专利名称：齿轮泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及要特别地用于橡胶混合物的容积泵，更具体地说，涉及齿轮泵。
容积齿轮泵用于高黏性塑料材料是众所周知的，例如在公告US5,120,206中所述。这种类型的泵采用一种齿轮系统，所述齿轮系统包括一个马达驱动的驱动齿轮，即“驱动轮”，和与所述第一齿轮相啮合因而被驱动转动的第二齿轮，还有给料螺杆，其使得能够向所述泵加压供给高黏性的塑料材料。
所述橡胶混合物也具有非常高的黏性，这对于驱动齿轮产生了非常大的阻力扭矩。这种阻力扭矩总是很大，因为其需要通过增大所述齿轮的宽度来实现高流量。所述困难是如此之大，以至于齿轮泵在橡胶的应用中，经常会发生所述齿轮损坏的情况。
另外，实现橡胶混合物的高流量要受到发热方面的限制，因为流量的增加，其主要是齿轮的转动速度增加的函数，伴随着所述橡胶混合物温度的大幅度增加；现在，这种温度必须得到控制同时要特别限制其增加，以避免所述混合物的早期硫化。
本发明的目的在于克服所有所述的缺点。
根据本发明，所述齿轮泵，特别是用于橡胶混合物的齿轮泵，包括一个包围空间，其中转动着一个包括有中央齿轮的齿轮组，所述中央齿轮与其它两个外围齿轮协同工作，所述泵包括至少一个给料室，其中工作着至少一个用于将材料经至少一个通道口传递到所述包围空间中的给料装置，每个齿轮直接由驱动扭矩和预应力装置来驱动，且处于所述轮齿之间的预应力装置保证了所述中央齿轮与两个外围齿轮之间的啮合区的密封接触。
这种构造，一方面允许将驱动扭矩传递到所述齿轮系统中的各齿轮上，另一方面，允许在所述三个齿轮之间较好地分配力，这使得所述泵更加可靠和坚固。
根据本发明的一种特性，所述给料室包括通往所述包围空间的两个通道口，所述两个通道口相对于所述中央齿轮的中心对称地配置，以及相对于所述中央齿轮的中心对称地配置的两个混合物出口，使得每个通道口对于一个出口相对于径直穿过投影到垂直于所述齿轮轴的一个平面上的所述三个齿轮中心的直线对称地配置。
因此，所述橡胶混合物的通往所述包围空间中的路径被最小化，这也限制了所述温度的增加。
通过参照附图阅读根据本发明的容积泵的实施例的一个实例，本发明的其它特性和优势将变得明显而易于理解，其中—
图1是沿着图2中显示的I-I线穿过根据本发明的泵获得的局部纵向剖面；—图2是沿着图1中所显示的II-II线穿过根据本发明的泵获得的放大的径向剖面；—图3是沿着图2中显示的III线穿过根据本发明的泵的给料区获得的工作剖面；—图4是沿着图2中显示的IV线穿过根据本发明的泵的出料区(delivery zone)获得的工作剖面；—图5是沿着图1中显示的V线穿过处于所述泵的所述轮齿之间的预应力装置获得的局部剖面。
在图1和2中，齿轮泵1包括本体10，本体10包括带有齿轮组2的包围空间12，其功能是计量性地(volumetrically)抽吸。
该齿轮组2包括一个中央齿轮4，其分别与两个外围齿轮3和5相配合工作。
两个外围齿轮3、5中的每一个分别与中央齿轮4相啮合，但外围齿轮并不与中央齿轮相接触，以特别避免所述齿轮中的一个被另一个所驱动，因为每个齿轮3、4、5都直接由马达所驱动以便使所述泵更为可靠，如先前所述。当然，可以采用一个带有特殊的减速齿轮的单个的马达将动力传递到各个齿轮。
两个齿轮3和5相对于中央齿轮4的中心对称地配置，所述中央齿轮包括奇数的轮齿数。因此，当考虑中央齿轮4时，应该注意所述力是对称的因而相互抵消掉了。
两个外围齿轮3和5直径相同，且在每个所述齿轮的每一面分别配有用于齿轮3的侧板6和7以及用于齿轮5的侧板8和9。所述侧板6、7、8、9，其直径大于或等于所述齿轮3和5的轮齿的端部的直径，使得橡胶混合物作用在所述泵的侧壁上的侧向剪切力能够被防止，这有效地减小了作用在所述混合物上的剪切力。另外，齿轮3和5的小尺寸使得在所述轴上产生较低的力。
另外，对于每个外围齿轮3、5，在中央齿轮4的轮齿和各外围齿轮3和5之间配有预应力装置，使得通过使所述齿轮3和5伸出悬臂(cantilevering)并通过将泄漏的橡胶混合物排泄到大气压力，利用侧板6、7、8、9能够产生一种动态密封系统。
由于作用于齿轮3和5的预应力装置相同，以下将参照图1和5，只对作用在齿轮5上的预应力装置进行描述。
所述预应力装置包括接合到通道口中的螺钉25，螺钉25同时穿过用于向齿轮5的轴51传递动力的驱动轴以及所述轴51。所述螺钉还穿过拱顶形的楔形件26，其拱顶侧壁分别接触着所述驱动轴的侧壁111以及轴51的侧壁511，使得螺钉25的夹紧力通过楔形件26在驱动轴11和轴51之间产生一个扭转力矩。这种预应力作用在由与箭头F所表示的泵转动方向相同的方向。
所述橡胶混合物经位于侧板6、7、8和9上的出口从齿轮3和5流出，且其方位角得到了精确地定位，如图2中所显示的那样。
本体10带有主要包括螺杆15的给料装置，螺杆15在给料室16中转动。
在不背离本发明的范围的情况下，可以考虑采用多个螺杆通往一个且相同的储存室中。
给料和增压室16包括，处于与所述齿轮组2相对的一面上，用于供给所述泵的给料口(没有示出)。
在给料室16的另一端，配有两个在给料和增压室16以及包含齿轮组2的包围空间12之间提供连通的通道口，如图3中所显示。
通道口17、18相对于中央齿轮4的中心彼此对称地配置，使得它们分别被靠近所述中央齿轮和一个外围齿轮配置。
