(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシング（１２）、運転圧力（ＰＢ）の形成のためのポンプユニット（１４）、該ポンプユニット（１４）の駆動のために前記ポンプケーシング（１２）内の軸貫通部を貫通して案内された駆動軸（１６）、及び前記ポンプケーシング（１２）の軸貫通部を密閉するためのシールユニット（１８）を備える液体ポンプ（１０）であって、
前記ポンプユニット（１４）は、２つの歯車（３８，４０）を有し該２つ歯車（３８，４０）のうちの１つ（３８）が前記駆動軸（１６）を介して駆動される歯車装置であり、
前記ポンプケーシング（１２）は、前記駆動される歯車（３８）の第１の側に、前記軸貫通部を有しており且つ前記駆動される歯車（３８）の、前記軸貫通部とは反対側の第２の側に、凹部（２６）を備えた１つのシール面（２８）を有しており、
前記凹部（２６）と前記ポンプユニット（１４）内の１つの室（３６）とを接続するための通路（３４）が設けられており、
前記ポンプユニット（１４）内の前記室（３６）は、２つの歯車（３８，４０）の歯間の１つの空間であって、歯間スペースの増大に基づき負圧が発生する空間であり、これにより、駆動軸（１６）における力の釣り合いが形成されることを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
ポンプケーシング（１２）、運転圧力（ＰＢ）の形成のためのポンプユニット（１４）、該ポンプユニット（１４）の駆動のために前記ポンプケーシング（１２）内の軸貫通部を貫通して案内された駆動軸（１６）、及び前記ポンプケーシング（１２）の軸貫通部を密閉するためのシールユニット（１８）を備える液体ポンプ（１０）であって、
前記ポンプユニット（１４）は、２つの歯車（３８，４０）を有し該２つの歯車（３８，４０）のうちの１つ（３８）が前記駆動軸（１６）を介して駆動される歯車装置であり、前記ポンプケーシング（１２）は、前記駆動される歯車（３８）の、第１の側に前記軸貫通部を有しており且つ前記駆動される歯車（３８）の、前記軸貫通部とは反対側の第２の側に、凹部（２６）を備えた１つのシール面（２８）を有しており、
前記凹部（２６）と１つの蓄え室（４４）との間の接続のための管路（４２）が設けられており、これにより駆動軸（１６）における力の釣り合いが形成されることを特徴とする液体ポンプ。
【請求項３】
前記凹部（２６）と前記ポンプユニット（１４）内の１つの室（３６）とを接続するための通路（３４）が設けられており、前記室（３６）は、２つの歯車（３８，４０）の歯間の１つの空間であって、歯間スペースの増大に基づき負圧が発生する空間である、請求項２に記載の液体ポンプ。
【請求項４】
前記凹部（２６）と１つの蓄え室（４４）との間の接続のための管路（４２）が設けられている請求項１に記載の液体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の液体ポンプに関する。
【０００２】
主に歯車ポンプとして形成される液体ポンプは、回転自在に配置された駆動軸を有しており、駆動軸は液体ポンプのポンプケーシング内に挿入案内されている。ポンプケーシング内には、少なくとも１つの歯車を備えていてポンプ機能を有するポンプユニットが配置されている。駆動軸は、ポンプケーシングの一方の側でのみ挿入案内されていて、駆動エネルギーを少なくとも１つの歯車に伝達するようになっている。挿入案内のための孔は、例えば半径方向軸シールリングとして形成された１つのシールユニットを用いて密閉されねばならない。液体ポンプが運転圧力ＰＢを形成する場合に、若しくは液体ポンプが予圧Ｐｖによって負荷される場合に、シールユニットは、該シールユニットによってポンプケーシングを周囲に対して密閉するために、発生する軸方向負荷を受け止める。軸方向負荷Ｆは、軸のシール直径Ｄ及び作用している予圧Ｐｖに基づき次の式：
【数１】
0005583025.tif 000002
で求められる。
【０００３】
