(57)【要約】  ギヤポンプは、ポンプハウジング（２）によって囲まれた噛合いギヤ（１，１’）と、縦軸（９，１０）方向に配置された軸受ジャーナル（５，６）とを有し、各軸受ジャーナルが前記ギヤ（１，１’）から横に突出し、前記軸受ジャーナル（５，６）の少なくとも１つが少なくともその一部にわたって軸方向延長部を有し、軸受ジャーナル直径（ＤＬ）が関連する前記ギヤ（１，１’）の歯部の歯底円直径（ＤＦ）の９０％〜１００％の範囲にあるギヤポンプであって、歯部の幅ｂは前記縦軸（９，１０）の軸距離ａの少なくとも２倍の大きさを有し、前記ギヤ（１，１’）は前記縦軸（９，１０）と平行に延びる。【選択図】図３
2016536502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング（２）によって囲まれた噛合いギヤ（１，１’）と、縦軸（９，１０）上に配置された軸受ジャーナル（５，６）とを有し、各軸受ジャーナルが前記ギヤ（１，１’）から横に突出し、前記軸受ジャーナル（５，６）の少なくとも１つが少なくともその一部にわたって軸方向延長部を有し、軸受ジャーナル直径（ＤＬ）が関連する前記ギヤ（１，１’）の歯部の歯底円直径（ＤＦ）の９０％〜１００％の範囲にあるギヤポンプであって、歯部の幅ｂは前記縦軸（９，１０）の軸距離ａの少なくとも２倍の大きさを有し、前記ギヤ（１，１’）が前記縦軸（９，１０）と平行に延びることを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記歯部の幅ｂが最大でも前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤ（１，１’）の歯の高さｈの６倍に相当することを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ上限が前記軸距離ａの２倍に相当し、前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの２倍に相当する範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギヤポンプ。
【請求項４】
前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの２倍に相当し、上限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの４倍に相当する範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギヤポンプ。
【請求項５】
前記歯部の幅ｂが、前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤ（１，１’）の歯の高さｈの３倍に相当することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項６】
壁（２６）を有する転位領域（２５）が吸引側に設けられ、この壁が搬送方向に見られ、円形の吸入断面から前記上側歯部平面（２４）のポンプ吸入口につながり、前記転位領域（２５）は、ポンピング媒体の搬送方向において延長部Ｈを有し、前記延長部Ｈは以下の式によって定義され、
2016536502.tif 000008
この式において、αは前記転位領域（２５）の前記壁（２６）の最大開口部角度であり、前記ポンピング媒体の前記搬送方向と連結線の間の最大角度として定義され、かつ出発点（Ａ）から前記壁（２６）の終点（Ｂ）までの前記連結によって与えられることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項７】
前記最大開口角度αが２０°〜５０°の範囲にあり、好ましくは４０°に等しいことを特徴とする請求項６に記載のギヤポンプ。
【請求項８】
前記上側歯部平面（２４）上のポンプ吸入口が矩形であることを特徴とする請求項６または請求項７の何れかに記載のギヤポンプ。
【請求項９】
前記上側歯部平面（２４）上の前記ポンプ吸入口が正方形であることを特徴とする請求項８に記載のギヤポンプ。
【請求項１０】
前記転位領域（２５）の壁（２６）は中央軸（Ｍ）を通過する全ての切断平面の直線上にあることを特徴とする上記の請求項の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項１１】
前記転位領域（２５）の壁（２６）は中央軸（Ｍ）を通過する所定の切断平面の直線において、区分的であることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項１２】
前記転位領域（２５）の壁（２６）が区分的連続的であり、および／または中央軸（Ｍ）を通過する所定の切断平面の直線において区分的であることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項１３】