包围空间12通向所述混合物的两个出口19和20，也相对于中央齿轮4的中心彼此对称地配置，使得它们各自靠近所述中央齿轮和一个所述外围齿轮配置，结果使得各通道口17、18对于出口19、20，相对于穿过投影到垂直于所述齿轮轴线的平面的三个齿轮3、4、5中心的直线大致对称地配置。
这种构造使得能够优化橡胶混合物所穿过的路径，这是通过将所述路径最小化来实现的，这将在以后更清楚地看出。
这样，进入包围空间12的入口区和出料区(delivery zone)之间的距离被最小化了，这也使得更易于保证密封。
最后，所述轮齿的形状已经被优化，以便在包围空间12中传送所述混合物。轮齿轴(tooth axes)的容量越大越好，但是周围剪切平面被减小了。
出口19和20分别通往两个通道，图4中只显示了对应于开口19的通道19′。两个通道在连接区域22连接起来形成一直延伸到出口24的通道23。
以下将参照附图2、3和4，对如先前所描述的根据本发明的齿轮泵的运行进行简单的说明。
橡胶混合物经开口(没有示出)被引入到给料室16中，其形态可以采用均匀的条形或颗粒。所述混合物就这样被分配到给料螺杆15。
在给料室16中，所述橡胶混合物在压力下被输送直达通道口17和18，通道口17和18将橡胶混合物引导到包围空间12中，通道口17和18通往相对于主齿轮4中心的相对侧，如图2中所显示。分别从开口17和18出来的混合物的两部分，将按照采用图2中所显示的箭头的路径被标识为B和C。
这样，混合物B中的一部分通过外围齿轮5的齿根直达出口19，而混合物B中的另一部分沿着相反的转动方向通过中央齿轮4的齿根直达出口20。
以相同的方式，混合物流C中的一部分通过外围齿轮3的齿根直达出口20，而另一部分沿着相反的转动方向通过齿轮4的齿根直达出口19。
齿轮3和5的轮齿分别与齿轮4的轮齿相接触地预紧安装，防止了所述混合物在齿轮3和4或者5和4之间的爬行。
混合物流B和C所穿过的路径，可以清楚地看出，相当地短，这显著地抑止了这个区域中温度的增加。
从出口19和20出来的流B和C，如图4中所显示，然后进入通道19′和对应于开口20的通道(没有示出)，然后所述流在连接区22中汇合而流过通道23到达出口24。
权利要求
1.一种特别用于橡胶混合物的齿轮泵(1)，其包括包围空间(12)，包围空间中转动着一个包括有中央齿轮(4)的齿轮组，所述中央齿轮(4)与另外两个外围齿轮(3，5)协同工作，所述泵包括至少一个给料室(15)，给料室中工作着至少一个给料装置用于经至少一个通道口(17，18)将材料传输到所述包围空间(12)，每个齿轮(3，4，5)直接由驱动扭矩和预应力装置(25，26)来驱动，所述预应力装置介于齿之间以保证中央齿轮(4)与两个外围齿轮(3，5)中的每一个的啮合区域的密封接触。
2.根据权利要求1所述的泵，其中对于每个外围齿轮(3，5)，所述预应力装置通过齿轮周围的两组侧板(6，7，8，9)保证了紧密性，所述侧板的直径大于或等于所述齿轮的轮齿端面的直径。
3.根据权利要求1或2中任何一项所述的泵，其中对于每个外围齿轮，所述预应力装置包括螺钉(25)，螺钉(25)通过圆顶的楔形件(26)与用于传递动力给轴(51)以驱动所述齿轮(5)的驱动轴(11)和所述驱动轴(51)协同工作，以便在所述两个轴(11，51)之间施加扭转力矩。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的泵，其中两个外围齿轮(3，5)相对于中央齿轮(4)的中心对称地配置，所述中央齿轮具有奇数的齿数。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的泵，其中两个外围齿轮(3，5)具有小于中央齿轮(4)的直径。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的一种泵，其中给料室(15)包括两个通往包围空间(12)的通道口(17，18)，所述两个通道口(17，18)相对于中央齿轮(4)的中心对称地配置，以及相对于所述中央齿轮的中心对称地配置的两个用于所述混合物的出口(19，20)，使得对于出口(19，20)，每个通道口(17，18)相对于穿过投影到垂直于所述齿轮轴的一个平面的三个齿轮(3，4，5)的中心的直线大致对称地配置。
全文摘要
本发明涉及一种特别用于橡胶混合物的齿轮泵，其包括其中转动着一个包括有中央齿轮(4)的齿轮组的包围空间(12)，所述中央齿轮(4)与两个其它的外围齿轮(3，5)协同工作，所述泵包括至少一个给料室，所述给料室中至少工作着一个给料装置用于将所述材料经至少一个通道口(17，18)传输到所述包围空间(12)，每个齿轮(3，4，5)直接由驱动扭矩来驱动，介于所述齿之间的预应力装置保证了中央齿轮(4)与两个外围齿轮(3，5)中的每一个之间的啮合区域的密封接触。
文档编号F04C15/00GK1543541SQ02815982
公开日2004年11月3日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年8月16日
发明者F·科泰, F 科泰 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司