DE2708003C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine Zahnradpumpe dieser Art ist aus der DE-PS 4 81 682 be­ kannt, wobei zum Zwecke der Leistungsänderung oder Richtungs­ änderung des Fördermittels das sichelförmige Füllstück zwischen äußerem und innerem Zahnrad dadurch beliebig ver­ stellt werden kann, daß ein Gehäuseelement, an dem das Füllstück befestigt ist, über einen außenliegenden Hebel verdreht wird.

Aus der FR-PS 15 28 508 ist ferner eine Zahnradpumpe be­ kannt, bei der eines der exzentrisch ineinander angeord­ neten Zahnräder in Achsrichtung der Zahnradpumpe gegenüber dem anderen Zahnrad verschiebbar ist, um einen Zwischenraum im Gehäuse zwischen einer Seitenfläche des kleineren bzw. inneren Zahnrades und der gegenüberliegenden Seite einer Scheibe zu bilden, die längs ihres Umfangs mit axialen Vor­ sprüngen versehen ist, die das äußere, größere Zahnrad bilden. Bei Relativverschiebung der beiden Zahnräder zu­ einander kann ein Fluidstrom durch die Pumpe hindurch gehen, der weitaus größer ist als die normale Fördermenge der Zahn­ radpumpe. Durch die axiale Verschiebung ergibt sich jedoch in Achsrichtung der Zahnradpumpe ein relativ langes Gehäuse, wobei weiterhin eine relativ lange Führung vorgesehen sein muß, um ein Verkanten des verschiebbaren Zahnrades zu ver­ meiden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß zum Spülen oder Kühlen der Pumpe eine Flüssigkeit durch die Pumpe hindurch geleitet werden kann, wobei der Durch­ satz dieser Flüssigkeit wesentlich über der Fördermenge liegt, die die Pumpe selbst fördern kann, und die axiale Baulänge der Pumpe möglichst kurz ausgelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch einfaches Verdrehen des Gehäuse­ elementes kann der Kanal im Gehäuseelement Ein- und Aus­ laß der Zahnradpumpe kurzschließen, so daß eine große Menge an Spül- oder Waschflüssigkeit durch die Pumpe geleitet werden kann, die wesentlich über deren Fördermenge liegt. Dadurch, daß die Umstellung durch eine einfache Drehbewegung bewirkt wird, kann das Gehäuse in Achsrichtung kurz aus­ gelegt werden, wobei zudem eine gesonderte Führung entfällt. Das Umstellen kann leicht von Hand oder automatisch ausge­ führt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß nach der Umstellung auch ein Teil des Zwischenraumes zwischen den Kopfkreisen der Zahnräder mit Kühl- oder Waschflüssig­ keit durchspült werden kann.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nach­ folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Axialschnittsansicht einer Zahnradpumpe im normalen Betriebszustand,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht, wobei die Zahnräder der Pumpe zur Darstellung der Fluidströmung durch die Pumpe weggelassen sind,

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Schnittansicht, bei der die Pumpe in die Stellung zum Durchströmen des Reinigungsfluides umgeschaltet ist,

Fig. 5 eine Axialschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Zahnrad­ pumpe,

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Schnittansicht, bei der die Zahnräder der Zahnradpumpe zur Dar­ stellung der Strömung beim normalen Betrieb weggelassen sind,

Fig. 8 eine Fig. 6 entsprechende Schnittansicht, bei der die Pumpe in die Stellung zum Durchströmen mit Reinigungsfluid umgeschaltet ist, und

Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Schnittansicht, bei der die Zahnräder zur Darstellung der Durch­ strömung der Zahnradpumpe weggelassen sind.

Eine Zahnradpumpe weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 versehen ist, von denen jeder über einen sich erweiternden Abschnitt 4 bzw. 5 sich in den Hohlraum des Gehäuses öffnet. Mit Ausnahme der sich erweiternden Abschnitte 4 und 5 ist der Hohlraum des Gehäuses zylindrisch. Der Auslaß 3 und der Einlaß 4 weisen einen gegenseitigen Winkelabstand von 90° auf. Der zylindrische Hohlraum oder Innenraum des Ge­ häuses weist eine Achse oder Mittellinie 6 auf. Im Innenraum des Gehäuses ist eine Scheibe 7 koaxial zur Mittellinie 6 drehbar eingebaut. Die Scheibe 7 ist längs dem Umfang mit axialen Vorsprüngen 8 versehen, von denen jeder einen zahn­ förmigen Querschnitt aufweist und die demnach zusammen mit der Scheibe 7 ein Zahnrad bilden. Eine Antriebswelle ist an der Scheibe befestigt und erstreckt sich durch eine Bohrung 10 im Gehäuse. Die Welle 10 ist in der Bohrung durch einen O-Ring 12 abgedichtet, der in einer Nut in einer Schulter 11 der Welle 9 sitzt. Die Welle 9 soll mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden werden.

