DE3924482A1 - Zahnradpumpe - Google Patents
ZahnradpumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
- F04C14/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
- F04C14/265—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels being obtained by displacing a lateral sealing face
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
- F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Zahnradpumpe nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Zahnradpumpe
funktioniert die Dichtplatte gewissermaßen als Stromregler, da bei
entsprechender Beaufschlagung der Druckfelder ein Teil des von der
Pumpe geförderten Druckmittels entlang der Zahnradseitenflächen
unmittelbar von der Hochdruck- zur Niederdruckseite fließen kann.
Dabei erwärmt sich das abgeregelte Druckmittel unter Umständen sehr
stark; es wird unmittelbar der Saugseite der Pumpe wieder zugeführt,
was zu einer Überhitzung der Pumpe führen kann.
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das abgeregelte
Druckmittel nicht zur Saugseite der Pumpe geführt wird, sondern in
den Vorratsbehälter, wo es sich mit dem dort vorhandenen Druckmittel
mischt und entsprechend abgekühlt wird. Die Pumpe saugt also kein so
stark erwärmtes Druckmittel an, wie es bisher der Fall war.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung
näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine Zahnradpumpe, in Fig. 2 einen Schnitt längs II-II nach Fig.
1, in Fig. 3 einen Schnitt längs III-III nach Fig. 2, in Fig. 4
einen Schnitt längs IV-IV nach Fig. 2, in den Fig. 5 bis 8 Ein
zelteile im Längsschnitt und in der Draufsicht, in Fig. 9 eine
Prinzipskizze.
In der Zeichnung ist mit 10 das Gehäuse einer Zahnradpumpe
bezeichnet, das einen Innenraum 11 mit der Querschnittsform einer
Acht aufweist und das beidseitig durch Deckel 12, 13 verschlossen
ist. Im Innenraum 11 kämmen zwei Zahnräder 14, 15 im Außeneingriff
miteinander. Ihre Wellenzapfen 16, 17 sind in Buchsen 18 bis 21
gelagert, welche in Bohrungen 22 bis 25 von brillenförmigen Lager
körpern 26, 27 angeordnet sind, welche mit geringem axialem Spiel an
den Deckeln 12, 13 anliegen. Der Wellenzapfen 17 hat einen Fortsatz
17A, der durch eine Bohrung 13A im Deckel 13 nach außen dringt und
zum Antrieb der Zahnradpumpe dient.
Zwischen den Seitenflächen der Zähnräder 14, 15 und der Brille 27
ist eine Dichtplatte 30 angeordnet, wie sie in Fig. 2 und ins
besondere in Fig. 7 dargestellt ist. Die Dichtplatte 30 ist in
einer passenden Ausnehmung 27A der Brille 27 angeordnet, hat etwa
die Form einer Drei und befindet sich auf der Hochdruckseite HD der
Pumpe. Dort ist die Auslaßbohrung 31, die in das Innere des Gehäuses
mündet und an welche eine Verbraucherleitung 32 angeschlossen ist.
Diametral gegenüberliegend ist im Gehäuse 10 die Einlaßbohrung 33
ausgebildet, welche über eine Saugleitung 34 mit dem Behälter 35 in
Verbindung steht.
Die Dichtplatte 30 bedeckt nur teilweise die Zahnradseitenflächen,
das heißt nicht einmal die Hälfte derselben. Wie bereits oben aus
geführt, befindet sie sich auf der Hochdruckseite und hat etwa die
Form einer Drei. Ihre gerade Begrenzungslinie 30A hat einen geringen
Abstand a gegenüber einer die Wellenmitten verbindenden gedachten
Geraden. Oberhalb der Dichtplatte 30 sind zwei der Druckfelder A und
B ausgebildet, welche durch Dichtungen 36, 37 begrenzt sind. Die
Dichtung 37 erstreckt sich um die Wellenbohrungen herum und endet an
der Begrenzungslinie 30A. Radial außerhalb verläuft konzentrisch die
Dichtung 36, sie hat einen bestimmten Abstand zur Gehäuseinnenwand.
