DE4317645C2 - Adjustable gear pump - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft regelbare Zahnradpumpen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10 mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Zahnradpaaren in einem Gehäuse, von denen mindestens ein Zahnradpaar abschaltbar ist.The invention relates to controllable gear pumps according to the preamble of Claims 1 and 10 with at least two gear pairs arranged side by side in a housing, of which at least one gear pair can be switched off.
Vorbekannt sind die vorstehend gattungsgemäß bestimmten Zahnradpumpen durch die US 1 796 814 und die Schrift DE 43 17 645 A1. Sie sind mit mehreren nebeneinander angeordneten Zahnradpaaren in einem Gehäuse ausgestattet, von denen eines oder mehrere der Zahnradpaare zur Fördermengenregelung jeweils ein alternativ von der Antriebswelle antreibendes Zahnrad aufweisen, welches im abgekoppelten Zustand direkt oder indirekt gegen das Gehäuse festgelegt ist. Dieses alternativ angetriebene oder abkoppelbare Zahnrad ist gemäß der US 1 796 814 sowohl im an die Antriebswelle angekoppeltem Zustand als auch im von der Antriebswelle abgekoppelten Zustand, dann aber gegen das Gehäuse mittels einer Klinkensperre, formschlüssig gekoppelt.The gear pumps of the type defined above are known by the US 1 796 814 and the document DE 43 17 645 A1. You are with several side by side gear pairs equipped in a housing from which one or more of the gear pairs for flow rate control each alternatively have drive gear from the drive shaft, which in decoupled state is set directly or indirectly against the housing. This alternatively driven or uncouplable gear is according to US 1 796 814 both in the coupled state to the drive shaft and in the Drive shaft uncoupled state, but then against the housing by means of a Pawl lock, positively coupled.
Diese Ausführung ist nicht geeignet ein An- und Abkoppeln von der Antriebswelle sowie ein Festlegen am Gehäuse für ein Zahnradpaar im Betriebszustand mechanisch störungsfrei zu gewährleisten.This version is not suitable for coupling and uncoupling from the drive shaft and a fixing on the housing for a gear pair in the operating state mechanically to ensure trouble-free.
Bei der Ausführung gemäß der Schrift DE 41 34 219 A1 ist die formschlüssige Kopplungseinrichtung ein Kolben, der schiebbar, aber drehfest in der Antriebswelle gelagert ist. Der Kolben weist einen radial gerichteten Mitnehmer auf, der zum Koppeln des zu treibenden Zahnrades axial in eine Längsnut dieses Zahnrades einschiebbar ist. Eine axial wirksame Feder zwischen Antriebswelle und Kolben verschiebt den Kolben ständig in Richtung des Eingriffs des radialen Mitnehmers in das zu treibende Zahnrad. Durch axiales Beaufschlagen des Kolbens mit dem Förderdruck an der Druckseite der Pumpe gegen die Kraft vorgenannter Feder wird der Kolben nach Erreichen einer bestimmten Höhe des Förderdrucks mit seinem Mitnehmer verschoben. Der Mitnehmer gelangt aus dem Eingriff mit der Längsnut des Zahnrades, welches dann nicht mehr angetrieben wird. In the execution according to the document DE 41 34 219 A1, the form-fitting Coupling device is a piston that is slidable but non-rotatable in the drive shaft is stored. The piston has a radially directed driver, which is used for coupling of the gear to be driven can be inserted axially into a longitudinal groove of this gear. An axially effective spring between the drive shaft and the piston moves the piston constantly in the direction of the engagement of the radial driver in the gear to be driven. By axially loading the piston with the delivery pressure on the pressure side of the Pump against the force of the aforementioned spring becomes the piston after reaching a certain amount of the delivery pressure shifted with its driver. Of the Driver comes out of engagement with the longitudinal groove of the gear, which then is no longer driven.
