齿轮泵 |
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| 申请号 | CN201180015655.0 | 申请日 | 2011-03-18 | 公开(公告)号 | CN103097731B | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
| 申请人 | 欧瑞康纺织有限及两合公司; | 发明人 | U·黑尔宾; A·托姆齐克; D·维茨勒; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 齿轮 泵 ，其包括多个为了输送介质而相互 啮合 的齿轮，这些齿轮可旋转地保持在 泵壳 内。齿轮之一由可以通过联接端部与驱动装置联接的泵轴驱动。为了特别是在运行压 力 波动 大的情况下，即使在泵轴的转一圈中负载状况变换时也获得均匀的输送流，根据本发明在泵轴的圆周上设置有 制动 环，该制动环以至少一个制动面作用在泵轴的摩擦面上或作用在泵壳的摩擦面上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.齿轮泵，包括多个为了输送介质而相互啮合的齿轮(3、4)，这些齿轮可旋转地保持在泵壳(1)内；并且包括用于驱动所述齿轮之一(4)的泵轴(5)，其中，所述泵轴(5)通过联接端部(5.1)与驱动装置是可联接的，其特征在于：在所述泵轴(5)的圆周上设置有制动环(11)，该制动环以至少一个制动面(11.1)作用在所述泵轴(5)的摩擦面(5.3)上或作用在所述泵壳(1)的摩擦面上，其中，当泵轴(5)旋转时，通过制动环(11)产生制动力矩。 |
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| 说明书全文 | 齿轮泵技术领域[0001] 本发明涉及一种齿轮泵。 背景技术[0002] 应用齿轮泵输送和计量流体是众所周知的，在这些齿轮泵中待输送的介质通过两个相互啮合的齿轮的咬合在泵吸入口与泵排出口之间被运输。因此通过多个输送环节(Foerderglied)可以很均匀地调节输送量，因此这种齿轮泵优选应用于产生均匀的输送量，诸如应用于在涂漆设备中提供漆料。 [0003] 例如由DE 10 2005 059 563 A1公知了这种齿轮泵。在该已知的齿轮泵中两个相互啮合的齿轮可旋转地保持在泵壳内并且与泵轴相连接。泵轴以联接端部从泵壳伸出且可以与马达的驱动轴相联接。当采用在排出口侧或吸入口侧或在两侧处具有变换的压力负荷的这种齿轮泵时观察到输送流的不均匀性。通常情况下，保持在泵壳内的齿轮通过传递到泵轴上的转矩驱动。对于由于压力波动而在泵吸入口与泵排出口之间出现压差逆转的情况，除了泵轴的转矩之外还有附加的压力沿输送方向作用在齿轮的齿面上，因此根据齿轮上的压力的大小会完成从马达驱动到独立驱动的逆转。这种沿负荷方向的变换在整个传动系中传送。由于传动系中的扭转间隙，现在导致在泵轴转一圈中齿轮的旋转速度加速并又减速。这种现象直接导致泵轴转一圈期间输送流中的不均匀性。 发明内容[0004] 因此本发明的目的是，如此改进这种类型的齿轮泵，即，能够与泵入口和泵出口的压力比无关地产生尽可能均匀的输送流。 [0005] 该目的根据本发明通过如下方式得以实现：在泵轴的圆周上设置制动环，该制动环以至少一个制动面作用在泵轴的摩擦面上或作用在泵壳的摩擦面上，其中，当泵轴旋转时，通过制动环产生制动力矩。 [0006] 本发明的出众之处在于：齿轮上的负载逆转通过作用在泵轴上的制动力矩拦截并且不会继续传送到整个传动系中。由此，只有齿轮的齿面之间的间隙起作用，但是这些间隙对输送均匀性的影响仅仅是无关紧要的。