DE2144977A1

DE2144977A1 - Pumpanordnung

Info

Publication number: DE2144977A1
Application number: DE19712144977
Authority: DE
Inventors: Charles W. Newington; Moltke Evert von Hartford; Conn. Grennan (V.St.A.)
Original assignee: Chandler Evans Inc
Current assignee: Chandler Evans Inc
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1972-03-23
Also published as: GB1332390A; CA945811A; US3635602A

Description

DIPL.-ING Λ. GRÜNECKER · 8000 MÜNCHEN 22

MoxImilicnslraBe 43

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Telex 05-28300

PATE MTA N WALTE

2HA977

P ^;M?9 8. September 1971

27/Hä

CHANDLaR EVANS INC

Charter Or.k Boulevard

West Hartford, Connecticut 06101, USA

Pumpanordnung

Die Erfindung betrifft eine Pumpanordnung mit einem Eintritt und einem Austritt.

Lie Pumpanordnung nach der Erfindung eignet sich insbesondere für Kraftstoffregler. Bei einer. Pumpanordnung gemäß der Erfindung ist eine hydrodynamische und eine Zwangs-VBrdrängungopuape vorgesehen; letztere kann als Zahnradpumpe mit abhebbarer Umfangsdichtung ausgebildet sein.

Hydrodynamische Pumpen (Halbaxial- und Axial-Kreiselpumpehj sind bei niedrigen Drehzahlen nicht selbstansaugend. Ferner kann ein zu notier Austrittsdruck einer hydroaynamischon ioimpe z.B. bei den höchsten Drehzahlen einer Trieb-· werksturbine nur vermieden werden, wonn darauf verzichtet wird, die Pumpe allein zum Erzeugen der Drücke zu verwenden, die zur Zuführung von Kraftstoff zum Triebwerk bei niedrigen Drehzahlen erforderlich sind.

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Im allgemeinen sind für Gasturbinen-Triebwerke von Flugzeugen selbstansaugende Kraftstoffpumpen erforderlich, die einen iiohen Austrittsdruck erzeugen und so die zum Anlassen des Triebwerks und für seinen Betrieb bei niedrigen Drehzahlen erforderlichen Bedingungen erfüllen können. Daher hat man in Kraftstoffreglern Zwangsverdrängungepumpen verwendet, insbesondere Zahnradpumpen, die selbstansaugend sind und beim An- w lassen einen hohen Druck erzeugen können.

Angesichts der neuesten Entwicklungen von Hilfseinrichtungen, wie Kraftstoffreglern, für den Betrieb von modernen Triebwerken mit hohem wirkungsgrad und hohen Drehzahlen kann man jedoch Zwangsverdrängungepumpen im ganzen Drehzahlbereich des Triebwerks nicht mehr oder nur mit schwerwiegenden Nachteilen verwenden, weil in .di-esem Fall hohe Leistungsverluste und Erwärmungen auftreten, die auf die großen Uberströmmengen zurückzuführen sind, welche bei Zwangsverdrängungspumpen entstehen, und auf die Flüssigkeits- und mechanische Reibung in den fc Schnellaufenden Maschinen.

Eine Anordnung zum Vermeiden der vorstehend angegebenen Schwierigkeiten ist in der USA-Patentanmeldung Ser.No. ?67 293 vom 14.10.1968 mit dem Titel "Fluid Pump and Delivery System" angegeben» Dort ist eine .PuiEpanordnung beschrieben, die in einer Baueinheit miteinander in Beziehung stehende J^umpkreise aufweist, mit denea des? Kraftstoffbedarf des Triebwerks in seinem ganzen Br^o©hzahlbereich befriedigt werden kann» Diese Pumpanordnung

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enthält einen Kreis mit einer Zwangsverdrängungspumpe zum Anlassen und zum Betrieb bei niedriger Drehzahl, einen für den Normalbetrieb bestimmten, zweiten Kreis mit einer Kreiselpumpe und einen für den Reiseflug in großen Hohen bestimmten dritten Kreis mit einer Dampfkern-Kreiselpumpe. Die Zwangsverdrängungspumpe beendet die Abgabe von Kraftstoff an das Triebwerk, sobald die Kreiselpumpe den erforderlichen Kraftstoffdruck erzeugt Die Pumpanordnung ermöglicht äLso eine Entlastung der Zwangsverdrängungspumpe, wenn die Kreiselpumpe Kraftstoff unter dem erforderlichen Druck an das Triebwerk abgibt. Infolgedessen werden die großen Uberströmmengen vermieden, die sonst bei Zwangsverdrängungspumpen auftreten. Die Anordnung ist jedoch insgesamt aufwendig und im Betrieb nicht störungsfrei.

* ' Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer für ein Gasturbinentriebwerk bestimmten Pumpanordnung, bei der auf einfache Weise große überströmmengen und die damit verbundenen Schwierigkeiten vermieden werden.

Bei einer Pumpanordnung der eingangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß eine Kreiselpumpe und eine mit einer Umf angsdichtung versehene Zwangsverdrängungspumpe hintereinandergeschaltet sind und daß eine Einrich tung zum Entlasten der mit einer Umfangsdichtung versehenen Zwangsverdrängungspumpe vorhanden ist.

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Die erfindungsgemäße Pumpanordnung umfaßt vorzugsweise in einer Baueinheit eine Kreiselpumpe und eine insbesondere als Zahnradpumpe ausgebildete Zwangsverdrängungspumpe mit ' einer Umfangsdichtung in Form eines 'Dichtungsbiocks. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die bei einem vorherbestimmten Austrittsdruck der Kreiselpumpe den Dichtungsblock von den Zahnrädern der mit der Kopfdichtung versehenen Zahnradpumpe wegbewegt.

ψ Erfindungsgemäß werden somit eine hydrodynamische Pumpe und eine mit einer Umfangsdichtung versehene Zwangsverdrängungspumpe miteinander vereinigt. Dabei erzeugt die mit der Umfangsdichtung versehene Pumpe den Druck bei niedrigen Drehzahlen und die hydrodynamische Pumpe den Druck bei hohen Drehzahlen, Die Erfindungbenutzt daher eine ähnliche Grundanordnung, wie sie in der vorgenannten Patentanmeldung .angegeben ist.

Erfindungsgemäß sind eine Kreiselpumpe und eine mit einer Umfangsdichtung versehene Zahnradpumpe insbesondere in einem einzigen Pumpkreis hintereinander angeordnet. Wenn * die mit der Umfangsdichtung versehene Pumpe keinen Druck zu erzeugen braucht, wird mittels einer Betätigungseinrichtung der Dichtblock der mit der Umfangsdichtung versehenen Pumpe vom Umfang der Zahnräder wegbewegt. Zum Unterschied von der Pumpanordnung gemäß der vorgenannten Patentanmeldung wird hier nur ein einziger Pumpkreis verwendet. Ferner wird eine neuartige Einrichtung verwendet, die den Dichtblock

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vom Umfang der Zahnräder wegbewegt, wenn die mit der Umfangsdichtung versehene Pumpe keinen Druck mehr zu erzeugen braucht.

Die erfindungsgemäße Pumpanordnung hat ein Gehäuse, in dem ein Pumphohlraum ausgebildet ist, der eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist, ferner 2wei in dem Hohlraum drehbar gelagerte und miteinander kämmende Zahnräder, einen Dichtblock, der in dem Hohlraum beweglich gelagert ist, eine Austritt skammer sowie zwei bogenförmige Dichtflächen besitzt und unter der Wirkung eines Strömungsmitteldrucks in fester Anlage am Umfang der Zahnräder gehalten ist, ferner eine erste,den Eintritt der Pumpanordnung mit der Eintrittsöffnung des Hohlraums verbindende Leitung, in welcher zum Erhöhen des Druckes .des den Zahnrädern zugeführten Strömungsmittels in Reihe mit den Zahnrädern eine hydrodynamische .Pumpe angeordnet ist, eine zweite Leitung, welche die Austrittsöffnung des Hohlraums mit dem Austritt der Pumpanordnung verbindet, eine.Schalteinrichtung, die mit dem Gehäuse in Wirkungsverbindung steht und mittels deren der Strömungsmitteldruck veränderbar ist, der den Dichtblock gegen die Zahnräder drückt, eine mindestens teilweise in dem Hohlraum angeordnete, von dem Strömungsmitteldruck beaufschlagte Andrückeinrichtung, mittels welcher der Dichtblock an die Zahnräder andrück bar ist und welche das Wegbewegen des Dichtblockes von den Zahnrädern durch direkt auf ihn wirkende Strömungs-"

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mitteldruckkräfte zuläßt, und eine dritte Leitung, welche die Schalteinrichtung und die Andrückeinrichtung derart miteinander verbindet, daß letztere von dem Strömungsmitteldruck entlastbar ist, so daß die direkt auf den Dichtblock wirkenden Strömungsmitteldruckkräfte ihn von den Zahnrädern wegbewegen können.

" Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der

Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpanordnung, Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer anderen . - Ausführungsform einer Pumpanordnung nach der Erfindung und

Pig. 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfinduhgsgemäßen Pumpanordnung.

In allen Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Fig« I zeigt eine Pumpanordnung 10, die in erster .Linie zur Verwendung im Kraftstoffsystem für ein Gasturbinen-Triebwerk bestimmt ist und einen Teil des Kraftstoffreglers selbst bilden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Pumpen für Kraftstoffsysteme eingeschränkt, sondern auf Pumpanordnungen im allgemeinen anwendbar·

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Die Pump^anordnung 10 besitzt einen Eintritt 12 und einen Austritt 14. Sie fördert von dem Eintritt 12 zu dem Austritt 14 über einen Hauptleitungsstrang 16. Dieser wird von einem ersten Lei tungs stück 18 und einem zweiten Leitungss.tück 21 gebildet. In dem Leitungsstück 18 des Hauptleitungsstranges 16 ist eine hydrodynamische Pumpe 20 angeordnet, die hier als Kreiselpumpe (centrifugal inducer pump) ausgebildet ist und-von einem geeigneten Kraftstofl'vorrat über den Eintritt 12 Strömungsmittel unter einem niedrigen Druck P₁ erhält. An dem Austritt der Kreiselpumpe 20 tritt Strömungsmittel unter einem Druck P-D aus. Dieses Strömungsmittel strömt durch das Leitungsstück 18 in einen Hohlraum 22, in dem eineZwangsverdrängungs-Zahnradpumpe 24 angeordnet ist, die mit einer Umfangsdichtung versehen ist. Das Strömungsmittel hat am Austritt 26 der Pumpe 24 einen Druck Pj₁ und strömt durch das Leitungsstück 21 zu dem Austritt 14. In dem Leitungsstück 21 ist ein Reinigungsfilter 27 angeordnet, von dem den Lagern der Pumpe gereinigtes Strömungsmittel zugeführt wird und das gereinigtes Steuer-Strömungsmittel abgibt. Das vom Reinigungsfilter 27 abgegebene Strömungsmittel kann auch zum Spülen der Ventile in einem Kraftstoff regler verwendet werden, dem die Pumpanordnung zugeordnet ist.

Eine Druckentlastungsleitung 28 verbindet den Austritt 26 der Zwangsverdrängungs-Zahnradpumpe 24 mit dem Leitungsstück 18. Ein in der Leitung 28 angeordnetes Rückschlagventil 50 ist so eingestellt, daß

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es sich öffnet und eine Strömung von dem Austritt 26 su dem Leitungsstück 18 gestattet, wenn die Druckdifferenz Pj₁-Pg zwischen dem Austritt und dein Eintritt der Zwsngsverdrängungs-Zahnradpumpe 24 einen Vorherbestimmten Wert überschreitet. Infolgedessen strömt während des Betriebes der Zahnradpumpe überschüssiges Strömungsmittel über« Das Ventil 30 ist im wesentlichen eine Sicherheitseinrichtung; es öffnet-sich im normalen Betrieb nicht.

ψ Die Pumpe 24 besitzt zwei miteinander kämmende £aiiK.~

räder 32 und 34, d.ie in bekannter Weise auf .ie einer Welle 36 bzw. 38 angebracht sind. Die Welle 'j>& und die J\rei~ seipumpe 20 sina mit einem Antriebs-Zöhnkrana 40 au trieb ε-verbunden, der mit dem Getriebe eines Gast\irbinea~Triebwerks gekuppelt werden kann. Die Weilen 36»38 sind in geeigneten Lagern mit einem kleinen Laufspiel drehbar gelagert, so daß die Drehachsen der Wellen 36»38 im. wesentlichen parallel verlaufen. Es ist daher links von dem Eingriffsbereich zwischen den Zahnrädern 32,34- ein Eintrittsbereich 42 und rechts von diesem Eingriffsbereich ein Austrittsbereich 44 vorhanden. Strömungsmittel wird in den Zahnlücken zwischen den einander benachbarten Zähnen jedes Zahnrades von dem Eintrittsbereich 42 in den Austrittsbereich 44 transportiert und in dem an den Eingriffsbereich anschließenden Teil des Austrittsbereichs von diesen Zahnlücken in den Austrittsbereich 44 abgegeben.

