DE3230550A1

DE3230550A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE3230550A1
Application number: DE19823230550
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 8105 Regensdorf Haupt
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Pump Systems AG
Priority date: 1982-07-08
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1984-01-12
Also published as: IT8321861A1; DE3230550C2; JPS5920590A; CH659290A5; GB2123089A; IT8321861A0; FR2529964A1; GB8318588D0; IT1163629B; JPS6343594B2; GB2123089B

Description

Maag-Zahnräder & -Maschinen, Aktiengesellschaft, Hardstraße 219, CH-8023 Zürich, Schweiz

Z ahnradpumpe

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit einem Gehäuse, in dem zwei miteinander kämmende Zahnräder gelagert sind, und mit einer Antriebseinrichtung für die Zahnräder.

Bei bekannten Zahnradpumpen ist eines der Zahnräder mit einem Antriebsmotor gekuppelt und überträgt die erforderliche Antriebsleistung auf das mit ihm kämmende andere Zahnrad. An der Verzahnung dieses anderen Zahnrades summieren sich die Belastungen durch das übertragene Drehmoment einerseits und durch den Druck des Fördermediums andererseits, wodurch die Zähne dieses anderen Zahnrades

hohen Biegebelastungen ausgesetzt sind. An den miteinander in Eingriff stehenden Zahnflanken beider Zahnräder summieren sich die vom übertragenen Drehmoment hervorgerufene Hertzsche Flächenpressung und Linienbelastung mit der vom Druck des Fördermediums hervorgerufenen Flächenpressung und Linienbelastung. Diese Belastungen zwingen, insbesondere bei sehr hohen Differenzdrücken und bei hoher Viskosität des Fördermediums, zu entsprechend kleinerer Bemessung der Zahnhöhen. Dies hat jedoch zur Folge, daß eine vorgegebene Förderleistung nur bei vergrößerter Zahnbreite und/oder vergrößertem Zahnraddurchmesser erreichbar ist, woraus sich ein erheblicher Platzbedarf der Zahnräder ergibt. Infolgedessen ist der Innenraum des Gehäuses im Verhältnis zum Fördervolumen je Umdrehung der Zahnräder sehr groß und das Gehäuse beansprucht insgesamt ein entsprechend großes Bauvolumen. Zudem sinkt der Pumpenwirkungsgrad wegen der erhöhten Reibleistung, Dadurch sind den mit bekannten Zahnradpumpen erreichbaren Förderleistungen und -drucken Grenzen gesetzt, die bisher nicht ohne die Gefahr von Betriebsstörungen überschritten werden konnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß sie bei gegebener Bemessung der Verzahnungen und ohne Einbuße an Lebensdauer eine höhere Förderleistung und/oder einen höheren Förderdruck zu erzielen vermag als eine bekannte gattungsgemäße Zahnradpumpe.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Zahnrad ein eigener Motor zugeordnet ist.

Jedem der beiden Zahnräder braucht somit im wesentlichen nur die Leistung zugeführt zu werden, die es benötigt, um

das Fördermedium in seinen Zahnlücken von der Saugseite zur Druckseite der Pumpe zu fördern. Wenn zwischen den Zahnrädern überhaupt eine Leistungsübertragung stattfindet, beschränkt sie sich auf verhältnismäßig kleine, unter Umständen gewollte, Unterschiede in der Leistungsaufnahme der beiden Motoren.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Motoren sich in ihrer Leistung geringfügig unterscheiden und somit das eine Zahnrad zum Ausgleich eine Differenzleistung auf das andere Zahnrad überträgt. Dadurch lassen sich definierte Berührungsverhältnisse zwischen den Zahnflanken der beiden Zahnräder aufrechterhalten.

Man kann aber auch bewußt hinnehmen, daß bald das eine und bald das andere Zahnrad im Rahmen einer vorgegebenen, geringfügigen Differenzleistung das treibende Zahnrad ist, so daß sämtliche Zahnflanken beider Zahnräder sich gleichmäßig einlaufen.

Die beiden Motoren sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen Regler miteinander verbunden.

In diesem Fall sind die beiden Motoren zweckmäßigerweise Gleichstrommotoren und jedem von ihnen ist ein Strommesser sowie ein Drehzahl-Sollwertgeber zugeordnet, die beide an dem gemeinsamen Regler angeschlossen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe kann, wie bei bekannten gattungsgemäßen Zahnradpumpen, ein Motor mit einem der Zahnräder gleichachsig gekuppelt und an einer Stirnseite des Gehäuses befestigt sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn der andere Motor mit dem anderen Zahnrad

(ο - X -

gleichachsig gekuppelt und an der anderen Stirnseite des Gehäuses befestigt ist.

Dabei können die beiden Motoren über je ein Zwischenstück, das eine Kupplung umschließt, an dem Gehäuse angeflanscht sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:

Fig.l eine Zahnradpumpe in einem senkrechten Axialschnitt,

Fig.2 den senkrechten Querschnitt II-II in Fig.l und Fig.3 eine zu der Zahnradpumpe gehörige elektrische Schaltung.