本发明的另一个优点在于：可以与泵中所选择的密封无关地在泵轴上产生定义的和相对高的制动力矩。另外不会通过通常的密封的密封唇产生较高的摩擦力矩，因为这些密封唇会在最短时间内磨损并导致运转停止。就这点而言制动环提供了如下的优点：制动环的制动面和制动环的材料与产生制动力矩相协调。在此可以根据制动环的安置位置而在泵轴上或者在泵壳上构造相对应的摩擦面。 [0007] 然而特别优选的是根据本发明的齿轮泵根据改进方案的构造，在该构造中制动环不能相对转动地(drehsicher)保持在泵壳内，并且在该构造中制动面构造在制动环的内径上。 [0008] 在这种情况下泵轴的摩擦面优选构造在圆周上作为环绕的圆周表面，其外径与制动环的内径相比具有过盈量。由此已经可以调节制动环与泵轴之间的预定义的预应力。 [0009] 然而作为可选还有如下的可能性：制动环具有多个在内径上均匀分布地设置的制动节段，这些制动节段分别构成一个分制动面。由此可以有益地避免制动环与泵轴之间的粘滑效应。 [0010] 为了一方面能够实现简单的装配且另一方面获得制动环与泵轴之间的定义的预应力，优选实施本发明的改进方案，在该改进方案中，制动节段在承载环上成形为一个构件，在该构件中，制动节段在侧边轴向伸出地设置在承载体上，并且在该构件中，制动节段通过围绕的弹簧环保持在泵轴的圆周上。由此每个制动节段通过弹簧环均匀地压在泵轴的圆周上，这样制动节段的分制动面与泵轴的环绕的摩擦面共同作用。 [0011] 本发明的改进方案特别适合于将这样的制动环事后整合在齿轮泵中，在该改进方案中泵壳具有多个外壳板和一个轴壳，其中，泵轴支承在外侧的外壳板中并且以联接端部伸入轴壳中，并且其中，制动环设置泵轴在轴壳内的轴段上。这样存在将制动环设置在外壳板之外的可能性。 [0012] 特别是齿轮泵的改进方案适合于较高的运行压力，在该改进方案中在外壳板之一内和/或在轴壳内在泵轴上设置有轴密封环，该轴密封环配置给泵轴在支承点与制动环之间的轴段。这样使泵轴的密封与泵轴的制动之间的功能被明确地相互分开。由此可以与环绕的摩擦面无关地构造和加工构造在泵轴的圆周上的密封面。这样可以针对相关的密封或制动的功能最佳化地调节每个轴段。 [0013] 为了尽可能拦截在泵壳内部作用在泵轴上的、相对制动环的内部的压力，根据本发明的齿轮泵的改进方案是特别有益的，在该改进方案中在轴壳内构造有用于径向和轴向支撑泵轴的止推轴承。该止推轴承为此配置给泵轴在制动环与联接端部之间的轴段。 [0014] 原则上也可以将制动环设置在止推轴承的外侧。 [0015] 为了继续提高合适材料情况下的制动环的功能性，根据一种有益的改进方案设置如下：制动环具有与制动面有间距的、用于密封的环绕的密封唇，该密封唇贴靠在泵轴的圆周上。由此泵轴的制动和泵轴的密封这两个功能可以相互组合并且通过一制动环实施。 [0016] 由此可以有益地实现相对泵轴的联接端部的高的密封性，其中，制动环与轴密封环在它们之间在泵轴的圆周上构成环形空腔，该环形空腔可填充封闭液体，这样构成附加的屏障。此外通过相应地选择封闭液体可以避免输送介质的沉积和老化过程。因此这样的齿轮泵特别适合于输送和计量彩色漆。附图说明 [0017] 下文将借助若干实施例参照附图进一步阐述根据本发明的齿轮泵。附图中： [0018] 图1为根据本发明的齿轮泵的第一实施例的示意性横剖视图； [0019] 图2为根据本发明的齿轮泵的另一实施例的示意性横剖视图； [0020] 图3为保持在泵轴的圆周上的制动环的示意性剖视图； [0021] 图4为根据本发明的齿轮泵的另一实施例的示意性横剖视图； [0022] 图5为图4所示实施例的保持在泵轴上的制动环的示意性横剖视图。 具体实施方式[0023] 图1示出的是根据本发明的齿轮泵的第一实施例。