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Im Austritt sbereicli 44 greift mit Dichtflächen 48 unct 50 am Umfang jedes Zahnrades ein Dichtblock 46 an. Die Dichtflächen 48 und 50 v/erden mittels einer auf Oi e hintere bzw. rechte Seite des Dichtblockes 46 wirkenden Druckfeder $2 und unter der Wirkung des Druckes in der .auf der hinteren oder rechten .Seite des Dichtblockes 46 befindlichen voluuienveränderliehen Kammer 54 gegen mindestens zwei Zähne jedes Zahnrades gedrückt. Die seitlichen büv/. oberen und unteren Teile des Dichtblockes sind miteinander durch einen Steg $6 verbunden, der einen Kanal oder eine Öffnung 58 besitzt, über die der Austrittsdruck auf die volumenveranderIiehe Kammer 54- übertragen wird. Die Ausbildung des Dichtblockes 46 ist dem Fachmann an sich bekannt.

Eine Druckentlastungsleitung 60 steht mit dem rechten Teil des Pumphohlraums 22, also auch mit der volumenveränderlichen Kammer 54 in Verbindung und dient zur Steuerung de.<3 Druckes in der volumenveränderlichen Kammer 54. Die Druckentlastung der volumenveränderlichen Kammer y+ wird durch einen Schieber 62 zum Umschalten zwischen der Zahnradpumpe 24 und der Kreiselpumpe 20 gesteuert.

Der Umschaltschieber 62 besitzt ein Gehäuse 64 mit zwei Kammern 66 und 6ö. In der einen Kammer 66 ist eine Blende '/0 angeordnet, durch die Strömungsmittel aus der Leitung 60 zur Saugseite der Pumpe 20 über eine Leitung gelangen kann, welche die Blende '/0 und die Eintrittsseile der Pumpe 20 an einer Stelle 73 verbindet. Die bei-

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den. Kammern 66,68 sind durch eine Bohrung verbunden, in der ein zylindrischer Schieberkolben 75 verschiebbar angeordnet ist* Der Schieberkolben 74 ist mit einem Flansch oder einer Scheibe 76 versehen. Die linke Stirnfläche des Schieberkörpers 74· kann die Blende 70 abdecken und dadurch eine Strömung von der Leitung 60 zu der Stelle 73 verhindern. Am Umfang des Flansches 76 ist ein evakuierter Federbalg 78 befestigt, ψ der bewirkt, daß die Stellung des Schieberkörpers 74 eine Funktion des Druckes in der Kammer 68 ist«. Eine Leitung 80 verbindet die Kammer 68 und den das Reinigungsfilter 26 umgebenden Ringraum, so daß der in diesem Ringraum 81 vorhandene Druck auf die Kammer 68 einwirkt. Der Druck in dem daü Reinigungsfilter 26 umgebenden Ringraum 81 ist gleich dem Austrittsdruck (Ppj der Zahnradpumpe 24 minus dem Druckverlust an dem Filter.

Beim Anlassen drückt die Federkraft des Balges 78 den Schieberkolben 74- gegen die Blende 70· Wenn der Druck in der Kammer 68 so hoch ist, daß er die von dem Balg 78 auf den Flansch 76 ausgeübte Federkraft überwindet, wird der Schieberkolben 74 nach rechts verschoben, so daß die Blende 70 freigelegt wird. Der Druck in der volumenveränderlichen Kammer 54 ist gleich dem Pumpenaustritt sdruck Pj₁, wenn der Schieberkolben 74 die Blende 70 abdeckt. Dieser Austrittsdruck P^, wird aus dem Austrittsbereich 44 der Pumpe 24 über den Durchlaß 58 im Steg 56 auf die Kammer 54 übertragen. Bei geschlossener

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BIcucjo 70 ist daher die untere oder rechte Fläche des Dichtbjockes 46 einer vom Austrittsdruclc abhängigen Kraft unterworfen, welche die von der Feder 52 ausgeübte Kraft unterstützt.

