DE3005657A1 - Zahnradpumpe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Zahnradpumpen mit zwei ineinanderlaufenden* verzahnten Rotoren (z. B. DE-OS 29 04 666), die zur Schmierölversorgung für Getriebe und Motore oder zur Druckölversorgung von hydraulischen Hilfskraftlenkungen verwendet werden, sind vielfach bekannt. Eine systembedingte Eigenschaft liegt bei diesen mit einer Saug- und einer Druckniere arbeitenden Pumpen darin, daß deren Verdrängervolumen und die dazu erforderliche Leistungsaufnahme proportional zum Drehzahlanstieg verläuft. Das Fördervolumen wird daher in vielen Fällen durch ein auf der Druckseite in das Pumpengehäuse eingebautes Stromregelventil (z. B. Firmenschrift der Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, ZF-Lenkungen mit Zubehör und Pumpenprogramm, Seite 27, Abb. 59, vom ~ August 1977). bei- einer relativ niedrigen Drehzahl abgeregelt. Dies bedeutet, daß die bekannten Zahnradpumpen, insbesondere bei höheren Drehzahlen, mit einem zu hohen Energieaufwand arbeiten. ·

Pumpen nach der Radialkolbenbauart (DE-PS 25 40 879) haben zwar den Vorteil der sogenannten Saugregelung, d. h. in den Ansaugbohrungen der Kolben erfolgt ein verlustfreies Abregeln der Fördermenge mit zunehmender Pumpendrehzahl. Die den einzelnen Kolben auf der Druckseite zugeordneten Rückschlagventile haben dabei die Aufgabe, einen Rückstrom des Drucköls in der Saugphase zu verhindern. Radialkolbenpumpen haben jedoch den Nachteil, daß sie infolge ihres hohen Bauaufwandes verhältnismäßig teuer sind.

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Bisherige Versuche, die Saugregelung durch Drosseln des Ansaugströmes auch bei den im Oberbegriff angeführten Zahnradpumpen anzuwenden, haben im Abregeibereich zwar zu konstanten Förderströmen, jedoch zu keiner Leistungsersparnis geführt. Hinzu kommt, daß bei einer derartigen Maßnahme mit Kavitation zu rechnen ist.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der bekannten Saugdrosselung auf eine nach dem Rotorprinzip arbeitende Zahnradpumpe so anzuwenden, daß im Abregeibereich Antriebsleistung eingespart wird, ohne daß dabei in der Pumpe Kavitation auftritt.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe weist in dem an die Saugniere angeschlossenen und zu einem Ölbehälter führenden Ansaugkanal eine Drosselstelle auf. Außerdem sind im Bereich der normalerweise als Druckniere ausgebildeten Druckzone eine Serie von in Richtung zum Verbraucher öffnende Rückschlagventile vorgesehen. Vorzugsweise finden als Rückschlagventile durch federnde Zungen abgedeckte Auslaßbohrungen Anwendung. Die Auslaßbohrungen befinden sich in einer Steuerplatte der Zahnradpumpe.

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In einer anderen Ausführungsform weisen die Zahngründe des umlaufenden Hohlrades Bohrungen mit Kugelrückschlagventil en auf. Diese Bohrungen stehen mit einem in das Pumpengehäuse eingearbeiteten, halbkreisförmig verlaufenden Druckkanal in Verbindung, der an einen Verbraucher angeschlossen ist.

Durch die Anordnung der Rückschlagventile nach der Erfindung wird vermieden, daß bereits verdichtetes und in
einem an die Druckzone angeschlossenen Auslaßkanal befindliches Drucköl in die durch Saugregelung teilgefüllten Förderkammern zurückströmen kann, um später unter Aufwendung
nochmaliger Pumpenantriebsleistung erneut gefördert zu werden. Hieraus ergibt sich im Abregeibereich die angestrebte Energieersparnis. Die Anwendung der Saugregelung erfolgt
gegenüber herkömmlichen Zahnradpumpen dieser Bauart bei
nahezu unverändertem Bauvolumen und erfordert einen verhältnismäßig geringen Bauaufwand.