该齿轮泵包括泵壳1。该泵壳1构造成多部件的并且具有多个外壳板1.1、1.2和1.3以及轴壳1.4。在中间的外壳板1.3内含有用于两个相互啮合的齿轮3和4的空隙。中间的外壳板1.3连同齿轮3和4保持在外侧的外壳板1.1和1.2之间。在外侧的外壳板1.1和1.2的端面中各设置有一个密封环 1.5和1.6，通过这些密封环，中间的外壳板1.3与外侧的外壳板1.1和1.2之间的间隙向外是密封的。 [0024] 齿轮之一3与可旋转的支承轴6固定连接。该支承轴6保持在两个轴套6.1和6.2中，这些轴套被放入外侧的外壳板1.1和1.2内。第二齿轮4不相对转动地保持在泵轴 5上。泵轴5以多个轴段可旋转地支承在外壳板1.1和1.2中。为此外壳板1.1具有第一轴孔7.1且第二外壳板1.2具有第二轴孔7.2，轴套8.1和8.2保持在这些轴孔内。轴孔 7.1构造成在外壳板1.1内的盲孔。与此相对，轴孔7.2在外壳板1.2中是贯通的，从而使泵轴5从外侧的外壳板1.2中伸出。泵轴5的伸出到外侧的外壳板1.2之外的轴段构成联接端部5.1，在该联接端部5.1上构造有成型部5.2。 [0025] 在外壳板1.2中设置有泵吸入口2以及此处未示出的泵排出口，所述泵吸入口和泵排出口与齿轮3和4构成用于计量地输送可流动的介质的输送通道系统。 [0026] 泵轴5的伸出到外侧的外壳板1.2之外的轴段由轴壳1.4包围。该轴壳1.4为此与外壳板1.2固定连接。在轴壳1.4内构造有容纳孔10，在该容纳孔中可旋转地引导联轴器套9。该联轴器套9在端侧通过成型部5.2与泵轴5相连接。在对置侧所述联轴器套9具有一个成型孔，以与驱动装置的驱动轴耦联。联轴器套9通过卡环12保持在轴壳1.4内，该轴壳在朝向联轴器套9的轴向延长部中具有容纳口13。由此使泵可以通过插塞连接与驱动装置耦联。 [0027] 轴壳1.4在外壳板1.2那侧具有与泵轴5同心设置的空隙31，在该空隙中不能相对转动地保持有制动环11。该制动环11在其内径上具有制动面11.1，该制动面与构造在泵轴5上的摩擦面5.3相对应。摩擦面5.3构造成在泵轴5的圆周上的环绕的圆周表面。在无负载状态中，制动环11的内径相对泵轴5的外径在摩擦面5.3的轴段内具有定义的负余量(Untermass)，从而使制动环11对泵轴5施加压紧力。由此在泵轴5旋转时通过制动环11产生制动力矩。 [0028] 可以使泵轴5上的摩擦面5.3的特性以及制动环11上的制动面11.1的特性和除此之外制动环11的材料相互适配，以获得制动力矩的定义的大小。通常制动环11由耐磨的塑料构成。 [0029] 为了对泵壳1进行密封，在外壳板1.2的内部在轴套8.2与制动环11之间的区域内设置有轴密封环14，该轴密封环配置给泵轴5在支承点与摩擦面5.3之间的轴段。通过该轴密封环14，在外壳板1.1、1.2和1.3之间构成的输送通道系统在泵轴5的区域内向外密封。 [0030] 在图1所示的根据本发明的齿轮泵的实施例中，在运行中泵轴5通过联轴器套9由耦联的驱动装置以预定的转数驱动。在这种状态中齿轮3与4相互啮合并将由泵吸入口2输入的介质连续地输送到泵排出口。对于在泵排出口处所具有的输出压力高于在泵的吸入侧上的输入压力的情况，泵轴5每转一圈就产生一个连续的、通过齿轮3和4确定的输送流。对于由于压力波动而在泵吸入口与泵排出口之间作用的压差出现逆转的情况，附加的液压力作用在齿轮3和4上，其沿输送方向发生作用。在此可能会出现超前于外部驱动的情况，这种超前在由结构决定的配合间隙的范围内产生作用。为了将这样的运行状态保持在狭窄的界限内，通过制动环11连续地在泵轴5上产生制动力矩。该制动力矩被如下地设计，即，阻止泵轴超前于驱动轴。由此可以有益地抑制非期望的负荷变换，从而在泵转一圈期间不会出现输送流波动。