Zum Feststellen des nicht getriebenen Zahnradpaares dient eine Freilaufeinrichtung mit Klemmkörper zwischen der im Pumpengehäuse drehfest angeordneten Achse des nur mittelbar getriebenen Zahnrades. Ein Drehen des abgekoppelten Zahnradpaares durch den ausgangsseitig anliegenden Förderdruck des ständig fördernden Zahnradpaares wird auf diese Weise verhindert.A freewheel device is used to determine the pair of non-driven gearwheels Clamping body between the axis of the non-rotatably arranged in the pump housing indirectly driven gear. A turning of the uncoupled gear pair due to the delivery pressure of the continuously delivering Gear pair is prevented in this way.
Beide Ausführungen weisen den Nachteil des formschlüssigen Ankopppelns beim Betrieb unter Last auf.Both versions have the disadvantage of positive coupling when Operation under load.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Zahnradpumpen der eingangs bestimmten Gattung eine Anordnung zu schaffen, die das Ankoppeln an die Antriebswelle des abschaltbaren Zahnradpaares unter allen Betriebszuständen sicher bewirkt und dabei vorzugsweise hydraulisch betätigbar ist.The invention is based, for gear pumps the task at the beginning certain genre to create an arrangement that the coupling to the drive shaft of the gear pair that can be switched off safely under all operating conditions causes and is preferably hydraulically actuated.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Durch die Kopplung des alternativ antreibbaren oder festlegbaren Zahnrades eines Zahnradpaares jeweils mittels Reibschluß an der Antriebswelle ist ein Übergang zwischen an- und abgekoppeltem Zustand bei allen Betriebsbedingungen einwandfrei möglich. According to the invention this object is achieved by the in the characterizing part of Features described claim 1 solved. By coupling the alternative drivable or fixable gear of a gear pair by means of Friction on the drive shaft is a transition between the coupled and uncoupled Condition perfectly possible under all operating conditions.
Vorteilhaft wird der Reibschluß zur Antriebswelle durch Federkraft bewirkt, während zum Festlegen am Gehäuse der Reibschluß hydraulisch gehalten oder ein Formschluß hydraulisch hergestellt und gehalten wird.The frictional connection to the drive shaft is advantageous Spring force causes while to be fixed on the housing of the Frictionally held hydraulically or a form fit is hydraulically manufactured and held.
Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 10 wird für das abgekoppelte Zahnradpaar eine hydraulische Entlastung von der Druckseite des fördernden Zahnradpaares bewirkt, wodurch sich ein Festlegen am Gehäuse für das abgekoppelte Zahnradpaar erübrigt.In an embodiment according to claim 10 for decoupled gear pair hydraulic relief from the pressure side of the promoting gear pair, which eliminates the need to fix the housing for the decoupled gear pair.
Die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale werden in der Beschreibung im Zusammenhang mit ihren Vorteilen und ihrer Wirkung erläutert.The features contained in the subclaims are described in the description related to its advantages and their effect explained.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.The following are exemplary embodiments of the invention described with reference to drawings.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe;1 shows a longitudinal section through an inventive gear pump.
Fig. 2 ein Schema der hydraulischen Steuerung für die erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit direkt verbundenen Druckkanälen beider Zahnradpaare; Fig. 2 is a diagram of the hydraulic control for the inventive gear pump directly connected with pressure passages of both gear pairs;
Fig. 3 ein Schema für eine hydraulische Steuerung einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe, wobei das an- und abkuppelbare Zahnradpaar einen vom gemeinsamen Druckkanal abschaltbaren und damit mittelbar verbundenen Druckkanal aufweist; Fig. 3 is a diagram for a hydraulic control of a gear pump according to the invention, the switched on and off disconnectable gear pair from a common pressure channel and has thus indirectly associated pressure channel;
Fig. 4 ein Schema für eine hydraulische Steuerung einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe, wobei das an- und abkuppelbare Zahnradpaar einen vom gemeinsamen Druckkanal abschaltbaren und auch entlastbaren, mittelbar verbundenen Druckkanal aufweist. Fig. 4 is a diagram for a hydraulic control of a gear pump according to the invention, wherein the coupling and uncoupling gear pair has a indirectly connected pressure channel that can be switched off and relieved from the common pressure channel.
Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Zahnradpumpe weist in einem Gehäuse 1 mit der vom Motor M angetriebenen Antriebswelle 2 zwei Zahnradpaare 3; 3A und 4; 4A auf. Die beiden nicht direkt angetriebenen Zahnräder 3A; 4A sind auf einer im Gehäuse 1 festen Achse 5 drehbar gelagert. The gear pump according to the invention shown in FIG. 1 has two gear pairs 3 ; in a housing 1 with the drive shaft 2 driven by the motor M. 3 A and 4 ; 4 A on. The two not directly driven gears 3 A; 4 A are rotatably mounted on an axis 5 fixed in the housing 1 .
Das Zahnrad 3 ist mit der Antriebswelle 2 ständig verbun den. Das Zahnradpaar 3; 3A fördert bei umlaufender An triebswelle 2 somit ständig.The gear 3 is constantly connected to the drive shaft 2 . The gear pair 3 ; 3 A thus continuously drives the rotating drive shaft 2 .
Das Zahnrad 4 läuft frei auf der Antriebswelle 2, es ist jedoch alternativ von der Antriebswelle 2 mittels Reib schluß von Reibkörpern 6; 7 mittelbar antreibbar oder am Gehäuse 1 festlegbar.The gear 4 runs freely on the drive shaft 2 , but it is alternatively by the drive shaft 2 by means of friction circuit of friction bodies 6 ; 7 indirectly drivable or fixable on the housing 1 .
Das Zahnrad 4 weist einen Lageransatz auf und dieser ist mit einem Koppelring 8 versehen. Dieser Koppelring 8, ein Übertragungsring 9 und Kolbenreibringe 10; 11 sind über entsprechende Schiebeprofile axial zueinander schiebbar, jedoch drehfest gekoppelt.The gear 4 has a bearing shoulder and this is provided with a coupling ring 8 . This coupling ring 8 , a transmission ring 9 and piston friction rings 10 ; 11 can be pushed axially relative to one another via corresponding sliding profiles, but are coupled in a rotationally fixed manner.
Der Übertragungsring 9 sitzt auf der Antriebswelle 2 lose gelagert zwischen den auf der Antriebswelle 2 festen Reibkörpern 6; 7.The transfer ring 9 mounted on the drive shaft 2 loosely mounted between the fixed on the drive shaft 2 friction bodies 6; 7 .
Die Kolbenreibringe 10; 11 sind in einer Kammer 15 im Gehäuse 1 dichtend dreh- und schiebbar geführt und gegen die ihnen beidseits zugeordneten, auf der Antriebswelle 2 festen Reibkörper 6; 7 mittels einer Spreizfeder 12 an legbar.The piston friction rings 10 ; 11 are in a chamber 15 in the housing 1 sealingly rotatable and slidable and guided against the both sides of them associated, fixed on the drive shaft 2 friction body 6; 7 by means of a spreading spring 12 on.
Die Kolbenreibringe 10; 11 können somit entweder mittels der Kraft der Spreizfeder 12 mit den auf der Antriebs welle 2 fest angeordneten Reibkörpern 6; 7 oder der Spreizfeder 12 entgegengerichteter Beaufschlagung der Kammerhälften 15A und 15B mit einem im Gehäuse 1 drehfest angeordneten Reibring 13 in Reibschluß oder mit Rast stiften 14 in Formschluß gebracht werden.The piston friction rings 10 ; 11 can thus either by means of the force of the spreading spring 12 with the fixed on the drive shaft 2 friction bodies 6 ; 7 or the spreading spring 12 acting in the opposite direction on the chamber halves 15 A and 15 B with a friction ring 13 arranged in a rotationally fixed manner in the housing 1 in frictional engagement or with locking pins 14 are brought into positive engagement.