Das Druckfeld A befindet sich zwischen der Dichtung 36 und der
Gehäuseinnenwand, während sich das Druckfeld B zwischen den beiden
Dichtungen befindet. Das Druckfeld A ist stets von der Hochdruck
seite - das heißt vom Pumpenförderdruck - beaufschlagt, und zwar
über eine Ausnehmung 38, die sich entlang des Gehäuseinnenraums
erstreckt. Das Druckfeld B ist über eine kleine Bohrung 39 beauf
schlagt, welche durch die Dichtplatte 30 hindurchdringt - siehe
hierzu insbesondere Fig. 3 - und endet an den Zahnkammern. Daraus
ist zu erkennen, daß der Druck in den Zahnkammern - es ist ebenfalls
etwa der Förderdruck der Pumpe - auch im Druckfeld B herrscht.
An die Bohrung 39 schließt sich im Lagerkörper 27 eine Bohrung 40
an, welche Verbindung zu einer den Deckel durchdringenden Bohrung
41 hat. An diese Bohrung ist eine Leitung 42 angeschlossen, in
welcher sich ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 43
befindet und die zum Behälter 35 führt. An den beiden Buchsen 18, 19
sind an ihren der Dichtplatte zugewandten Innenseiten relativ
breite, d.h. groß dimensionierte Längsnuten 45, 46 ausgebildet,
welche sich über die gesamte Länge der Buchsen erstrecken. In den
Fig. 5 und 6 ist nur die Lagerbuchse 18 gezeichnet, die Lager
buchse 19 ist ebenso ausgebildet, deren Längsnut ist mit 46
bezeichnet. Im Schnittbild nach Fig. 2 sind diese Längsnuten als
breite Linien dargestellt (Ziffern 45, 46). An der dem Deckel 12
zugewandten Seite des Lagerkörpers 27 ist eine flache Ausnehmung 27B
ausgebildet. In diese Ausnehmung münden die Längsnuten 45, 46 an den
Buchsen 18, 19. Von der Ausnehmung 27B führt ein Kanal 48 entlang
des Lagerkörpers zum Inneren des Gehäuses und dann zum Behälter 35,
also nicht zur Saugseite der Pumpe, was wesentlich ist. Die Fig. 8
zeigt eine Ansicht auf diese Stirnseite des Lagerkörpers 27. Daraus
ist zu erkennen, daß die Ausnehmung 27B verhältnismäßig schmal ist,
so daß auf der Stirnseite des Lagerkörpers 27 noch Platz bleibt für
ein Druckfeld 27E, das von der Hochdruckseite her beaufschlagt und
so dimensioniert ist, daß es den Lagerkörper leicht an die Zahnrad
seitenflächen drückt.
Durch entsprechende Schaltung des Elektromagnetventils 43 kann der
Druck im Druckfeld B stufenlos variiert werden. Wenn das Ventil 43
geschlossen ist, herrscht im Druckfeld B praktisch der Pumpenförder
druck, der - wie oben beschrieben - über die Bohrung 39 in das
Druckfeld gelangt. Im Druckfeld A herrscht stets der Förderdruck der
Pumpe.
Wird das Ventil 43 durch entsprechende Ansteuerung seines Elektro
magneten 43A geöffnet, so kann aus dem Druckfeld B Druckmittel über
die Bohrungen 40, 41 sowie die Leitung 42 und das Ventil 43 zum
Behälter abströmen. Je nach Öffnungsgrad des Ventils 43 und der
damit verbundenen Druckabsenkung im Druckfeld B wird nun die Dicht
platte 30 durch den unterhalb von ihr in den Zahnkammern
herrschenden Druck mehr oder weniger stark von den Zahnradseiten
flächen abgehoben. Dadurch kann Druckmittel von der Hochdruckseite
unterhalb der Platte abströmen. Durch die Form der Druckplatte
gelangt dieses abströmende Druckmittel in die Längsnuten 45, 46 der
Buchsen 18, 19 und zur Ausnehmung 27A am Lagerkörper 27. Von dort
fließt es über die Bohrung 48 und durch das Innere der Zahnradpumpe
in den Behälter 35 ab. Entsprechend dem Steuerdruck im Druckfeld B
kann die Dichtplatte 30 mehr oder weniger stark von den Zahnrad
seitenflächen abgehoben werden, wodurch eine mehr oder weniger große
Druckmittelmenge von der Hochdruckseite zu den Längsnuten 45, 46
abströmen kann. Dabei erwärmt es sich unter Umständen sehr stark,
wird aber dadurch, daß es in den Druckbehälter fließt, wieder abge
kühlt. Es fließt somit kein an der Dichtplatte durch Reibungskraft
erwärmtes Druckmittel unmittelbar zur Saugseite. Ist das Ventil 43
völlig geschlossen, so liegt die Dichtplatte voll an den Zahnrad
seitenflächen an, so daß kein Druckmittel mehr von der Hoch- zur
Niederdruckseite abfließen kann. Die Fördermenge ist nun maximal.