Erläuterung der Erfindung

Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Zahnradpumpe mit im Bereich der Druckzone vorgesehenen Rückschlagventilen;

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Pig. 2 einen Längsschnitt durch die Zahnradpumpe nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Draufsicht auf die Rückschlagventile bei weggelassenem Gehäusedeckel ;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit in den Zahngründen des Hohlrades vorgesehenen Rückschlagventilen;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Pumpe nach Fig. 4.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeichnete Zahnradpumpe hat ein Gehäuse 1, das ein durch eine Welle 2 antreibbares, außenverzahntes Innenrad 3 und ein mit diesem kämmendes, innenverzahntes Hohlrad 4 aufnimmt. Das Hohlrad 4 besitzt mehrere Innenzähne 5. Das außenverzahnte Innenrad 3 weist einen Zahn 6 weniger als das Hohlrad 4 auf und ist in dem vom Hohlrad 4 umschlossenen Raum exzentrisch angeordnet. Die Räder 3 und 4 laufen zwischen dem Gehäuse 1 und einer Steuerplatte 7. Die Steuerplatte 7 ist zusammen mit einem Deckel 8 an das Gehäuse 1 angeschraubt. Beim Umlauf der Räder 3 und 4 bilden die Zähne 5 und 6 voneinander abgeschlossene Förderkammern 10, die fortschreitend bis zu einem Höchstvolumen wachsen und dann wieder bis zu einem Mindestvolumen abnehmen. Die sich vergrößernden Förder-

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kanunern bewegen sich entlang einer Saugzone, die die Form einer sogenannten Saugniere 11 hat. Die Saugniere 11 ist in die Steuerplatte 7 eingearbeitet und über eine Drosselstelle 9 sowie einen Kanal 12 mit einem zu einem ölbehälter (nicht dargestellt) führenden Ansauganschluß 13 verbunden. Der Ansauganschluß 13 befindet sich im Deckel 8. Die sich verkleinernden Förderkanunerη 10 bewegen sich entlang einer links der senkrecht durch die Pumpe geführtes Längsmittelebene L liegenden Druckzone. Nach der Erfindung liegen im Bereich dieser Druckzone in der Steuerplatte 7 eine Serie von Rückschlagventilen 14, über welche eine Verbindung zu einem im Deckel 8 liegenden Auslasanschluß 15 herstellbar ist. Der Auslaßanschluß 15 steht mit einem nicht gezeichneten Verbraucher in Verbindung. Die Rückschlagventile 14 bestehen aus Auslaßbohrungen 16, die durch nachgiebige, in Richtung zum Auslaßanschluß 15 öffnende Zungen 17 abbedeckt sind. Beim Öffnungshub stützen sich die Zungen 17 an einem Anschlag ab. Der Anschlag 18 ist als halbkreisförmig aufgewölbtes Blechsegment ausgebildet. Die Zungen 17 sind in ähnlicher Weise an einer halbkreisförmigen Blechlasche 20 vorgesehen. Der Anschlag 18 und die Blechlasche 20 sind in einem Sammelkanal 21 der Steuerplatte 7 verschraubt.

Der Abstand der Bohrungen 16 voneinander ist sp zu wählen, daß die Zähne 6 des Innenrades 3 diese Bohrungen voll überdecken. Dadurch ist eine KurzSchlußverbindung zwischen zwei Förderkammern vermieden. Biege Forderung

