. Gear pump according to claim 1 to 8, characterized by a when Switching the pump on and off effective lifting device, which reduces friction in operation, the sliding plates (33, 34) of the gears (6,16) on which they are in Rest resiliently, mechanically, hydraulically or magnetically lifts off, so that the Driving force to a minimum necessary for effective operation of the pump sinks.