前記切断平面の接線が±１０°の最大角度を前記開口角度αで夫々囲むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のギヤポンプ。
【請求項１４】
粘性の高いポリマー溶融体を運搬するための請求項１〜請求項１３の何れか１項に記載のギヤポンプの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載したギヤポンプおよびそのギヤポンプの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤポンプは、主に一対の噛合いギヤから成り、ギヤはハウジングによって囲まれ、縦軸周辺に配置された軸受ジャーナルがギヤから横に突出し、搬送される媒体によって潤滑される平軸受内に設置されている。
【０００３】
ギヤポンプは圧力に影響を受けない搬送特性を有するので、特に吸引側から圧迫側への媒体の搬送に適している。下流に搬送される媒体によって両者間の圧力勾配が確立され、媒体の粘性が高い場合には圧力勾配は特に大きく、それが各ギヤへの力の伝達となる。軸受ジャーナルと滑り軸受によって形成される軸受に力の伝達によって荷重が掛かるので、最大適用圧力勾配は軸受の軸受定格荷重によって制限され、そのため、軸受定格荷重は軸受ジャーナルの強度に、特に軸受ジャーナル直径（bearing journal diameter）に依存することになる。
【０００４】
最大軸受定格荷重を有するギヤポンプは、同じ出願人の欧州特許出願ＥＰ１７９０８５４Ａ１により周知である。この周知のギヤポンプにおいて、軸受ジャーナルは、少なくとも一対の軸方向延長部の一部に、関連するギヤの歯部の歯底円直径（root circle diameter）の９０％〜１００％の範囲にある軸受ジャーナル直径を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特にその充填挙動に関する周知のギヤポンプの更なる改良である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴部に記載した機能によって達成される。本発明の実施の形態および用途は、更なる請求項に明記されている。
【０００７】
したがって、本発明はギヤポンプに関し、このギヤポンプは、ポンプハウジングによって囲まれた噛合いギヤと、縦軸上に配置された軸受ジャーナルとを有し、各軸受ジャーナルが前記ギヤから横に突出し、前記軸受ジャーナルの少なくとも１つが少なくともその一部にわたって軸方向延長部を有し、軸受ジャーナル直径が関連する前記ギヤの歯部の歯底円直径の９０％〜１００％の範囲にある。また、歯部の幅ｂは前記縦軸の軸距離の少なくとも２倍の大きさを有し、前記ギヤが前記縦軸と平行に延びることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂが最大でも前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの歯の高さｈの６倍に相当する。
【０００９】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍に相当し、上限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの２倍に相当する範囲にある。
【００１０】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの２倍に相当し、上限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの４倍に相当する範囲にある。
【００１１】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂが、前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの歯の高さｈの３倍に相当する。
【００１２】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、壁を有する転位領域が吸引側に設けられ、この壁が搬送方向に見られ、円形の吸入断面から前記上側歯部平面のポンプ吸入口につながり、前記転位領域は、ポンピング媒体の搬送方向において延長部Ｈを有し、前記延長部Ｈは、以下の式によって定義され、
2016536502.tif 000003
この式において、αは前記転位領域の前記壁の最大開口部角度であり、前記ポンピング媒体の前記搬送方向と連結線の間の最大角度として定義され、かつ出発点から前記壁の終点までの前記連結によって与えられる。
【００１３】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記最大開口角度αが２０°〜５０°の範囲にあり、好ましくは４０°に等しい。