Das Gehäuse 1 weist an der der Bohrung 10 gegenüberliegenden Seite eine Öffnung 14 auf. Diese Öffnung 14 bildet eine axiale Verlängerung des zylindrischen Innenraums oder des Hohlraums des Gehäuses 1 und dient zur teilweisen Aufnahme eines Gehäuse­ elements 15, das für den Hohlraum als Deckel dient. Dieser Deckel 15 ist durch einen O-Ring 16 gegenüber der Öffnung 14 abgedichtet. Eine U-förmige Klemme 18 ist am Gehäuse mittels einer nicht gezeigten Kupplung befestigt, z. B. mittels eines Bajonettverschlusses, an dem zwei Schenkel 19 und 20 der Klemme befestigt sind. Der Klemme 18 kann über einen Rohrstutzen 21 Druckluft zugeführt werden, die einen Druckschuh 22 auf die Außenfläche des Deckels 15 drückt, um den Deckel während des Betriebs der Zahnradpumpe in seiner Stellung zu halten. Der Deckel 15 trägt an seiner Innenfläche eine zylindrische Achse 24, deren Mittellinie exzentrisch zur Mittellinie 6 des Hohlraums des Gehäuses angeordnet ist. Ein Zahnrad 27, das kleiner als das oben genannte Zahnrad ist, ist drehbar auf der Achse 24 gelagert. Das Zahnrad 27 weist Zähne 28 auf. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich eine gedachte Linie zwischen der Mittellinie 6 des Gehäuses und der Mittellinie 25 der Achse 24 ungefähr längs der Winkelhalbierenden des Winkels, der ge­ bildet ist durch die Mittellinie des Einlasses 2 und des Aus­ lasses 3. Demnach stehen die beiden Zahnräder in dichtem Ein­ griff miteinander längs einem Bereich 30 der Innenwand des Ge­ häuses, der zwischen dem Auslaß 3 und dem Einlaß 2 liegt. Dem Bereich 30 diametral gegenüberliegend bilden die beiden nicht ge­ zeigten Spitzenkreise der beiden Zahnräder einen Zwischenraum, in dem ein Füllstück 31 mit sichelförmigem Querschnitt an­ geordnet ist. Dieses Füllstück 31 ist an der Innenfläche des Deckels 15 befestigt und so angeordnet, daß seine Innen­ fläche die Zahnspitzen des kleineren Zahnrads berührt, während dessen Außenfläche die Zahnspitzen des größeren Zahnrads be­ rührt.

Während des normalen Betriebs wird die Welle 9 im Uhrzeiger­ sinn gedreht (Fig. 2 und 3), wodurch das größere bzw. äußere Zahnrad 8 gedreht wird und das kleinere bzw. innere Zahnrad dreht. Durch die Posi­ tionierung des Eingriffsbereichs wird am Einlaß 2 ein Unter­ druck erzeugt, der im Zwischenraum zwischen den beiden Zahnrä­ dern über den sich erweiternden Abschnitt 4 eine Einströmung erzeugt, die sich durch die Zähne des größeren Zahnrads bewirkte Verengung des Strömungsquerschnitts ausgleicht. Während des Saugbetriebs werden die Lücken zwischen den Zähnen mit zu pumpendem Material gefüllt, das durch die Zahnlücken längs den gegenüberliegenden Seitenflächen des Füllstückes 31 bewegt wird bis es durch den Auslaß 3 ausgestoßen wird, wo die Zähne den Wiedereingriff beginnen. Im Bereich zwischen dem Auslaß 3 und dem Einlaß 2 stehen die Zähne der Zahnräder in völligem Eingriff.

In der Innenfläche des Deckels 15 ist eine Ausnehmung oder ein Kanal 33 ausgeschnitten, vgl. Fig. 3 und 4. Im normalen Betriebszustand der Pumpe (Fig. 2 und 3) ist ein Ende 34 des Kanals 33 am Übergang zwischen dem sich erweiternden Abschnitt 4 des Pumpenauslasses 3 und dem Bereich 30 längs der Innenfläche des Gehäuses angeordnet, bei der der volle Zahneingriff zwischen den beiden Zahnrädern auftritt. Im Betriebszustand der Pumpe (Fig. 3) ist das andere Ende 35 des Kanals 33 in Umfangsrichtung hinter dem sich erweiternden Abschnitt 5 des Einlasses 3 ange­ ordnet, wobei bei der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform der sichelförmige Vorsprung am Ende 35 des Kanals 33 ein wenig verkürzt wurde im Vergleich mit den Füllstücken, die normalerweise bei Zahnradpumpen verwendet werden.