Hieraus ist zu erkennen, daß die Dichtplatte durch entsprechende
Steuerung des Druckes im Druckfeld B die Funktion eines Strom
regelventils hat, wodurch die Fördermenge der Pumpe auf einfachste
Weise geregelt werden kann. Eine Überhitzung der Zahnradpumpe wird
sicher dadurch vermieden, daß das im Bypass abgesteuerte Druckmittel
zum Behälter fließt und dort gekühlt wird.
In Fig. 8 ist die Drucksteuerung schematisch wiedergegeben. Die
Dichtplatte 30 ist hier als Bypassventil dargestellt, welche
Funktion sie ja auch hat. Der über die Dichtplatte abfließende Strom
ist mit QV bezeichnet, der aus dem Druckfeld B abströmende geringe
Druckmittelstrom mit QS. Hier ist gut zu erkennen, daß das über
die Dichtplatte 30 abströmende Druckmittel unmittelbar in den
Behälter 35 gelangt.
Es ist noch zu bemerken, daß der Druck im Druckfeld B auch noch auf
andere Weise gesteuert werden kann, als mittels des Steuerventils
43, z.B. durch eine externe Drucksteuereinrichtung (Hilfspumpe,
Hydraulikanlage, Druckspeicher etc.). Außerdem kann auch an beiden
Zahnradseitenflächen eine Dichplatte 30 angeordnet sein, falls dies
erforderlich ist.
Claims (5)
1. Zahnradpumpe mit im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern (13, 14),
an deren Seitenflächen auf wenigstens einer Seite eine Dichtplatte
(30) anliegt, auf welche wenigstens zwei durch Druckmittel beauf
schlagte Druckfelder (A, B) einwirken, wovon in einem der Druck
felder stets der Pumpenförderdruck herrscht, im anderen ein steuer
barer Druck, durch dessen Steuerung die Dichtplatte von den Seiten
flächen der Zahnräder abhebbar ist, so daß entlang der Dichtplatte
ein Bypass von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite herstellbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtplatte (30) nur im
Bereich der Hochdruckseite (HD) erstreckt und daß der Bypass-Strom
über in der Zahnradpumpe ausgebildete Kanäle (45, 46, 27B, 48) in
den Behälter (35) strömt, aus dem die Zahnradpumpe Druckmittel
ansaugt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle Nuten (45, 46) in den die
Wellen der Zähnräder aufnehmenden Bohrungen bzw. Buchsen (18, 19)
aufweisen.
3. Pumpe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Hochdruckfeld (A) radial außerhalb des gesteuerten Druckfelds (B)
liegt.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtplatte etwa die Form einer Drei hat, deren gerade
Abschlußkante nicht bis zu einer gedachten Geraden führt, welche die
Mitten (M) der Zahnradwellen verbindet, und daß etwa in der Mitte
der Dichtplatte eine durchgehende Bohrung (39) in dieser ausgebildet
ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnradwellen (16, 17) der Zahnräder in brillenförmigen
Lagerkörpern (26, 27) beidseits der Zahnräder gelagert sind und daß
die Dichtplatte (30) in einer passenden Ausnehmung (27A) eines der
Lagerkörper (27) angeordnet ist.
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EP (1) | EP0410150A3 (de) |
DE (1) | DE3924482A1 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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