DE4111218A1 - Zahnradpumpe - Google Patents
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C13/001—Pumps for particular liquids
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- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, bestehend aus
einem mit einem Einlaß- und einem Auslaßkanal
versehenen Gehäuse und zwei außenverzahnten Zahnrädern.
Derartige Zahnradpumpen sind in großer Vielzahl be
kannt geworden. Sie werden zur Förderung von Hydrau
liköl ebenso wie für die Förderung und den Druckaufbau
niedrig viskoser Flüssigkeiten oder Massen benutzt.
Diese Zahnradpumpen haben auch in der Kunststoff ver
arbeitenden Industrie Eingang gefunden, sie werden
zwischen einem Extruder zum Aufschmelzen von Kunststoff
und dem Spritzkopf eingesetzt, weil sie es im Gegen
satz zu Extrudern gestatten, unter nur geringer Tempe
raturentwicklung sehr hohe Drucke, die darüber hinaus
noch gleichbleibend sind, aufzubauen.
Im Gegensatz hierzu werden Zahnradpumpen bisher zur
Verarbeitung von Kautschuk nicht eingesetzt, obwohl in
der Kautschuk verarbeitenden Industrie ebenso wie in
der Kunststoff verarbeitenden Industrie Extruder und
Spritzköpfe eingesetzt werden. Kautschukmischungen wei
sen auch nach der Plastifizierung im Extruder andere
Eigenschaften auf als Kunststoffschmelzen, sie behal
ten bei und nach der Plastifizierung ihre molekularen
Bindungen ganz anders bei als dies bei Kunststoff
schmelzen der Fall ist. Sie neigen zur Vulkanisation
bereits während ihrer Verarbeitung, wenn sie an fließ
technisch ungünstigen Stellen an Fließgeschwindigkeit
verlieren oder gar an solchen Stellen verharren. Lösen
sich dann teilvulkanisierte oder anvulkanisierte
Kautschukpartikel, dann geraten sie in den Strom der
unvulkanisierten Kautschukmischung und bilden hier In
homogenitäten, die die Qualität des erzeugten Produktes
vermindern oder gar das erzeugte Produkt unbrauchbar
machen.
Auch sind Kautschukmischungen oftmals abrasiv. Zur
Schmierung der sich bewegenden Teile einer Zahnradpumpe
sind sie nicht geeignet. In Versuchen erwies sich, daß
im Extruder plastifizierte Kautschukmischungen den
Verschleiß von Zahnradpumpen begünstigen und die
übliche Lebensdauer solcher Pumpen stark verkürzen.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der
Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit
einfachen Mitteln den Verschleiß herabzusetzen und die
Zahnradpumpe so zu gestalten, daß sie ohne Verlust an
Lebensdauer auch schwierig zu fördernde Kautschukmi
schungsarten einwandfrei fördert.
Die Erfindung besteht darin, daß Abdichtungen an den
Stirnseiten und/oder Wellen und/oder Lagerzapfen der
Zahnräder zur Trennung von Förderraum und Lagerung
vorgesehen sind, und daß eine Drucköl- oder -fett
schmierung der Lager der Zahnräder eingebaut ist.
Durch diese Trennung von Förderraum und Lagerung wird
es möglich, die Zahnradpumpe mit Drucköl oder Fett zu
schmieren und die Kautschukmischungen aus den Lagerbe
reichen fern zu halten.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn im Bereich der
Dichtungen ein Austragkanal für das Fördergut
vorgesehen ist, das an den Dichtungen vorbeigewandert
ist, und in den ebenfalls Schmiermittel, das an den
Dichtungen vorbeigewandert ist, einfließen und
weggefördert werden kann. Hierdurch ist sichergestellt,
daß die Leckverluste an Fördergut und Schmiermittel
weder das Fördergut noch das Schmiermittel verunreini
gen, was anderenfalls zu Verschleiß und erhöhtem Ver
brauch an kinetischer Energie zum Antrieb der Zahnräder
führen würde.
Als Dichtungen können vorteilhafterweise Labyrinthdich
tungen eingesetzt werden. Diese können ausreichende
Dichtwirkungen erbringen, um die Leckverluste niedrig
zu halten.