【００１４】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記上側歯部平面上のポンプ吸入口が矩形である。
【００１５】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記上側歯部平面上の前記ポンプ吸入口が正方形である。
【００１６】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁は中央軸を通過する全ての切断平面の直線上にある。
【００１７】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁は中央軸を通過する所定の切断平面の直線において区分的である。
【００１８】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁が区分的連続的であり、および／または中央軸を通過する所定の切断平面の直線において区分的である。
【００１９】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記切断平面の接線が±１０°の最大角度を前記開口角度αで夫々囲んでいる。
【００２０】
最後に、本発明は、粘性の高いポリマー溶融体を運搬するための、上記実施の形態の１つまたは幾つかに記載のギヤポンプの使用である。
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、軸受ジャーナルを有する周知のギヤの斜視図である。
【図２】図２は、図１による構成の縦軸全体の断面図である。
【図３】図３は、本発明のギヤポンプの上面図およびギヤポンプの縦軸に対して垂直な断面図である。
【図４】図４は、図３の下半分の断面図において詳細に示される、他の実施の形態の吸入口とギヤレベルの間の転位領域の壁の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、歯２０と軸受ジャーナル５，６を有するギヤポンプのギヤ１を示し、このため、軸受ジャーナルを有する第２ギヤや、ハウジング、滑り軸受、駆動装置などのギヤポンプの静止構成要素は単純化のために描かれていない。軸受ジャーナル５，６は、少なくともそれらの軸方向延長部の一部に、ギヤ１の歯底円直径ＤＦの９０％〜１００％の範囲にある軸受ジャーナル直径ＤＬを有している。無論、これも図１に示されていない第２ギヤの軸受ジャーナルに適用される。
【００２４】
ギヤ１の歯２０は正面２２を有し、軸受ジャーナル６に面した歯の正面２２だけを図１に見ることができ、切欠き効果から生じる応力の減衰のための応力最適化転位部１７を示している。応力最適化転位１７部は、例えば軸受ジャーナル６の表面まで延長する１つまたは複数の接線方向に収束する半径にある。
【００２５】
図１に示された一例において、軸受ジャーナル直径ＤＬは、歯底円直径ＤＦとほぼ同じ大きさである。
【００２６】
図２は、ギヤ１の歯溝を通り、かつ軸受ジャーナル５，６またはギヤ１の縦軸９を通る断面図を示している。軸受ジャーナル６に面したギヤ１の面の内、正面２２だけが基本的に露出し、軸受ジャーナル直径ＤＬが歯底円直径ＤＦにほぼ一致することは、明白である。
【００２７】
図１，２に示された周知のギヤポンプに関する明細書が欧州出願公告公報ＥＰ１７９０８５４Ａ１から得られ、これは本願の不可欠な部分を形成している。
【００２８】
図３は、吸引側のポンプ吸入口を示す上面図（図３の上半分）と、縦軸９，１０に垂直なギヤポンプを通る断面図（図３の下半分）である。
【００２９】
断面図（図３の下半分）には、ギヤ１，１’の両方、ギヤ１，１’を収容するポンプハウジング２、ジャーナル５，６（図１）、ならびに吸入口２３が見えている。この吸入口２３は、反応容器に通じる管の形を有してもよく、または反応容器自体でもよく、例えば円錐形の壁を示している。図３において、吸入口角度βで円錐形の吸入口２３が点線で示されている。ポンプ吸入口の高さは「Ｈ」と表示されており、ギヤ１，１’の歯部の真上の平面（以下、「上側歯部平面２４」という）から吸入口２３の下端までの距離に相当する。ポンプ吸入口は、壁２６が吸入口２３の円形断面から上側歯部平面２４の矩形断面まで存在し、ギヤポンプまたはハウジング夫々に属する転位領域２５である。図３の下半分に示された断面図において、転位領域２５の壁２６は、上側歯部平面２４のＡ点と、壁２６の上端をマークする位置Ｂ点によって更に特徴付けられる。
【００３０】
基本的に、吸入口２３の断面が円形断面から逸脱および／または上側歯部平面２４の断面が矩形断面から逸脱することが、本発明の更なる実施の形態において考えられる。
【００３１】
転位領域２５と壁２６は、再び図３による実施の形態に関して、開口角度αを減少させるとき、上側歯部レベル２４の矩形断面（すなわちＡ点）から始まり、高さＨが最大開口角度αに依存し、したがって高さＨが増加することを示している。これにより、開口角度αは、中央軸ＭとＡ点、Ｂ点の連結の間にある角度である。