Die genannten Raststifte 14 durchreichen die zylindrische Kammer 15 sehnenartig, wobei Rastzähne an den Axialflächen der Kolbenreibringe 10; 11 im angelegten Zustand einen Formschluß bewirken (nicht dargesellt). Zur Verstärkung des Reibschlusses für den Antrieb des Zahnradpaares 4; 4A von der Antriebswelle 2 können die Reibkörper 6; 7 und die Kolbenreibringe 10; 11 mit komple mentären Konen bzw. Innenkonen versehen sein.Said locking pins 14 pass through the cylindrical chamber 15 like sinews, locking teeth on the axial surfaces of the piston friction rings 10 ; 11 cause a positive connection in the applied state (not shown). To reinforce the frictional connection for driving the gear pair 4 ; 4 A from the drive shaft 2 , the friction body 6 ; 7 and the piston friction rings 10 ; 11 be provided with complementary cones or inner cones.
Das zugehörige Steuerungsschema zeigt Fig. 2, darin sind die Zahnradpaare 3; 3A; 4; 4A als selbständige Pumpenein heiten schematisch dargestellt. Diese Zahnradpaare 3; 3A und 4; 4A fördern beide direkt in den gemeinsamen Druck kanal 19.The associated control diagram is shown in FIG. 2, in which the gear pairs 3 ; 3 A; 4 ; 4 A schematically shown as independent pump units. These gear pairs 3 ; 3 A and 4 ; 4 A both feed directly into the common pressure channel 19 .
Die Kopplungeinrichtung 20 besteht, in bereits beschrie bener Art, aus den Teilen gemäß den Bezugszeichen 6 bis 12. Die zugehörigen Kammerhälften 15A und 15B im Gehäu se 1 sind über die Kanäle A und B - siehe Fig. 1 - von einem vom Druck im Druckkanal 19 gesteuerten Ventil 21 - einem 2/3 Wegeventil - vom Druckkanal 19 her beaufschlag bar und zum Rücklauf hin entlastbar. Das Zahnradpaar 4; 4A bleibt auch im abgekoppelten und festgestellten Zustand vom Druck des Druckkanals 19 beaufschlagt.The coupling device 20 consists, in the manner already described, of the parts according to reference numerals 6 to 12 . The associated chamber halves 15 A and 15 B in the housing 1 are via the channels A and B - see FIG. 1 - from a pressure controlled by the pressure in the pressure channel 19 valve 21 - a 2/3 directional control valve - from the pressure channel 19 and can be acted upon Relief can be relieved. The gear pair 4 ; 4 A remains pressurized by the pressure channel 19 even in the uncoupled and ascertained state.
Vorteilhaft kann zwischen den Zahnradpaaren 3; 3A; 4; 4A jeweils eine dichtende, vorzugsweise axial schiebbare Trennwand (16) angeordnet sein. Sie verhindert eine hydraulische Beeinflussung des stehen Zahnradpaares 4; 4A durch Randwirbel des ständig umlaufenden Zahnradpaares 3; 3A.Can advantageously between the gear pairs 3 ; 3 A; 4 ; 4 A, a sealing, preferably axially movable partition ( 16 ) can be arranged. It prevents hydraulic influencing of the standing gear pair 4 ; 4 A by vortex of the constantly rotating gear pair 3 ; 3 A.