独国特許出願公開第１９９２４０５７Ａ１号明細書に記載されている液体ポンプは、ポンプケーシング及び、ポンプケーシング内に配置されていて液体の運転圧力を形成するためのポンプ要素を備えている。ポンプ要素の駆動のために、駆動側及び被動側でポンプケーシング内に挿入案内された駆動軸が設けられており、駆動軸は軸受ユニットを介してポンプケーシング内に支承されている。挿入案内孔はシールユニットによって密閉されている。液体ポンプの負荷時には、シールユニットの領域内の圧力下の液体は、シールユニットに向けられた少なくとも１つの圧力場とシールユニットとは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力場とを形成している。
【０００４】
請求項１に記載の本発明に係る液体ポンプは、公知技術と異なり、圧力による軸線方向の力の非対称的な形成を特徴としている。つまり、予圧により負荷される各面は、互いに異なる大きさである。液体ポンプが予圧で負荷される際に液体ポンプ内に発生する軸線方向力（上記軸方向負荷Ｆ）は、予圧に依存して形成される圧力による軸線方向の力の非対称的な形成により補償することができる。即ち、駆動軸における力の釣り合いが形成される。これにより、液体ポンプの軸受ユニットは、半径方向の力のみを受け止めればよく、従って、軸受ユニットを簡略化することができ、ひいてはコストを節減することができる。有利には、シールユニットにおける圧力負荷が減少される。シールユニットは減少された圧力を受け止めればよいので、シールユニットを極めて安価に形成することができる。
【０００５】
従属請求項に記載の構成によれば、独立請求項に記載の発明に係る液体ポンプの有利な改良が可能である。
【０００６】
圧力による軸線方向の力の非対称的な形成を達成するために、シールユニットに向けられた圧力による軸線方向の力は、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力による軸線方向の力よりも大きくなっている。このような構成により、ポンプケーシングの周囲に対する最適な密閉が得られる。ポンプユニットが複数の歯車を有している場合には、圧力を受ける面は各歯車に分配される。
【０００７】
特に有利には、シールユニットに向けられた圧力による軸線方向の力は、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力による軸線方向の力よりも、駆動軸の横断面の面積に応じた力（上記軸方向負荷Ｆ）だけ大きくなっている。
【０００８】
シールユニットに向けられた圧力による軸線方向の力の増大は、簡単であり、液体ポンプの１つのシール面における凹部によって経済的に行われている。このような構成により、予圧で負荷される各面は、互いに異なる大きさになっている。この場合には、シールユニットに対して圧力作用のない面が発生している。
【０００９】
（削除）
【００１０】
予圧の、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力による軸線方向の力は、予圧の、シールユニットに向けられた圧力による軸線方向の力よりも小さく規定されているので、シールユニットに対して圧力作用のない面が発生している。該圧力作用のない面を簡単かつ安価な構成によって負荷軽減するために、有利には、凹部とポンプユニット内の１つの室とを接続するための通路が設けられている。
【００１１】
ポンプユニットは歯車装置である。この場合に、ポンプユニット内の室は、２つの歯車の歯間の１つの空間、即ちいわゆる歯間スペースである。有利には、歯間の遠のきかみ合いにより画定される歯間スペースが用いられ、このような構成により、歯間スペースの増大に基づき負圧が発生する。
【００１２】
さらに、圧力作用のない面の負荷軽減のために、凹部と１つの蓄え室との間の接続のための管路を設けることができ、蓄え室は負荷軽減の簡単かつ経済的な調節を可能にしている。
【００１３】
次に、本発明の有利な実施の形態を図面に示して詳細に説明する。図面において、同一若しくは類似の機能を有する構成部分には同一の符号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る液体ポンプの概略的な縦断面図である。
【図２】本発明に係る液体ポンプの概略的な横断面図である。
【００１５】