【００３２】
ギヤポンプを使用して反応容器から粘性の高いポリマー溶融体をポンプで汲むために、吸入口圧の損失ができるだけ低くなること（−ＮＰＳＨとも呼ばれる−）が達成されたことは最も重大なことである。上側歯部平面２４と吸入口２３の端部領域の間の前述の転位領域２５または壁２６が、できるだけ単純に標準的に形成される場合に、これは達成される。特に、円形の反応容器断面または円形の吸入口２３から、更なる転位および端の必要がなく、歯部の真上の矩形断面（すなわち上側歯部平面２４）にできるだけ単純で標準的な転位が形成されるべきである。
【００３３】
ポンプ吸入口の断面において、上側歯部平面２４はできるだけ正方形、好ましくは正方形に選択され、円形の反応容器断面または円形の吸入口２３夫々から、上側歯部平面２４の矩形断面への有利な転位状態は、可能な限り最良に実現される。
【００３４】
歯部の幅ｂが軸９，１０の距離の寸法の少なくとも２倍の場合、歯部の幅ｂは、軸９，１０に平行なギヤ１，１’の延長部であるので、本発明のギヤポンプの第１の実施の形態が達成されたことが明白になった。
【００３５】
一方、他の実施の形態において、歯部の幅ｂは、軸の距離の２倍、かつギヤ１，１’の歯の高さｈの６倍という最大限度によって制限される。
【００３６】
明細書の更なる実施の形態Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが以下に記載されている。これは歯部の幅ｂの設定される範囲である。
実施の形態Ｉ：
2016536502.tif 000004
実施の形態ＩＩ：
2016536502.tif 000005
実施の形態ＩＩＩ：
2016536502.tif 000006
【００３７】
実施の形態ＩＩＩは図３に示され、その角が吸入口２３の内径ＤＥに整合する場合、上側歯部平面２４の吸入口断面がどのように正確に正方形と一致するのかを示している。
【００３８】
ここで、本発明の更なる実施の形態において提案されているように、最大開口角度αは２０°〜５０°の範囲、特に４０°に等しくなるように選択され、転位領域の高さＨは、最大開口角度αと歯部の幅ｂの関数として以下のように減少する。
2016536502.tif 000007
ここで、最大開口角度αの定数に対して、転位領域の高さＨが歯部の幅ｂに正比例することを意味している。高さＨに関する前述の説明による本発明の実施の形態について、極めて低い挿入圧力損失（ＮＰＳＨ）を得られるだけでなく、短い転位領域２５も得られ、それによって、ギヤポンプと反応容器からなる完全な組立体の構造高さが最適化されて最小になる。
【００３９】
図３から、本発明の一実施の形態により提供されたように、Ａ点とＢ点の間の直線連結が存在することは明らかである。転位領域２５の壁２６のこの直線の進路の変更態様において、本発明の更なる実施の形態では、Ａ点とＢ点の両方の位置は、連結点（出発点と終了点）と同じままであるのに対し、これらのＡ点とＢ点の間の進路は、ある程度自由裁量で動くことができると考えられる。例えば、更なる実施の形態では、Ａ点とＢ点の間の壁２６の進路は、直線において区分的にのみ生じることが提供されている。図４は実行可能な実施の形態を示し、そのためのＡ点とＢ点の間の連結が再び開口角度αによって画定されるが、壁２６の実際の進路は、Ａ点とＢ点の間にあるＣ点を介して通過する。壁２６の実際の進路は、Ａ点とＢ点の間の連結線から角度σによってＡ点において逸脱し、Ｂ点とＡ点の間の連結線から角度γによってＢ点において逸脱する。これによってＣ点を介する壁２６の区分的な直線の進路が生じることになる。
【００４０】
角度γ，σの両方は±１０°の角度範囲でもよく、好ましくは±５°の角度範囲内であって、それによって、角度γ，σの両方が等しいサイズであることは必要でない。むしろ、Ｃ点が好適な位置に配置されるように、角度γ，σの個々の値が選択される。
【００４１】
しかしながら、原則として、Ａ点とＢ点の間の連結と、それとともに壁２６が直線上で動く必要は何れもない。Ａ点とＢ点の間の連続曲線または区分的連続曲線と区分的直線部分を組合せもむしろ考えられる。それによって、曲線の任意の点の接線も同様に、接線と、Ａ点とＢ点間の直線連結線の間の角度の大きさγ，σに関する上述の基準を満たすとするからである。
【００４２】
Ａ点とＢ点間の直線連結からの逸脱に関して考えられる理由は、例えば吸入口２３の液体温度制御のための加熱孔３０（図４）である。
【００４３】
図３の上半分から明白なように、同じ実施の形態に関しては、図示の切断平面（図３の下部分）や、この切断平面に垂直な切断平面において、角度αは最大である。前述の切断平面から逸脱する切断平面（図３（上半分）に示された、この切断平面に対して垂直な切断平面）を考える場合、開口角度αは、このような逸脱する切断平面においてより小さい。点Ｄを通って位置する切断平面において、開口角度αはゼロに等しい。このような理由で、開口角度αは常に最大角度と呼ばれ、これは図３に示される切断平面において特定の実施の形態、またはこの切断平面に対して垂直な場合に生じる。