Am Deckel 15 ist ein sich radial erstreckender Betätigungsarm 36 befestigt. Der Deckel 15 kann durch den Betätigungsarm 36 in der Öffnung 14 des Gehäuses von der Winkelstellung von Fig. 3 in diejenige von Fig. 4 gedreht werden. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stel­ lung überdecken die Enden des Kanals 33 den Einlaß 2 und den Auslaß 3, weshalb in diesem verschobenen Zustand der Zahnradpumpe Flüssigkeit unmittelbar durch die Zahnradpumpe von Einlaß 2 zum Auslaß 3 geleitet werden kann. Wie sich aus Fig. 3 und 4 ergibt, wird der Deckel 15 zur Verstellung der Zahnradpumpe um einen Winkel von 65° gedreht. Eine solche Win­ kelverschiebung entfernt gleichzeitig den Bereich, längs wel­ chem ein voller Eingriff zwischen den Zähnen der Zahnräder besteht, vom Bereich der Innenfläche des Gehäuses zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 in der Weise, daß nach einer solchen Verschiebung nur Teile der Zahnräder, deren Zähne sich im Abstand befinden, in diesem Bereich angeordnet sind. Es ist demnach auch möglich, im verschobenen Zustand Flüssigkeit durch die sich im Abstand befindlichen Zahnräder zu leiten.

Diese weitere Durchströmungsmöglichkeit wird bei der in Fig. 5 bis 9 gezeigten Ausführungsform weiter erhöht. Der einzige Unterschied zwischen der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 und der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 9 besteht darin, daß die Länge des Kanals 33 bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 9 erhöht wurde, und daß gleichzeitig die Länge des Füll­ stückes 31 entsprechend vermindert wurde. In Fig. 5 bis 9 wurden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 4 verwendet, und es ist daher der Betrieb der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 9 ohne weitere Erklärungen verständlich. Aus den Stellungen des Arms 36 in Fig. 7 und 9 ist ersichtlich, daß der durch Verstel­ len der Pumpe hergestellte Drehwinkel gemäß der Ausführungsform von Fig. 5 bis 9 größer ist als gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 bis 4. Als erstes ergibt die vergrößerte Länge des Kanals 33 eine verminderte Überdeckung der Enden des Kanals gegenüber dem Einlaß und dem Auslaß, vgl. Fig. 9. Ferner wurde der Eingriffsbereich zwischen den beiden Zahnrädern (vgl. Fig. 8) um einen solchen Abstand am Einlaß 2 vorbeibewegt, daß eine Möglichkeit für eine Durchströmung vom Einlaß 2 zum Auslaß 3 zwischen den beiden Kopfkreisen der beiden Zahnräder besteht, d. h. durch den Zwischenraum, der bei herkömmlichen Zahnrad­ pumpen der vorliegenden Art von einem durch eine ganze Sichel gebildeten Füllstück eingenommen wird.

Die kleine Länge des sichelförmigen Füllstückes erzeugt keiner­ lei technische Nachteile. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß ein Zahn des kleineren Zahnrads beim normalen Betrieb der Zahnrad­ pumpe stets in dichte Berührung mit der Innenfläche des Füll­ stücks eintritt, bevor die dichte Berührung des vorhergehenden Zahns am Füllstück 31 aufhört. Demnach wird die Sperrung gegen einen Rückstrom durch die Zahnradpumpe trotz der kleinen Länge des Füllstücks 31 aufrechterhalten. Darüber hinaus wird eine Sicherheit gegen Rückstrom durch die Zahnradpumpe längs der Außenfläche des Füllstücks 31 erzielt aufgrund der dichten Berührung der Spitzen der Zähne des größeren Zahnrads an der Außenfläche des Füllstückes 31.

Durch den Betätigungsarm 36 kann der Deckel 15 leicht von Hand verschoben werden. Dadurch, daß der Deckel 15 drehbar ist, kann er jedoch auch leicht automatisch verschoben werden, da der Arm 36 mit einer automatisch gesteuerten hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung verbunden werden kann.

Claims (2)

1. Zahnradpumpe mit einem etwa zylindrischen Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, zwei exzentrisch ineinander angeordneten Zahnrädern, wobei die Zähne der beiden Zahnräder über einen Teil des Umfanges miteinan­ der in Eingriff stehen und einen Zwischenraum zwischen den Kopfkreisen der Zähne aufweisen, und mit einem Füll­ stück in diesem Zwischenraum, wobei die Achse des inne­ ren Zahnrades und das Füllstück auf einem Gehäuseele­ ment angebracht sind, das zentrisch zur Achse des äuße­ ren Zahnrades drehbar im Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuseelement (15) mit einem Kanal (33) ver­ sehen ist, der sich in Umfangsrichtung über einen Winkel erstreckt, der größer als der Winkel zwischen den Achsen des Einlasses (2) und des Auslasses (3) ist, zu den Zähnen der Zahnräder (8, 27) hin offen ist und von einem Ende des Füllstückes (31) ausgehend in eine Richtung vom Füllstück weg verläuft, und
daß das Gehäuseelement (15) so weit drehbar ist, daß der Kanal (33) Ein- und Auslaß (2, 3) miteinander verbindet.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Füllstückes (31) in Umfangs­ richtung kleiner als die in Umfangsrichtung gesehene Länge des Zwischenraumes zwischen den Kopfkreisen der Zähne der beiden Zahnräder (8, 27) ist.