Als besonders zweckmäßig hat es sich jedoch erwiesen,
wenn die Dichtungen Fördergewinde oder -spiralen zur
Rückführung von Fördergut und/oder Schmiermittel sind.
Diese Fördergewinde können zwar Leckverluste nicht ganz
vermeiden (sie sollen es auch nicht), sie können jedoch
diese Leckverluste besser herabsetzen als dieses bei
Labyrinthdichtungen der Fall ist. Da sehr erhebliche
Drucke im Förderraum auftreten und es zweckmäßig ist,
auch im Schmierbereich hohe Drucke anzuwenden, was zur
Entlastung der Lager vorteilhaft ist, sind diese För
dergewinde und/oder -spiralen von besonderer Bedeutung
mit ihrer Rückförderwirkung, die dadurch, daß diese
Fördergewinde oder -spiralen bestrebt sind, selbst
Druck aufzubauen, die Druckverluste niedrig halten.
Wegen der hohen Förderdrucke ist es vorteilhaft, wenn
die Zahnräder auf beidseitig gelagerten oder
eingespannten Wellen oder Zapfen gelagert sind.
Insbesondere im Antriebsbereich kann es vorteilhaft
sein, wenn zur Lagerung mindestens des einen Zahnrades
eine einseitig gelagerte (Antriebs-)Welle dient, die
durch einen koaxial angeordneten Zapfen, der in das
hohle Wellenende eingreift, abgestützt ist, wobei
dieser Zapfen ein Lager für die Lagerung der Welle
trägt.
Vorteilhaft ist es, wenn als Lager Wälzlager, vorzugs
weise Nadellager, verwendet werden, weil dieses zu
erheblichen Einsparungen an Antriebsenergie dienen
kann.
Diese Zahnradpumpen lassen sich aber nicht nur zum
Druckaufbau von plastifizierten Kautschukmassen verwen
den, sie können auch einen Mischeffekt ausführen, der
zu einer Gefügeverbesserung an der Zusammenfließstelle
führt, wenn die Zahnradpumpe mit Zahnrädern unter
schiedlicher Zähnezahl ausgestattet ist, wobei das
Verhältnis der Zähnezahlen etwa 1,2 bis 1,8, vorzugs
weise also etwa 1:1,5 betragen sollte.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz solcher Zahnrad
pumpen bei der Herstellung von Profilen, insbesondere
Dichtungsprofilen.
Vorteilhaft ist die Anordnung eines Strainersiebes
zwischen Schneckenspitze und Zahnradpumpe.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn
die Schnecke bis in das Gehäuse der Zahnradpumpe
hereinreicht.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei
spieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zahnradpumpe,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zahnradpumpe,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Zahnradpumpe
mit Strainer,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Strainer.
Die Zahnradpumpe ist mit ihrem Gehäuse 1 an den Zylin
der 2 des Extruders angeflanscht, welcher eine Büchse 3
aufnimmt, in welcher die Extruderschnecke 4 rotierend
die Kautschukmischung fördert und plastifiziert. Im
Inneren des Gehäuses 1 der Zahnradpumpe rotieren zwei
Zahnräder 5, 6 und fördern das Extrudat vom Eingangs
kanal 7 in den Austrittskanal 8 und von dort in den
Spritzkopf 9, welcher an das Gehäuse 1 angeflanscht
ist. In den zu den Stirnseiten der Zahnräder 5, 6 pa
rallelen Wandungen des Austrittskanales 8 ist eine
Vertiefung 10 eingearbeitet, um zwischen den Zähnen der
Zahnräder 5, 6 unter hohen Druck gesetztes Fördergut in
den Austrittskanal hineinfördern zu können.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind an den Stirnseiten der
Zahnräder 5, 6 Förderspiralen 11 und an den wellen
förmigen bzw. hohlzapfenförmigen Teilen Fördergewinde
12 angeordnet. Diese Förderspiralen 11 und Förderge
winde 12 dienen der Rückförderung, und zwar die Förder
spiralen 11 der Rückführung von Leckfördergut und das
Fördergewinde 12 für die Rückführung von Schmiermittel.