【図１】
2016536502.tif 000009
【図２】
2016536502.tif 000010
【図３】
2016536502.tif 000011
【図４】
2016536502.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月2日(2015.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング（２）によって囲まれた噛合いギヤ（１，１’）と、縦軸（９，１０）方向に配置された軸受ジャーナル（５，６）とを有し、各軸受ジャーナルが前記ギヤ（１，１’）から横に突出し、前記軸受ジャーナル（５，６）の少なくとも１つが少なくともその一部にわたって軸方向延長部を有し、軸受ジャーナル直径（ＤＬ）が関連する前記ギヤ（１，１’）の歯部の歯底円直径（ＤＦ）の９０％〜１００％の範囲にあるギヤポンプであって、
歯部の幅ｂは前記縦軸（９，１０）の軸距離ａの少なくとも２倍の大きさを有し、前記ギヤ（１，１’）は前記縦軸（９，１０）と平行に延び、
壁（２６）を有する転位領域（２５）が吸引側に設けられ、この壁が搬送方向で見られ、円形の吸入断面から前記上側歯部平面（２４）のポンプ吸入口につながり、前記転位領域（２５）は、ポンピング媒体の搬送方向において延長部Ｈを有し、前記延長部Ｈは以下の式によって定義され、
2016536502.tif 000013
この式において、αは前記転位領域（２５）における前記壁（２６）の最大開口部角度であり、前記ポンピング媒体の前記搬送方向と連結線の間の最大角度として定義され、かつ出発点（Ａ）から前記壁（２６）の終点（Ｂ）までの前記連結によって与えられることを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記歯部の幅ｂが最大でも前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ前記ギヤ（１，１’）の歯の高さｈの６倍に相当することを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記歯部の幅ｂの下限が前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ前記歯部の幅ｂの上限が前記軸距離ａの２倍に相当し、これが前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの２倍に相当する範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギヤポンプ。
【請求項４】
前記歯部の幅ｂの下限が前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの２倍に相当し、その上限が前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ前記ギヤ（１，１’）の前記歯の高さｈの４倍に相当する範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギヤポンプ。
【請求項５】
前記歯部の幅ｂが、前記軸距離ａの２倍に相当し、かつ前記ギヤ（１，１’）の歯の高さｈの３倍に相当することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項６】
前記最大開口角度αが２０°〜５０°の範囲にあり、好ましくは４０°に等しいことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項７】
前記上側歯部平面（２４）上の前記ポンプ吸入口が正方形であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項８】
前記転位領域（２５）における前記壁（２６）は中央軸（Ｍ）を通過する全ての切断平面の直線上で動くことを特徴とする上記の請求項の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項９】
前記転位領域（２５）における前記壁（２６）は中央軸（Ｍ）を通過する所定の切断平面の直線において、区分的に動くことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項１０】
前記転位領域（２５）における前記壁（２６）が区分的連続的に動き、および／または中央軸（Ｍ）を通過する所定の切断平面の直線において区分的に動くことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のギヤポンプ。
【請求項１１】
前記切断平面の接線が±１０°の最大角度を前記開口角度αで夫々囲むことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のギヤポンプ。