Feder- und Druckkraft bilden zusammen eine Sumnienkraft, welche auf die rechte Fläche des Dichtblockes 46 Y/irkt und die bogenförmip-jen Dichtflächen 48,50 gegen den Umfang der Zahnräder 34 b&w. 32 drückt. Wenn die Kreiselpumpe 20 und die Zahnradpumpe 24 eine genügende Drehzahl erreicht haben, ist der auf die linke Fläche des Flansches 76 wirkende Druck in der Kammer 68 so hoch, daß er die von dem Balg 78 auf den Flansch 76 ausgeübte Federkraft überwinden kann, so daß der Schieberkolben 74 nach rechts verschoben wird und die Blende 70 freigibt. Jetst strömt Strömungsmittel aus der Kammer 54 über die Leitungen 60, die Blende 70 und die Leitung zur Eintrittsseite der Pumpe 20. Diese Strömung bewirkt eine Entlastung des Dichtblockes 46 von der Kraft, die infolge des Druckabfalls an der Blende 58 auf die rechte Seite des Dichtblockes ausgeübt wird. Infolge dieser Entlastung können die auf die linke Seite des Steges und die bogenförmigen Dichtflächen wirkenden Druckkräfte den Dichtblock 46 gegen die Kraft der Belastungsfedern 52 nach rechts drücken. Wenn der Dichtblock 46 nach rechts verschoben ist, so daß die bogenförmigen Dichtflächen von den Zähnen der Zahnräder abgerückt sind, wirkt die Pumpe 24 nicht mehr als im Pumpkreis angeordneter Druckerzeuger;

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sie gibt aber weiter Strömungsmittel vom "Eintrittsbereich 42 an den Austrittsbereich 44 ab. Dieser Zustand bleibt solange aufrechterhalten, wie der von der Kreiselpumpe 20 erzeugte Druck die Forderungen des Systems erfüllt. In Versuchen hat sich gezeigt, daß bei entlasteter Zahnradpumpe der Druck P^ auf einen. Wert, etwas unter P-g sinkt. Dies wird darauf zur-ückgefiihrt, daß der Strömungsweg zwischen den Zähnen der Zahnräder und den abgerückten ' bogenförmigen Dichtflächen als Drosselstelle wirkt. Der Austrittsdruck, bei dem die Pumpe 24 entlastet wird, muß natürlich entsprechend dem beabsichtigten Verwendungszweck der Pumpanordnung gewählt werden. Wenn diese beispielsweise einem Kraftstoffregler für ein Gasturbinen-Triebwerk zugeordnet ist, soll die Entlastung im Bereich der* Leerlaufdrehzahl des Triebwerks erfolgen.

Die in Pig. I dargestellte Pumpanordnung hat folgende Wi r kurig s w e i s e.

Beim Anlassen treibt der sich drehende Antriebszahn-) kranz 40 die Pumpen 24 und 20, die auf geeignete (nicht gezeigte) Weise, z.B. durch eine Welle, miteinander antriebsverbunden sind. Die Feder 52 drückt zunächst den Dichtblock 46 gegen die Umfange der Zahnräder. Bei zunehmender Drehzahl der Pumpe 24 unterstützt der Druck in der volumenveränderlichen Kammer 54 die von der Feder 52 auf den Dichtblock 46 ausgeübte Kraft, so daß der Dicht-

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block 46 jetzt mit einer stärkeren Kraft an den Umfang der Zahnräder 32 und 34 gedruckt wird.