Bei einer solchen vorbeschriebenen Ausführung ist zum Herabsetzen des Haltemomentes und zum Vermeiden von Leck verlusten bei am Gehäuse 1 festgelegtem Zahnradpaar 4; 4A der getrennte Druckkanal 19A dieses Zahnradpaares unter Zwischenschaltung eines vom Druck im Druckkanal 19 ge steuerten Abschaltventils 17 am gemeinsamen Druckkanal 19 der Zahnradpaare 3; 3A; 4; 4A angeschlossen, siehe Fig. 3. Dieses Abschaltventil 17 bildet vorteilhaft mit dem Ventil 21 eine zusammengefaßte, gemeinsam druckgesteuerte Ventileinheit.In such a previously described embodiment, to reduce the holding torque and to avoid leakage losses when the gearwheel pair 4 is fixed on the housing 1 ; 4 A of the separate pressure channel 19 A of this gear pair with the interposition of a shut-off valve 17 controlled by the pressure in the pressure channel 19 at the common pressure channel 19 of the gear pairs 3 ; 3 A; 4 ; 4 A connected, see FIG. 3. This shut-off valve 17 advantageously forms a combined, jointly pressure-controlled valve unit with the valve 21 .
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung gemäß An spruch 10 mit durch eine schiebbare Trennwand 16 räumlich getrennten Zahnradpaaren 3; 3A; 4; 4A - wie auch in Fig. 1 dargestellt - wird für die Druckseite des Zahnradpaares 4; 4A; im abgekoppelten Zustand vermittels eines vom Druck im Druckkanal 19 gesteuerten 2/3 Wegeventils 18 zusätz lich eine hydraulische Entlastung erreicht. Ein Festlegen am Gehäuse 1 erübrigt sich somit. Das entsprechende Steuerschema hierzu ist in Fig. 4 gezeigt, die Darstel lungsart entspricht jener der Fig. 3. Das 2/3 Wegeventil 18 und das Ventil 21 sind zu einer gemeinsam druckgesteu erten Einheit zusammengefaßt. Die vorbeschriebene Bau weise ergibt zusätzlich auch durch das Beaufschlagen der schiebbaren Trennwand 16 von der Kammer des Zahnradpaares 3; 3A her, welches ständig fördert, ein zusätzliches Bremsmoment für das abgekoppelte Zahnradpaar 4; 4A. Das Bremsmoment wird durch das Einspannen des Zahnradpaares 4; 4A zwischen der Trennwand 16 und dem Gehäuse 1 erzeugt.In a further embodiment of the invention according to claim 10 with a spatially separated by a sliding partition 16 pairs of gears 3 ; 3 A; 4 ; 4 A - as also shown in Fig. 1 - is for the pressure side of the gear pair 4 ; 4 A; in the uncoupled state by means of a 2/3 directional control valve 18 controlled by the pressure in the pressure channel 19, additional hydraulic relief is achieved. Fixing on the housing 1 is therefore unnecessary. The corresponding control scheme for this is shown in Fig. 4, the presen- tation corresponds to that of Fig. 3. The 2/3 way valve 18 and the valve 21 are combined into a pressure-controlled unit. The construction described above also results from the action of the sliding partition 16 from the chamber of the gear pair 3 ; 3 A ago, which constantly promotes an additional braking torque for the decoupled gear pair 4 ; 4 A. The braking torque is achieved by clamping the gear pair 4 ; 4 A generated between the partition 16 and the housing 1 .