【請求項１２】
粘性の高いポリマー溶融体を運搬するためのる請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載のギヤポンプの使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載したギヤポンプおよびそのギヤポンプの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤポンプは、主に一対の噛合いギヤから成り、ギヤはハウジングによって囲まれ、縦軸周辺に配置された軸受ジャーナルがギヤから横に突出し、搬送される媒体によって潤滑される平軸受内に設置されている。
【０００３】
ギヤポンプは圧力に影響を受けない搬送特性を有するので、特に吸引側から圧迫側への媒体の搬送に適している。下流に搬送される媒体によって両者間の圧力勾配が確立され、媒体の粘性が高い場合には圧力勾配は特に大きく、それが各ギヤへの力の伝達となる。軸受ジャーナルと滑り軸受によって形成される軸受に力の伝達によって荷重が掛かるので、最大適用圧力勾配は軸受の軸受定格荷重によって制限され、そのため、軸受定格荷重は軸受ジャーナルの強度に、特に軸受ジャーナル直径（bearing journal diameter）に依存することになる。
【０００４】
最大軸受定格荷重を有するギヤポンプは、同じ出願人の欧州特許出願ＥＰ１７９０８５４Ａ１により周知である。この周知のギヤポンプにおいて、軸受ジャーナルは、少なくとも一対の軸方向延長部の一部に、関連するギヤの歯部の歯底円直径（root circle diameter）の９０％〜１００％の範囲にある軸受ジャーナル直径を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特にその充填挙動に関する周知のギヤポンプの更なる改良である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴部に記載した機能によって達成される。本発明の実施の形態および用途は、更なる請求項に明記されている。
【０００７】
したがって、本発明はギヤポンプに関し、このギヤポンプは、ポンプハウジングによって囲まれた噛合いギヤと、縦軸上に配置された軸受ジャーナルとを有し、各軸受ジャーナルが前記ギヤから横に突出し、前記軸受ジャーナルの少なくとも１つが少なくともその一部にわたって軸方向延長部を有し、軸受ジャーナル直径が関連する前記ギヤの歯部の歯底円直径の９０％〜１００％の範囲にある。また、歯部の幅ｂは前記縦軸の軸距離の少なくとも２倍の大きさを有し、前記ギヤが前記縦軸と平行に延びることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂが最大でも前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの歯の高さｈの６倍に相当する。
【０００９】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍に相当し、上限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの２倍に相当する範囲にある。
【００１０】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂは、下限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの２倍に相当し、上限が前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの前記歯の高さｈの４倍に相当する範囲にある。
【００１１】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記歯部の幅ｂが、前記軸距離ａの２倍、かつ前記ギヤの歯の高さｈの３倍に相当する。
【００１２】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、壁を有する転位領域が吸引側に設けられ、この壁が搬送方向に見られ、円形の吸入断面から前記上側歯部平面のポンプ吸入口につながり、前記転位領域は、ポンピング媒体の搬送方向において延長部Ｈを有し、前記延長部Ｈは、以下の式によって定義され、
2016536502.tif 000014
この式において、αは前記転位領域の前記壁の最大開口部角度であり、前記ポンピング媒体の前記搬送方向と連結線の間の最大角度として定義され、かつ出発点から前記壁の終点までの前記連結によって与えられる。
【００１３】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記最大開口角度αが２０°〜５０°の範囲にあり、好ましくは４０°に等しい。