Sobald die Drehzahl der Pumpen so hoch ist, daß die Pumpe 20 die erforderliche Strömungsmittelmenge unter dem vorgeschriebenen Druck abgeben kann, überwindet der Druck in der Kammer 68 die von dem Balg 78 auf den Schieberkolben 74 angegebenen Druck, so daß die Blende 70 freigegeben wird« Bei offener Blende 70 strömt das Strömungsmittel aus der volumenveränderlichen Kammer 54 zu der Eintrittsseite der Kreiselpumpe 20, wodurch die voluntenveränderliche Kammer 54 druckentlastet wird. Jetzt schieben die auf die Dichtflächen des Dichtblockes 46 und den Steg 56 wirkenden Druckkräfte den Dichtblock 46 nach rechts. Daher erzeugt die Zahnradpumpe 24 keinen Druck mehr. Das hat zur Folge, daß nach dem Freigeben der Blende 70 durch den Schieberkolben 74- eine größere Strömungsmenge durch die Blende tritt als durch den Durchlaß 58, so daß zwischen der volumenveränderlichen Kammer 54 und dem Austrittsbereich 44 ein Druckunterschied vorhanden ist. Da die Dichtflächen des Dichtblockes 46 nur beim Betrieb mit niedriger Drehzahl mit dem Umfang der Zahnräder in Berührung stehen, wird die Standzeit der Zahnradpumpe 24 entsprechend verlängert.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 hat eine ähnliche Wirkungsweise wie die Ausführungsform nach Fig. 1, doch sind gemäß Fig. 2 der Dichtblock und die zu seiner Betätigung dienende Einrichtung etwas anders ausgebildet. Der Dichtblock 100 hat auf seiner rechten oder unteren Seite zwei konvergierende Schrägflächen 102 und 104, die mit je einem

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Schrägkeil 106 bzw. 108 in Gleit berührung stehen. Jeder dieser Keile hat die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypotenuse mit der zugeordneten Schrägfläche des Dichtblocks 100 in Gleitberührung steht und bewirkt, daß die bogenförmigen Dichtflächen 50 und 48 gegen die Umfange der Zahnräder 32 und 34 gedruckt werden. Von der Unterseite der kurzen Kathete jedes Keils 106 bzw. 108 steht eine Stange 110 bzw. ab, die in der nachstehend erläuterten Weise als Kolben wirkt. Zwischen dem Umfang der Kammer und den kurzen Katheten der Keile 106 und 108 ist Je eine Druckfeder 114 bzw. 118 angeordnet. Beim Anlassen drücken diese Federn die Keile gegen den Dichtblock 100 und damit die Dichtflächen 48 und 50 gegen den Umfang der Zahnräder 34 bzw. 32.

Eine Leitung 118 enthält eine Blende 120 und steht mit einer anderen Leitung 122 in Verbindung, so daß filtriertes Strömungsmittel, das im wesentlichen unter Austritt sdruck P-ni 3teht, zu den äußeren Enden der Stangen und 112 gelangt. Eine weitere Leitung 124 ist mit der Leitung 122 verbunden, so daß letztere und damit die äußeren Enden der Stangen 110, 112 mit der Kammer 66 in Verbindung stehen.

Gibt nun der Schieberkolben ?4 die Blende 70 frei, so wirkt der Austrittsdruck auf die äußeren Enden der

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Stangen 110 und 112, die Keile 106,108 werden gegen den Dicht "block 100 gedrückt und unterstützen daher die von den Federn 114,116 ausgeübte Kraft. Wenn der Austrittsdruck der Pumpe 24 hoch genug ist, wird der Schieberkolben 74 in der oben erläuterten Weise nach rechts verschoben, so daß er die Blende ?0 freilegt und dadurch den Beaufschlagungsdruck der Stangen 110,112 herabsetzt, weil an der Drosselstelle 120 ein Druckabfall auftritt. Infolgedessen können die auf den Dichtblock 100 wirkenden Kräfte ihn gegen die Kraft der Belastungsfedern 114, 116 nach rechts schieben. Diese Bewegung des Dichtblocks 100 nach rechts bewirkt eine Gleitberührung zwischen den Schrägflächen 102,104 und den Hypotenusen der Keile 106, 108. Im Bedarfsfalle kann auch die ganze Fläche des Dichtblockes 100 als Schrägfläche ausgebildet sein, an der ein einziger Keil angreift.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Pumpanordnung nach der Erfindung ist der Dichtblock 200 etwas T-förmig. Sein unterer oder rechter Teil hat einen Kanal 202, der mit der Kammer 47 in Verbindung steht und in dem eine Blende 204 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der Kanal 202 nicht durch das rechte Ende oder die Basisfläche des Dichtblockes 200 führt, sondern knapp vor dieser Fläche endet. Im Dichtblock 200 sind Seitenkanäle 206 und 208 ausgebildet, die mit dem Kanal an einer Stelle in Verbindung stehen, welche zwischen seinem der Basis des Dichtblockes 200 benachbarten Ende und der Blende 204 liegt.