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kann auch erfüllt werden, wenn der Teilkreis-Durchmesser der Bohrungen 16 weiter nach außen verlegt ist, so daß dann die Zähne 5 des Hohlrades 4 die überdeckung der Bohrungen 16 übernehmen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Rückschlagventile 14 wird das in sich stetig verkleinernden Förderkammern 10 befindliche öl so vorgespannt, daß bei zu Beginn des Druckhubes vollständig gefüllten Förderkammern (siehe Lage der Förderkammer 10) die gesamte, im Bereich der Rückschlagventile 14 liegende Verdichtungsstrecke für den ölausstoß genützt wird. Sind die Förderkammern 10 infolge der Drosselstelle 9 bei höheren Drehzahlen der Pumpe nur teilweise befüllt, so erfolgt der ölausstoß dann, wenn das verkleinerte Kammervolumen der Teilbefüllung entspricht. Der ölausstoß verschiebt sich demzufolge in den in Fig. 1 obenliegenden Bereich der Verdichtungsstrecke. - Durch die Rückschlagventile 14 wird also vermieden, daß die bei höheren Drehzahlen durch die Ansaugdrosselung nur teilgefüllten Förderkammern im Bereich der Druckzone vom Sammelkanal 21 her rückgefüllt werden. -

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Aufbau dadurch, daß Rückschlagventile 22 in jeden Zahngrund 23 des umlaufenden Hohlrades 24 eingesetzt sind. Diese Rückschlagventile 22 befinden sich in Radialbohrungen 25, die über axiale Auslaßbohrungen 26 mit einem etwa halbkreisförmig in einen Deckel

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eingearbeiteten Druckkanal 28 in Verbindung stehen. Der Druckkanal 28 ist mit einem Auslaßanschluß 30 verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind immer die links der Längsmittelebene L die Druckzone durchlaufenden Rückschlagventile am ölausstoß beteiligt. Die sich im Bereich der Saugniere 11 bewegenden Rückschlagventile 22 sind infolge der sich erweiternden Förderkammern 10 und des darin herrschenden Ansaugdruckes immer geschlossen. Im übrigen arbeitet diese Pumpe, wie bereits zu Fig. 1 bis 3 erläutert. Die Pumpe mit Rückschlagventilen im Hohlrad nach Fig. 4 und 5 bietet den Vorteil einer geringen axialen Baulänge.

28.01.1980
T-PA fr-hg

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Claims (4)

1. ZAHNRADFÄÖRIK

   Aktiengesel1schaft
   Priedrichshafen

   Zahnradpumpe

   Patentansprüche

   IJ Zahnradpumpe mit folgenden Merkmalen: ein innenverzahntes Hohlrad steht mit einem außenverzahnten, durch eine Welle antreibbaren Innenrad im Eingriff;

   das Hohlrad ist exzentrisch zur Welle gelagert und hat eine um eins höhere Zähnezahl als das Innenrad; während des Umlaufes der beiden Räder bleiben die Zähne in abdichtender Gleitberührung und bilden veränderliche Förderkammern;

   - die Pumpe weist beiderseits einer senkrechten Längsmittelebene eine Saug- bzw. eine Druckzone auf, wobei die Saugzone als Saugniere ausgebildet ist;

   - die Saugniere ist mit einem Ansaugkanal verbunden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale;

   - in den zur Saugniere (11) führenden Ansaugkanal (12) ist eine Drosselstelle (9) eingebaut; die Druckzone enthält eine Serie von Rückschlagventilen (14) .

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2. 2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
   gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   die Rückschlagventile (14) sind in einer Steuerplatte (7) untergebracht;

   - als Rückschlagventile (14) sind durch nachgiebige Zungen (17) abgedeckte Auslaßbohrungen (16) vorgesehen; die Zungen (17) befinden sich an einer etwa halbkreisförmigen Lasche (20);

   der Öffnungshub der Zungen (17) ist durch einen Anschlag (18) begrenzt.
3. 3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k ennzeichnet , daß die Zähne (6) des Innenrades (3) die Auslaßbohrungen (16) der Rückschlagventile (14) überdecken.
4. 4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
   gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   - in jedem Zahngrund (23) des umlaufenden Hohlrades (24) sind Rückschlagventile (22) mit Auslaßbohrungen (26) angeordnet;

   - die Auslaßbohrungen (26) stehen mit einem etwa halbkreisförmig verlaufenden Druckkanal (28) im Deckel (27) in Verbindung (Fig. 4 und 5).

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