通过对泵轴5的制动即使是在泵吸入口与泵排出口之间的压力比波动的情况下也有益地实现了均匀的输送流。 [0031] 根据泵的实施结构可以使用用于附加地制动泵轴的不同的实施方式。这样在图1所示的实施例中同样可以将制动环11不能相对转动地与泵轴5相连接并且与外侧的制动面共同作用在构造在轴壳1.4内的摩擦面上。轴壳上的摩擦面在此可以由孔或槽的侧面构成。但是实际上本发明的可选的变型已经证明是特别有效的，在该变型中制动环不能相对转动地保持在外壳件内。 [0032] 在图2中示出的是根据本发明的齿轮泵的另一实施例，该实施例与图1所示的实施例基本上相同，因此下文只对不同之处加以说明，而在其它方面援引上述说明。 [0033] 在图2所示的实施例中，泵轴5具有柱形的联接端部5.1，该联接端部从轴壳1.4中伸出且可以例如通过滑键与驱动装置相联接。 [0034] 在联接端部5.1与轴密封环14之间的轴段内为泵轴5配置有制动环11。该制动环11不能相对转动地保持在轴壳1.4的空隙31内。 [0035] 为了进一步说明制动环11，除了图2之外还附加地援引图3。图3示出的是制动环11在泵轴5的圆周上的剖视图。就这点而言下述说明适用于图2和3。 [0036] 在这个实施例中，制动环11由一个承载环15和多个在侧边设置在该承载环15上的制动节段16构成。承载环15和制动节段16被整合为一个构件，其中，制动节段16与承载环15弹性连接。制动节段16相对承载环15轴向伸出并且构造成均匀地在承载环15的圆周上分布。各个制动节段16在内侧面上分别具有分制动面16.1，这些分制动面贴靠在泵轴5的圆周上并且与泵轴5的摩擦面5.3共同作用。为了在泵轴5的圆周上共同引导所有的制动节段16，设置有弹簧环17，该弹簧环围拢制动节段16并且以预定的预应力保持在泵轴5的圆周上。通过保持在承载环15上的制动节段16的数量和通过所述制动节段16的径向膨胀得出附加的参数，以在泵轴5上产生确定的制动性质。在所示实施例中分布在圆周上的制动节段16构造成一致的并且沿径向彼此之间具有相同大小的间距。制动节段的对称的设置结构和制动节段之间的间距都可以构造成有区别地分布在圆周上。 [0037] 图2中所示的实施例的功能与图1中所示的实施例相同，因此在此处不再赘述。 [0038] 在图4中示出的是根据本发明的齿轮泵的另一实施例，如其优选被应用于涂漆设备中的漆料的计量中那样。 [0039] 在图4所示的实施例中，泵壳1同样被构造成多部件的。在该实施例中齿轮3可旋转地保持在轴颈18上，该轴颈保持在外侧的外壳板1.1的轴颈孔19内。在外壳板1.1内与轴颈18同心地设置有密封环20，通过该密封环轴颈孔19向外是密封的。 [0040] 第二齿轮4通过连接件21直接保持在泵轴5的圆周上。构造在泵轴5的圆周与齿轮4之间的轴向的间隙在齿轮4的两侧通过O型环22.1和22.2密封。通过这种方式一方面避免了输送介质进入齿轮4与泵轴5之间的间隙，且另一方面实现了齿轮4在泵轴5上的与所采用的连接件21相关的、一定的可运动性。因此能够使特别是由齿轮4与外壳板1.1和1.2之间的端侧的滑动所引起的磨损现象被有益地均等化或者被减小。 [0041] 泵轴5直接支承在外侧的外壳板1.1和1.2内。在这种情况下没有设置轴套，且泵轴5直接引导在轴孔7.1和7.2内。 [0042] 另外在泵轴5、外壳板1.1和1.2以及轴颈18中构造有多个冲洗通道23，以为了更换输送介质而能够彻底清洗泵壳1的内部空间。例如由EP 1164293A2公知了这种齿轮泵用的冲洗系统，因此在此处可以参照那里所给出的描述而在这里对此不再赘述。 [0043] 在泵轴5的伸出到外侧的外壳板1.2之外的轴段上在联接端部5.1与支承点之间构造有轴密封环14、制动环11和止推轴承24。