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In den Seitenkanälen 206,208 ist je ein bohler Kolben 210,, bzw. 212 verschiebbar angeordnet, der von dem Kanal 202 nach außen ragt. In den hohlen Teilen der Kolben ist eine Druckfeder 214 angeordnet, die den Kanal 202 zwischen den Kolben quer durchsetzt. Die äußeren Endencfer Kolben 210 und 212 greifen an den Seiten von Streben 216 bzw.218 an und drücken diese gegen den Dichtblbck 200. Die unteren oder rechten Flächen der Streben 216,218 sind in Anpassung an das schräge Profil des Gehäuses 17 abgeschrägt und stehen mit diesem in Gleitberührung. Eine solche besteht auch an den freien Enden der Streben 216,218 mit zwischen den Enden des Dichtblockes 200 befindlichen Seitenflächen 220 bzw. 222. Der Kanal 202 steht in Verbindung mit einer Druckentlastungsöffnung 224, die stromabwärts von der Blende 204 im Gehäuse 17 ausgebildet ist und über eine Leitung 226 mit der Kammer 66 des UmschaltSchiebers 62 verbunden ist.

Wenn die Zahnradpumpe 24 in Fig. 3 langsam läuft, unterstützt daher der im Kanal 202 stromabwärts von der Blende 204 vorhandene, hohe Druck die auf die hohlen Kolben 210, 212 wirkenden Federkräfte, so daß diese Kolben eine verstärkte Kraft auf die Streben 216 bzw. 218 ausüben. Aus Fig. 3 geht hervor, daß diese Streben unter der Virkung der von den Kolben 210,212 auf sie ausgeübten Kraft entlang den Schrägflächen des Gehäuses 17 gleiten, so daß

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der Dichtblock 200 fest an den Umfang der Zahnräder gedrückt wird. Sobald die Blende 70 in der vorstehend angegebenen Weise freigelegt ist, nimmt der stromabwärts von der Blende 204· vorhandene Druck ab und die auf den Dichtblock wirkenden Druckkräfte können den Dichtblock nach rechts schieben. Infolge der Verschiebung des Dichtblockes 200 nach rechts gleiten die Streben 216,218 am Gehäuse 17 entlang; daher werden die Kolben 210 und 212 einwärtsbewegt und die Zahnradpumpe 24 wird wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen entlastet.

Die hier gezeigten Pumpen können auch mit üeitenplatten Versehen sein. Für die Verwendung in der angegebenen Pumpenanordnung geeignete Seitenplatten sind beispielsweise in den USA-Patentschriften 2 4-20 622, 2 74-2 862, 2 996 999, 3 292 550 und 3 4-27 985 angegeben.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können im Rahmen des Jirfindungsgedankens vielfältig abgeändert werden. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombinationen erfindungswesentlich sein.

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Claims

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Pat ent a η spr üc.he

Q. J Pumpanordnung rait einem Eintritt und einem Austritt, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem ein Pumphohlraum (22) ausgebildet ist, der eine Eintrittsöffnung (42) und eine Austritt soffnurig (44) aufweist, ferner zwei in dem Hohlraum (22) drehbar gelagerte und miteinander kämmende Zahnräder (36,38), einen Dichtblock (46; 100;200), der in dem Hohlraum (22) beweglich gelagert ist, eine Austrittskammer (47) sowie zwei bogenförmige Dichtflächen (48,50) besitzb und unter der Wirkung eines Strömungsmitteldrucks in fester Anlage am Umfang der Zahnräder (36,38) gehalten ist, ferner eine erste, den Eintritt (12) der Pumpanordnung mit der Eintrittsöffnung (42) des Hohlraums (22) verbindende Leitung (18), in welcher zum Erhöhen des Druckes des den Zahnrädern (36,38) zugeführten Strömungsmittels in Reihe mit den Zahnrädern (36,38) eine hydrodynamische Pumpe (20) angeordnet ist, eine zweite Leitung (21), welche die Austrittsöffnung (44) des Hohlraums (22) mit dem Austritt der Pumpanordnung (10) verbindet, eine Schalteinrichtung (62), die mit dem Gehäuse in Wirkungsverbindung steht und mittels deren der Strömungsmitteldruck veränderbar ist, der den Dichtblock (46;100;200) gegen die Zahnräder (36,38) drückt, eine mindestens teilweise in dem Hohlraum (22) angeordnete, von dem Strömungsmitteldruck beaufschlagte Andrückeinrichtung (52-56; 102-116; 210-218), mittels welcher der Dichtblock (46;100;200) an die Zahnräder