Ein Druckbegrenzungsventil 23 ist in allen Ausführungen der hydraulischen Steuerungen zwischen dem Druckkanal 19 und dem gemeinsamen Saugkanal der Zahnradpaare angeord net.A pressure relief valve 23 is net in all versions of the hydraulic controls between the pressure channel 19 and the common suction channel of the gear pairs.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gehäuse
2 Antriebswelle
3 Treibendes Zahnrad
3A getriebenes Zahnrad
4 Alternativ treibendes oder zum Gehäuse festes
Zahnrad
4A getriebenes Zahnrad
5 Achse für Zahnräder 3A; 4A;
6 Reibkörper, auf Antriebswelle 2 fest;
7 Reibkörper, auf Antriebswelle 2 fest;
8 Koppelring
9 Übertragungsring
10 Kolbenreibring
11 Kolbenreibring
12 Spreizfeder
13 Reibring, drehfest im Gehäuse 1 geführt;
14 Reibstifte
15 Kammer
15A/15B Kammerhälften
16 Trennwand
17 Abschaltventil
18 2/3 Wegeventil
19 Druckkanal
19A Druckkanal von Zahnradpaar 4/4A
20 Kopplungseinrichtung
21 Ventil -2/3 Wegeventil-
23 Druckbegrenzungsventil
M Motor 1 housing
2 drive shaft
3 Driving gear
3 A driven gear
4 Alternatively driving gear or gear fixed to the housing
4 A driven gear
5 axis for 3 A gearwheels; 4 A;
6 friction body, fixed on drive shaft 2 ;
7 friction body, fixed on drive shaft 2 ;
8 coupling ring
9 transmission ring
10 piston friction ring
11 piston friction ring
12 spreading spring
13 friction ring, rotatably guided in the housing 1 ;
14 rubbing pins
15 chamber
15 A / 15 B chamber halves
16 partition
17 shut-off valve
18 2/3 way valve
19 pressure channel
19 A pressure channel of 4/4 A gear pair
20 coupling device
21 valve -2/3 way valve-
23 pressure relief valve
M engine
Claims (13)
- - den parallelachsig angeordneten Zahnradpaaren ist vorzugsweise gemeinsam ein Saugkanal zugeordnet, wobei die zugehörigen Druckkanäle jedoch direkt oder mittelbar verbunden sind;
- - eines der Zahnradpaare weist ein mit einer Antriebs welle drehfest gekoppeltes treibendes Zahnrad auf, wäh rend das oder die weiteren Zahnradpaare ein alternativ von der Antriebswelle angetriebenes oder abkoppelbares Zahnrad aufweisen;
- - das jeweils alternativ angetriebene oder abkoppelbare Zahnrad ist im abgekoppelten Zustand festlegbar;
- - A suction channel is preferably assigned to the gear pairs arranged in parallel axis, the associated pressure channels, however, being connected directly or indirectly;
- - One of the gear pairs has a driving gear rotatably coupled to a drive shaft, while the other gear pairs or have an alternatively driven or decoupled gear from the drive shaft;
- - The alternatively driven or uncouplable gear can be set in the uncoupled state;
- - den parallelachsig in getrennten Kammern angeordneten Zahnradpaaren ist gemeinsam ein Saug- und je ein Druck kanal zugeordnet;
- - eines der Zahnradpaare weist ein mit einer Antriebs welle drehfest gekoppeltes treibendes Zahnrad auf, wäh rend das oder die weiteren Zahnradpaare ein alternativ von der Antriebswelle angetriebenes oder abkoppelbares Zahnrad aufweisen;
- - The pairs of parallel arranged in separate chambers gear pairs are assigned a suction and a pressure channel;
- - One of the gear pairs has a driving gear rotatably coupled to a drive shaft, while the other gear pairs or have an alternatively driven or decoupled gear from the drive shaft;
- - das von der Antriebswelle (2) alternativ angetriebene oder abkoppelbare Zahnrad (4) ist mittels Reibschluß an die Antriebswelle (2) ankoppelbar;
- - zwischen den Zahnradpaaren (3; 3A; 4; 4A) ist jeweils eine dichtende, jedoch axial schiebbare Trennwand (16) angeordnet;
- - der Druckkanal (19A) des abkoppelbaren Zahnradpaares (4; 4A) ist unter Zwischenschaltung eines 2/3 Wegeventils (18), am gemeinsamen Druckkanal der Zahnradpaare (3; 3A; 4; 4A) anschließbar oder entlastbar.
- - which is coupled by friction to the drive shaft (2) of the drive shaft (2) driven alternatively or disengageable gear wheel (4);
- - Between the gear pairs ( 3 ; 3 A; 4 ; 4 A) a sealing, but axially movable partition ( 16 ) is arranged in each case;
- - the pressure channel (19 A) of the uncoupled gear pair (4, 4 A) with the interposition of a 2/3 way valve (18), the common pressure channel of the gear pairs (3, 3 A, 4, 4 A) can be connected or relieved.
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