Unter den hohen Drucken, die sowohl im Förderraum auf
treten, als auch die das Schmiermittel beaufschlagen,
können diese Arbeitsmittel weder das Fördergut noch das
Schmiermittel vollständig zurückführen, sie sollen es
auch nicht. Sowohl für die Reinhaltung des
Schmiermittels als auch für die Reinhaltung des Förder
gutes ist es nämlich vorteilhaft, wenn ein Teil der
Leckströmung nach außen abgeführt wird. Hierzu dienen
Kanäle 13, die zweckmäßigerweise noch mit einer im
Gehäuse angeordneten Rille verbunden sein können.
Die Wirkung der Dichtspiralen und Dichtgewinde kann
entscheidend durch Einpressen von mischungsverträgli
chen Bestandteilen, z. B. bestimmter Thermoplaste,
vorzugsweise Polyäthylen, z. B. mit einer Dosierpumpe in
den Bereich der Dichtspiralen oder -gewinde verbessert
werden. In manchen Fällen kann dann auf die
Leckauslässe verzichtet werden.
Das kleinere Zahnrad 6 ist auf einem Bolzen 14
gelagert, der mehrere Abschnitte unterschiedlichen
Durchmessers aufweist. Zwischen dem mittleren Abschnitt
dieses Bolzens 14 und den Innenwandungen des Zahnrades
6 sind Nadeln 15 eines Nadellagers in vier parallelen
Reihen angeordnet. Am einen Ende weist dieser Bolzen 14
einen Flansch 16 auf, welcher mittels Schrauben 17 im
Gehäuse 1 befestigt ist. An seinem anderen Ende trägt
der Bolzen 14 ein Gewinde, auf welches eine Mutter 18
aufgeschraubt ist, welche in eine Ausnehmung des Ge
häuses 1 eingreift.
Das Zahnrad 5 größeren Durchmessers ist mit der
Antriebswelle 19 verbunden oder es ist einstückig mit
dieser Antriebswelle hergestellt. Diese Welle 19 ist im
Bereich unterhalb der Zähne 20 mit einem Hohlraum 21
versehen, in welchen ein Lagerzapfen 22 eingreift.
Dieser Lagerzapfen 22 ist abgestuft ausgebildet, mit
seinem mittleren Teil sitzt er in einem Paßsitz im
Gehäuse 1, sein eines Ende ist als Flansch 23 ausgebil
det und mittels Schrauben 17 im Gehäuse 1 befestigt.
Der in das Innere des Gehäuses 1 hineinragende Endteil
dieses Lagerzapfens 22 trägt den oder die Innenringe
für Nadellager 24, welche das Zahnrad 5 lagern, welches
somit direkt unter den Zähnen gelagert ist und welches
somit einerseits durch die Nadellager 24, andererseits
durch Nadellager 25 für die Lagerung der Welle 19 ge
lagert ist.
Das Gehäuse selbst ist aus drei Teilen 26, 27, 28 auf
gebaut, welche durch Schrauben 29 zusammengeklammert
sind.
In der Ausführungsform der Fig. 3 ist ein Strainersieb
30 im Eintrittskanal 7 angeordnet, welches dazu dient,
Fremdkörper von den Zahnrädern 5, 6 fernzuhalten. Aus
Fig. 4 ist ersichtlich, daß hier eine Siebwechselvor
richtung vorgesehen ist, nämlich ein mittels des Ser
vomotors 31 verschiebbarer Schieber 32, welcher zwei
Strainersiebe 30 aufnimmt, die wechselseitig in den
Extrudatstrom eingeschoben werden können, wobei jeweils
ein Sieb außerhalb des Extrudatstromes befindlich ist
und hier außerhalb der Vorrichtung gereinigt oder
gewechselt werden kann.