【００１４】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記上側歯部平面上のポンプ吸入口が矩形である。
【００１５】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記上側歯部平面上の前記ポンプ吸入口が正方形である。
【００１６】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁は中央軸を通過する全ての切断平面の直線上にある。
【００１７】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁は中央軸を通過する所定の切断平面の直線において区分的である。
【００１８】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記転位領域の壁が区分的連続的であり、および／または中央軸を通過する所定の切断平面の直線において区分的である。
【００１９】
本発明の他の実施の形態のギヤポンプでは、前記切断平面の接線が±１０°の最大角度を前記開口角度αで夫々囲んでいる。
【００２０】
最後に、本発明は、粘性の高いポリマー溶融体を運搬するための、上記実施の形態の１つまたは幾つかに記載のギヤポンプの使用である。
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、軸受ジャーナルを有する周知のギヤの斜視図である。
【図２】図２は、図１による構成の縦軸全体の断面図である。
【図３】図３は、本発明のギヤポンプの上面図およびギヤポンプの縦軸に対して垂直な断面図である。
【図４】図４は、図３の下半分の断面図において詳細に示される、他の実施の形態の吸入口とギヤレベルの間の転位領域の壁の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、歯２０と軸受ジャーナル５，６を有するギヤポンプのギヤ１を示し、このため、軸受ジャーナルを有する第２ギヤや、ハウジング、滑り軸受、駆動装置などのギヤポンプの静止構成要素は単純化のために描かれていない。軸受ジャーナル５，６は、少なくともそれらの軸方向延長部の一部に、ギヤ１の歯底円直径ＤＦの９０％〜１００％の範囲にある軸受ジャーナル直径ＤＬを有している。無論、これも図１に示されていない第２ギヤの軸受ジャーナルに適用される。
【００２４】
ギヤ１の歯２０は正面２２を有し、軸受ジャーナル６に面した歯の正面２２だけを図１に見ることができ、切欠き効果から生じる応力の減衰のための応力最適化転位部１７を示している。応力最適化転位１７部は、例えば軸受ジャーナル６の表面まで延長する１つまたは複数の接線方向に収束する半径にある。
【００２５】
図１に示された一例において、軸受ジャーナル直径ＤＬは、歯底円直径ＤＦとほぼ同じ大きさである。
【００２６】
図２は、ギヤ１の歯溝を通り、かつ軸受ジャーナル５，６またはギヤ１の縦軸９を通る断面図を示している。軸受ジャーナル６に面したギヤ１の面の内、正面２２だけが基本的に露出し、軸受ジャーナル直径ＤＬが歯底円直径ＤＦにほぼ一致することは、明白である。
【００２７】
図３は、吸引側のポンプ吸入口を示す上面図（図３の上半分）と、縦軸９，１０に垂直なギヤポンプを通る断面図（図３の下半分）である。
【００２８】
断面図（図３の下半分）には、ギヤ１，１’の両方、ギヤ１，１’を収容するポンプハウジング２、ジャーナル５，６（図１）、ならびに吸入口２３が見えている。この吸入口２３は、反応容器に通じる管の形を有してもよく、または反応容器自体でもよく、例えば円錐形の壁を示している。図３において、吸入口角度βで円錐形の吸入口２３が点線で示されている。ポンプ吸入口の高さは「Ｈ」と表示されており、ギヤ１，１’の歯部の真上の平面（以下、「上側歯部平面２４」という）から吸入口２３の下端までの距離に相当する。ポンプ吸入口は、壁２６が吸入口２３の円形断面から上側歯部平面２４の矩形断面まで存在し、ギヤポンプまたはハウジング夫々に属する転位領域２５である。図３の下半分に示された断面図において、転位領域２５の壁２６は、上側歯部平面２４のＡ点と、壁２６の上端をマークする位置Ｂ点によって更に特徴付けられる。
【００２９】
基本的に、吸入口２３の断面が円形断面から逸脱および／または上側歯部平面２４の断面が矩形断面から逸脱することが、本発明の更なる実施の形態において考えられる。
【００３０】
転位領域２５と壁２６は、再び図３による実施の形態に関して、開口角度αを減少させるとき、上側歯部レベル２４の矩形断面（すなわちＡ点）から始まり、高さＨが最大開口角度αに依存し、したがって高さＨが増加することを示している。これにより、開口角度αは、中央軸ＭとＡ点、Ｂ点の連結の間にある角度である。
【００３１】