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C56,JS) andrückbar ist und welche das Wegbewegen des Dichtblockes (46;100;200) von den Zahnrädern (36,38) durch direkt auf ihn wirkende Stromungsmitteldruckkräfte zuläßt>und eine dritte. Leitung (60;122,124;226), welche die Schalteinrichtung (62) und die Andrückeinrichtung (52-56; 102-116, 210-218) derart miteinander verbindet, daß letztere von dem Strömungsmitteldruck entlastbar ist, so daß die direkt auf-den^ Dichtblock (46; 100;200; wirkenden Stromungsmitteldruckkräfte ihn von den Zahnrädern (36,38) wegbewegen können.
2. Pumpanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückeinrichtung (52-56) einen mit dem Dichtblock einstückigen Steg (56) aufweist, der von einem Durchlaß (58) durchsetzt ist und im Hohlraum (22) eine volumenveränderliche Kammer (54) begrenzt, mit der die dritte Leitung (60) in Verbindung steht.
3· Pumpanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückeinrichtung (102-1^6) einen Schrägkeil (106,108) aufweist, von dem sich eine in der dritten Leitung (122,124) verschiebbar angeordnete Stange (112,110) erstreckt, und der Dichtblock (100) an seiner Basis eine Schräglfäche (102,104) besitzt, mit welcher der Schrägkeil (106,108) in Gleitberührung steht·

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4·. Pumpanordnung nach einem der Ansprüche A bis 3» gekennzeichnet durch eine Leitungsanordnung (80 ,.118), welche die zweite "Leitung (21) mit der dritten Leitung (122,124) verbindet und eine Blende (120) enthält.
5· Pumpanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückeinrichtung einen Kolben (210,212) aufweist, der in dem Dichtblock (200) relativ zu diesem seitwärts verschiebbar gelagert ist, daß der Dichtblock (200) einen mit der Austrittskammer (4-7) in Verbindung stehenden Kanal (202) aufweist, der eine Blende (204) enthält, stromabwärts welcher der Kolben (210,212) angeordnet ist, der mit dem Kanal (202) in Verbindung steht, daß der Dichtblock (200) eine seitwärts gerichtete Fläche (220,222) und der Hohlraum (22) eine Schrägfläche besitzt und daß mit dem Kolben (210,212) eine bewegliche Strebe (216,218) in Berührung steht, die sich zwischen der seitwärts gerichteten Fläche (220,222) und der Schrägfläche des Hohlraums (22) erstreckt und an diesen Flächen angreift.
6. Fumpanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche Λ bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Umschalteinrichtung (62) ein Gehäuse (64) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (66 bzw. 68) aufweist, daß in der ersten Kammer (66) eine Blende (70) angeordnet ist und die. erste Kammer <66) mit der dritten Leitung (60} 122,124;226) in Verbindung steht, daß in der zweiten Kammer (68) eine

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druckabhängige Einrichtung (78) angeordnet ist und im Gehäuse (64) der Schalteinrichtung (62) zwischen den Kammern (66,68) ein Schaltstück (7^) verschiebbar angeordnet ist, das mit der druckabhängigen Einrichtung (78) einstückig ist und unter deren Wirkimg gegenüber der Blende (70) in e-ine Offen- und eine Schließstellung bewegbar ist.
7. Pumpanordnung nach Anspruch'6, gekennzeichnet durch eine Leitungsanordnung (72), welche die erste Kammer (66) mit der ersten Leitung (.18) verbindet, und durch eine Leitungsanordnung (80), welche die zweite Kammer (68) mit der zweiten Leitung (21) verbindet.
8. Pumpanordnung nach Anspruch 6 oder 7? dadurch gekennzeichnet , daß die druckabhängige Einrichtung einen evakuierten Balg (78) auf v/eist, der an der Wandung der zweiten Kammer (68) befestigt ist.

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