轴密封环14、制动环11和止推轴承24通过轴壳1.4保持与泵轴5同心。轴壳1.4为此与外壳板1.2固定连接。在图4所示的实施例中，制动环11同样由一个承载环15和多个在侧边成型的制动节段16构成。 [0044] 为了阐述在本实施例中所采用的制动环11，除了图4还参阅图5。在图5中示出的是制动环11的横剖视图。如从图5中可以看出的那样，承载环15在内径上具有环绕的密封唇25。该密封唇25与制动节段16的分制动面16.1有间距地构造在制动环11上，这样所述制动环11在这种情况下在泵轴5的圆周上实施双功能。一方面，成型在承载环15上的制动节段16通过弹簧环17压在泵轴5的摩擦面5.3上以产生制动力矩。同时承载环15以其在内径上环绕的密封唇25在泵轴5在摩擦面5.3旁边的圆周上并且在轴壳1.4内构成相对联接端部5.1的密封。 [0045] 在图4所示的实施例中，通过轴密封环14与制动环11在轴壳1.4内部构成封闭的环形空腔26。通道27通入该环形空腔26，通过所述通道，封闭液体可以被引入环形空腔。在轴壳1.4内的通道27是可封闭的，这样在运行状态中封闭液体可以保持在环形空腔26内。与输送介质相关地优选应用含有溶剂的流体作为封闭液体，以使通过间隙泄漏出的输送介质，在这种情况下为漆料，在环形空腔26内溶解，这样阻止在间隙内的固化和粘结。 [0046] 构造在联接端部5.1与制动环11之间的止推轴承24在本实施例中由滚动轴承构成，该滚动轴承设置在泵轴5的轴肩28与轴壳1.4的壳凸肩29之间。通过轴肩28和壳凸肩29可以有益地吸收泵轴5上的轴向作用的力。同样由外部通过泵轴5的联接端部5.1施加的力通过止推轴承24拦截而不导入泵壳1的内部。 [0047] 泵轴5的联接端部5.1与图1所示的实施例的构造一致并且承载联轴器套9。在这种情况下联轴器套9通过轴衬套30保持在轴壳1.4的容纳孔10内，该轴衬套同时是可联接的驱动轴的支承位置。驱动轴可以通过轴壳1.4的端部的容纳口13被引入并且通过联轴器套9与泵轴5相连接。 [0048] 附图标记列表 [0049] 1 泵壳 [0050] 1.1 外侧的外壳板 [0051] 1.2 外侧的外壳板 [0052] 1.3 中间的外壳板 [0053] 1.4 轴壳 [0054] 1.5 密封环 [0055] 1.6 密封环 [0056] 2 泵吸入口 [0057] 3 齿轮(随动的) [0058] 4 齿轮(驱动的) [0059] 5 泵轴 [0060] 5.1 联接端部 [0061] 5.2 成型部 [0062] 5.3 摩擦面 [0063] 6 支承轴 [0064] 6.1、6.2 轴套 [0065] 7.1、7.2 轴孔 [0066] 8.1、8.2 轴套 [0067] 9 联轴器套 [0068] 10 容纳孔 [0069] 11 制动环 [0070] 11.1 制动面 [0071] 12 卡环 [0072] 13 容纳口 [0073] 14 轴密封环 [0074] 15 承载环 [0075] 16 制动节段 [0076] 16.1 分制动面 [0077] 17 弹簧环 [0078] 18 轴颈 [0079] 19 轴颈孔 [0080] 20 密封环 [0081] 21 连接件 [0082] 22.1、22.2 O型环 [0083] 23 冲洗通道 [0084] 24 止推轴承 [0085] 25 密封唇 [0086] 26 环形空腔 [0087] 27 通道 [0088] 28 轴肩 [0089] 29 壳凸肩 [0090] 30 轴衬套 [0091] 31 空隙 |
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