ギヤポンプを使用して反応容器から粘性の高いポリマー溶融体をポンプで汲むために、吸入口圧の損失ができるだけ低くなること（−ＮＰＳＨとも呼ばれる−）が達成されたことは最も重大なことである。上側歯部平面２４と吸入口２３の端部領域の間の前述の転位領域２５または壁２６が、できるだけ単純に標準的に形成される場合に、これは達成される。特に、円形の反応容器断面または円形の吸入口２３から、更なる転位および端の必要がなく、歯部の真上の矩形断面（すなわち上側歯部平面２４）にできるだけ単純で標準的な転位が形成されるべきである。
【００３２】
ポンプ吸入口の断面において、上側歯部平面２４はできるだけ正方形、好ましくは正方形に選択され、円形の反応容器断面または円形の吸入口２３夫々から、上側歯部平面２４の矩形断面への有利な転位状態は、可能な限り最良に実現される。
【００３３】
歯部の幅ｂが軸９，１０の距離の寸法の少なくとも２倍の場合、歯部の幅ｂは、軸９，１０に平行なギヤ１，１’の延長部であるので、本発明のギヤポンプの第１の実施の形態が達成されたことが明白になった。
【００３４】
一方、他の実施の形態において、歯部の幅ｂは、軸の距離の２倍、かつギヤ１，１’の歯の高さｈの６倍という最大限度によって制限される。
【００３５】
明細書の更なる実施の形態Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが以下に記載されている。これは歯部の幅ｂの設定される範囲である。
実施の形態Ｉ：
2016536502.tif 000015
実施の形態ＩＩ：
2016536502.tif 000016
実施の形態ＩＩＩ：
2016536502.tif 000017
【００３６】
実施の形態ＩＩＩは図３に示され、その角が吸入口２３の内径ＤＥに整合する場合、上側歯部平面２４の吸入口断面がどのように正確に正方形と一致するのかを示している。
【００３７】
ここで、本発明の更なる実施の形態において提案されているように、最大開口角度αは２０°〜５０°の範囲、特に４０°に等しくなるように選択され、転位領域の高さＨは、最大開口角度αと歯部の幅ｂの関数として以下のように減少する。
2016536502.tif 000018
ここで、最大開口角度αの定数に対して、転位領域の高さＨが歯部の幅ｂに正比例することを意味している。高さＨに関する前述の説明による本発明の実施の形態について、極めて低い挿入圧力損失（ＮＰＳＨ）を得られるだけでなく、短い転位領域２５も得られ、それによって、ギヤポンプと反応容器からなる完全な組立体の構造高さが最適化されて最小になる。
【００３８】
図３から、本発明の一実施の形態により提供されたように、Ａ点とＢ点の間の直線連結が存在することは明らかである。転位領域２５の壁２６のこの直線の進路の変更態様において、本発明の更なる実施の形態では、Ａ点とＢ点の両方の位置は、連結点（出発点と終了点）と同じままであるのに対し、これらのＡ点とＢ点の間の進路は、ある程度自由裁量で動くことができると考えられる。例えば、更なる実施の形態では、Ａ点とＢ点の間の壁２６の進路は、直線において区分的にのみ生じることが提供されている。図４は実行可能な実施の形態を示し、そのためのＡ点とＢ点の間の連結が再び開口角度αによって画定されるが、壁２６の実際の進路は、Ａ点とＢ点の間にあるＣ点を介して通過する。壁２６の実際の進路は、Ａ点とＢ点の間の連結線から角度σによってＡ点において逸脱し、Ｂ点とＡ点の間の連結線から角度γによってＢ点において逸脱する。これによってＣ点を介する壁２６の区分的な直線の進路が生じることになる。
【００３９】
角度γ，σの両方は±１０°の角度範囲でもよく、好ましくは±５°の角度範囲内であって、それによって、角度γ，σの両方が等しいサイズであることは必要でない。むしろ、Ｃ点が好適な位置に配置されるように、角度γ，σの個々の値が選択される。
【００４０】
しかしながら、原則として、Ａ点とＢ点の間の連結と、それとともに壁２６が直線上で動く必要は何れもない。Ａ点とＢ点の間の連続曲線または区分的連続曲線と区分的直線部分を組合せもむしろ考えられる。それによって、曲線の任意の点の接線も同様に、接線と、Ａ点とＢ点間の直線連結線の間の角度の大きさγ，σに関する上述の基準を満たすとするからである。
【００４１】
Ａ点とＢ点間の直線連結からの逸脱に関して考えられる理由は、例えば吸入口２３の液体温度制御のための加熱孔３０（図４）である。
【００４２】
図３の上半分から明白なように、同じ実施の形態に関しては、図示の切断平面（図３の下部分）や、この切断平面に垂直な切断平面において、角度αは最大である。前述の切断平面から逸脱する切断平面（図３（上半分）に示された、この切断平面に対して垂直な切断平面）を考える場合、開口角度αは、このような逸脱する切断平面においてより小さい。点Ｄを通って位置する切断平面において、開口角度αはゼロに等しい。このような理由で、開口角度αは常に最大角度と呼ばれ、これは図３に示される切断平面において特定の実施の形態、またはこの切断平面に対して垂直な場合に生じる。
【国際調査報告】
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