図１には、本発明に係る液体ポンプ１０が示してあり、液体ポンプ１０は歯車ポンプとして形成され、ポンプケーシング１２を有しており、ポンプケーシング１２は、吸込側の入口４８及び吐出側の出口５０を備える内室４６を有している。ポンプケーシング１２内には、密閉すべき軸貫通部を介して、回転自在に配置された駆動軸１６が案内されており、駆動軸１６は、ポンプケーシング１２の内室４６内に配置されたポンプユニット１４を駆動する。
【００１６】
ポンプユニット１４は、液体を吐出して、液体の相応に高い圧力レベルを形成するために、即ち所定の運転圧力ＰＢを形成するために用いられる。この場合に液体は、液体ポンプ１０の吸込側から吐出側に送られる。このために、ポンプユニット１４は有利には歯車装置を有しており、歯車装置は、図２に示すように一般的に少なくとも２つの歯車３８，４０を含んでおり、２つの歯車３８，４０のうちの１つは駆動軸１６を介して駆動される。液体ポンプは、歯車等の配置及び大きさに応じて、有利には、外歯車ポンプ、内歯車ポンプ、トロコイド内歯車ポンプ若しくはねじポンプであってよい。液体ポンプ１０は、圧送すべき液体を通常一様に吐出する。
【００１７】
駆動軸１６はポンプケーシング１２内に軸受ユニット５２，５４を介して回転自在に支承されている。軸貫通部と駆動軸１６との間には、軸シールリングとして形成されたシールユニット１８が、ポンプケーシング１２を駆動軸１６に沿って外部に対して、若しくは周囲に対して密閉するために設けられている。軸シールリングとしてのシールユニット１８は、ポンプケーシング１２の切欠き内に密着した状態で配置されている。有利にはシールユニット１８は、駆動軸１６の表面を半径方向で締め付ける半径方向軸シールリングとして形成されている。軸シールリング１８は、液体ポンプ１０に作用せしめられる所定の予圧Ｐｖ及びポンプケーシング１２内に発生する運転圧力ＰＢに対応して形成され、つまり、軸シールリング１８は、軸シールリング自体の機能を満たすための圧力レベルに応じて、十分に大きな半径方向力を発生するようになっていなければならない。液体ポンプ１０が予圧Ｐｖで負荷される場合に、シールユニット１８の領域内の圧力下の液体は、シールユニット１８において、軸線方向の力Ｆ（上記軸方向負荷）と、シールユニット１８に向けられた圧力による軸線方向の力２０とシールユニット１８とは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力による力２２とを形成する。
【００１８】
予圧Ｐｖにより発生して直接に液体ポンプ１０内に作用する軸線方向の力Ｆを補償するために、本発明によれば、圧力による軸線方向の力２０，２２の非対称的な形成が行われている。図示の実施の形態によれば、シールユニット１８に向けられた圧力による軸線方向の力２０は、シールユニット１８とは逆方向に向けられた圧力による軸線方向の力２２よりも大きくなっている。有利には、シールユニット１８に向けられた圧力による軸線方向の力２０は、シールユニット１８とは逆方向に向けられた圧力による軸線方向による力２２よりも、駆動軸１６の横断面２４の面積に対応する軸線方向の力Ｆの分だけ大きくなっている。
【００１９】
シールユニット１８に向けられた圧力による軸線方向の力２０の増大は、図２の実施の形態によれば、液体ポンプ１０の１つのシール面２８内の凹部２６によって行われている。圧力が作用しない面を画成する凹部２６の負荷軽減のために、凹部２６とポンプユニット１４内の１つの室３６とを接続するための通路３４が設けられている。ポンプユニット１４内の室３６は、有利には両方の歯車３８，４０の歯間の１つの空間である。さらに、凹部として形成されかつ圧力が作用しない面２６の上記負荷軽減に加えて、凹部と蓄え室４４との間の接続のための管路４２が設けられている。もちろん負荷軽減のための上記構成を単独に設けることも可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  液体ポンプ、  １２  ポンプケーシング、  １４  ポンプユニット、  １６  駆動軸、  １８  シールユニット、  ２６  凹部、  ２８  シール面、    ３４  通路、  ３６  室、  ３８，４０  歯車、  ４２  管路、  ４６  内室、  ４８  入口、  ５０  出口、  ５２，５４  軸受ユニット
【図１】
0005583025.tif 000003
【図２】
0005583025.tif 000004