Liste der Bezugszeichen:
1 Gehäuse
2 Zylinder
3 Büchse
4 Schnecke
5 Zahnrad
6 Zahnrad
7 Eingangskanal
8 Austrittskanal
9 Spritzkopf
10 Vertiefung
11 Förderspirale
12 Fördergewinde
13 Kanal
14 Bolzen
15 Nadel
16 Flansch
17 Schraube
18 Mutter
19 Antriebswelle
20 Zahn
21 Hohlraum
22 Lagerzapfen
23 Flansch
24 Nadellager
25 Nadellager
26 Gehäuseteil
27 Gehäuseteil
28 Gehäuseteil
29 Schraube
30 Strainersieb
31 Servomotor
32 Schieber
2 Zylinder
3 Büchse
4 Schnecke
5 Zahnrad
6 Zahnrad
7 Eingangskanal
8 Austrittskanal
9 Spritzkopf
10 Vertiefung
11 Förderspirale
12 Fördergewinde
13 Kanal
14 Bolzen
15 Nadel
16 Flansch
17 Schraube
18 Mutter
19 Antriebswelle
20 Zahn
21 Hohlraum
22 Lagerzapfen
23 Flansch
24 Nadellager
25 Nadellager
26 Gehäuseteil
27 Gehäuseteil
28 Gehäuseteil
29 Schraube
30 Strainersieb
31 Servomotor
32 Schieber
Claims (10)
1. Zahnradpumpe,
bestehend aus einem mit einem Einlaß- und einem
Auslaßkanal versehenen Gehäuse und zwei
außenverzahnten Zahnrädern,
gekennzeichnet durch
Abdichtungen (11, 12) an den Stirnseiten und/oder
Wellen (19) und/oder Lagerzapfen der Zahnräder
(5, 6) zur Trennung von Förderraum (7, 8) und Lage
rung (15, 24) der Zahnräder (5, 6).
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Dichtungen (11, 12) ein Aus
tragkanal (13) für Fördergut und/oder Schmiermit
tel, die an den Dichtungen (11, 12) vorbeigewan
dert sind, angeordnet ist.
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungen Labyrinthdichtungen sind.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungen Fördergewinde (12) oder Förder
spiralen (11) zur Rückförderung von Fördergut
und/oder Schmiermittel sind.
5. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnräder auf beidseitig gelagerten
eingespannten Achsen (14) gelagert sind.
6. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Lagerung mindestens des einen Zahnrades
(5) eine einseitig gelagerte Welle (19) dient, die
durch einen koaxial angeordneten Zapfen (22) ab
gestützt ist, welcher ein Lager (24) für die Lage
rung des Zahnrades (5) trägt.
7. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Lager Wälzlager, vorzugsweise Nadellager
(15, 24) verwendet sind.
8. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie mit Zahnrädern 5, 6 unterschiedlicher Zäh
nezahl ausgestattet ist.
9. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Gehäuse (1) der Zahnradpumpe im Eingangs
kanal (7) ein Strainersieb (30) angeordnet ist.
10. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Einpressen eines mischungs
verträglichen Schmiermittels, insbesondere Thermo
plaste, z. B. Polyäthylen, in den Bereich der
Dichtspiralen und/oder -gewinde.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4111218A DE4111218C2 (de) | 1991-04-07 | 1991-04-07 | Zahnradpumpe für das Fördern von schwer verarbeitbaren Kautschukmischungen |
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EP92103274A EP0509218B1 (de) | 1991-04-07 | 1992-02-26 | Zahnradpumpe |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4111218A DE4111218C2 (de) | 1991-04-07 | 1991-04-07 | Zahnradpumpe für das Fördern von schwer verarbeitbaren Kautschukmischungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4111218A1 true DE4111218A1 (de) | 1992-10-08 |
DE4111218C2 DE4111218C2 (de) | 1995-12-21 |
Family
ID=6428999
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4111218A Expired - Fee Related DE4111218C2 (de) | 1991-04-07 | 1991-04-07 | Zahnradpumpe für das Fördern von schwer verarbeitbaren Kautschukmischungen |
DE59203007T Expired - Fee Related DE59203007D1 (de) | 1991-04-07 | 1992-02-26 | Zahnradpumpe. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59203007T Expired - Fee Related DE59203007D1 (de) | 1991-04-07 | 1992-02-26 | Zahnradpumpe. |
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US (1) | US5224838A (de) |
EP (1) | EP0509218B1 (de) |
JP (1) | JPH05126060A (de) |
DE (2) | DE4111218C2 (de) |
ES (1) | ES2078566T3 (de) |
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