Die dargestellte Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 10 mit einem Einlaß 12 und einem Auslaß 14. Das Gehäuse 10 enthält ein Paar oberer Lagerbuchsen 16 und ein Paar unterer Lagerbuchsen 18 für eine obere Welle 20 bzw. eine untere Welle 22. Die beiden Wellen 20 und 22 sind parallel zueinander und im dargestellten Beispiel senkrecht übereinander angeordnet und tragen je ein Zahnrad 24 bzw. 26, das zwischen den beiden zugehörigen Lagerbuchsen 16 bzw.18 angeordnet ist und mit der zugehörigen Welle einstückig ausgebildet oder auf ihr befestigt sein kann.

Das Gehäuse 10 hat zwei voneinander abgewandte Stirnsei-, ten, an denen je ein Seitenteil 28 bzw. 30 befestigt ist. Die obere Welle 20 erstreckt sich durch das in Fig.l rechte Seitenteil 28 hindurch, die untere Welle 22 dagegen durch das linke Seitenteil 30. Beide Wellen 20 und 22 sind in dem betreffenden Seitenteil 28 bzw. 30 mit einer Dichtung 32 bzw. 34 abgedichtet. Außerhalb der Seitenteile 28

und 30 sind die beiden Wellen 20 und 22 durch je eine Kupplung 36 bzw. 38 mit je einem Motor 40 bzw. 42 verbunden. Die beiden Motoren 40 und 42 sind gleichachsig mit der zugehörigen Welle 20 bzw. 22 angeordnet und an je ein Zwischenstück 44 bzw. 46 angeflanscht, das seinerseits an das zugehörige Seitenteil 28 bzw. 30 angeflanscht ist. Die beiden Zwischenstücke 44 und 46 sind, ebenso wie die Seitenteile 28 und 30, untereinander völlig gleich.

Gemäß Fig.3 sind die beiden Motoren 40 und 42 Gleichstrom-Nebenschluß -Motoren und ihnen ist ein gemeinsamer Regler in der Weise zugeordnet, daß ein Strommesser 52 bzw. 54 im Erregerstromkreis jedes der beiden Motoren an einen Eingang des Reglers 50 angeschlossen ist. Zwei Ausgänge des Reglers 50 sind an je einen Drehzahl-Sollwertgeber 56 bzw. 58 angeschlossen, der seinerseits über einen Leistungsverstärker 62 mit dem Strommesser 54 des zugehörigen Motors verbunden ist. Dem Regler 50 läßt sich über eine Steuerleitung 64 ein Eingabesignal χ zuführen, welches das Leistungsverhältnis der beiden Motoren 40 und 42 zueinander bestimmt und zwischen 0,5 und 1 einstellbar ist. Den beiden Motoren 40 und 42 ist zusätzlich ein Drehzahl-Regler 56 zugeordnet, der den von einem an den Motor 40 angeschlossenen Drehzahlgeber 66 erhaltenen Istwert mit der eingegebenen Soll-Drehzahl vergleicht und gegebenenfalls eine korrigierte Steuergröße an einen Leistungsverstärker 60 liefert.

Bei der Regelung der beiden Motorleistungen versorgt der Leistungsverstärker 60 entsprechend der Eingabegröße der Soll-Drehzahl den Motor 40 mit einem Strom I₄₀- Der Strommesser 52 mißt diesen und leitet ein Signal der Meßgröße k'I.Q an den Regler 50 weiter. Der Regler 50 steuert entsprechend dem Eingabesignal χ sowie der Meßgröße k«I_4Q

über den Drehzahl-Sollwertgeber 58 den Leistungsverstärker 62, der den Motor 42 mit einem Strom I₄₂ versorgt. Der Strommesser 54 mißt den Strom I₄₂ und führt die MeßgröBe k«I₄₂ an den Regler 50 zurück. Dieser vergleicht die Meßgröße k»I₄₂ mit der Sollgröße k-I₄₂ Soll und korrigiert gegebenenfalls die Steuergröße am Leistungsverstärker 62.

Leerseite

Claims

lA-56 053 Patentansprüche

1. Zahnradpumpe mit einem Gehäuse (10), in dem zwei miteinander kämmende Zahnräder (24,26) gelagert sind, und mit einer Antriebseinrichtung für die Zahnräder, dadurch gekennzeichnet , daß jedem Zahnrad (24,26) ein eigener Motor (40 bzw. 42) zugeordnet ist.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Motoren (40,42) sich in ihrer Leistung geringfügig unterscheiden.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Motoren (40,42) durch einen gemeinsamen Regler (50) miteinander verbunden sind.

4. Zahnradpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Motoren (40,42) Gleichstrommotoren sind und jedem von ihnen ein Strommesser (52 bzw.54) sowie ein Drehzahl-Sollwertgeber (56 bzw.58) zugeordnet ist, die beide an den gemeinsamen Regler (50) angeschlossen sind.

5. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, bei der ein Motor (40) mit einem der Zahnräder (24) gleichachsig gekuppelt und an einer Stirnseite des Gehäuses (10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der andere Motor (4 2) mit dem anderen Zahnrad (26) gleichachsig gekuppelt und an der anderen Stirnseite des Gehäuses (10) befestigt ist.

6. Zahnradpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Motoren (40,42) über je ein Zwischenstück (44 bzw.46), das eine Kupplung (36 bzw.38) umschließt, an dem Gehäuse (10) angeflanscht sind.