Zahnradpumpe

Abstract

 Die Zahnradpumpe weist zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder (14, 15) auf, an deren Seitenflächen eine Dichtplatte (26) mit Hilfe zweier etwa konzentrisch verlaufender Druckfelder (A, B) angedrückt wird. Die beiden Druckfelder stehen nicht miteinander in Verbindung. Der Druck des einen Druckfeldes (B) kann mit Hilfe einer in der Druckleitung angeordneten Blende (39) entlastet werden, und zwar derart, daß die Dichtplatte (16) von den Zahnradseitenflächen abgehoben wird, wodurch eine waagrechte Fördermengenkennlinie erzeugt wird, d. h. ab einem bestimmten Abregelpunkt steigt die Fördermenge nicht mehr mit der Drehzahl an. Dadurch hat die Dicht­platte die Funktion eines Stromregelventils.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Zahnradpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Zahnradpumpe wird die Dichtplatte durch abgestufte hydraulische Belastung von Druckfeldern her in dichtende Berührung mit den Zahnradseitenflächen gebracht, um dadurch den Leckverlust zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite gering zu halten. Nachteilig ist dabei häufig, daß die Fördermenge mit steigender Drehzahl ansteigt.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Dichtplatte außer der Dichtfunktion noch die eines Stromreglers hat, der ab einem bestimmten Fördervolumen der Zahnradpumpe wirksam wird durch gezielte Leckölströmung von der Hochdruckseite entlang der Unter­seite der Dichtplatte zur Niederdruckseite, so daß das Fördervolumen der Pumpe auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Dies ist also möglich ohne ein spezielles Stromregelventil, wie es bisher not­wendig war. Dadurch ergibt sich eine bedeutende Ersparnis.

Zeichnung

[0003] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe, Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, Figur 3 einen Schnitt längs III-III nach Figur 2, Figur 4 eine Prinzipskizze und Figur 5 ein Diagramm, Figuren 6 und 7 Prinzipskizzen.

Beschreibung des Erfindungsbeispieles

[0004] Die Zahnradpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, dessen Innenraum 11 etwa die Querschnittsform einer Acht hat, das beidseitig durch Deckel 12, 13 verschlossen ist. Im Innenraum kämmen zwei Zahnräder 14, 15 im Außeneingriff miteinander, deren Wellen 16, 17 in brillenförmigen Lagerkörpern 18, 19 gelagert sind. Derartige Lagerkörper sind all­gemein bekannt und deshalb nicht weiter beschrieben. Im Deckel 13 ist ein Durchgang 20 ausgebildet, durch welche eine Verlängerung 23 der Welle 17 nach außen dringt; sie ist dort durch einen Dichtring 24 abgedichtet.

[0005] Zwischen dem Lagerkörper 18 und den benachbarten Seitenflächen der Zahnräder 14, 15 ist eine Dichtplatte 26 angeordnet, die ebenfalls die Kontur des Gehäuseinnenraums hat, die gesamte Fläche der Zahn­räder überdeckt und eine geringe axiale Bewegungsfreiheit hat. An ihrer Rückseite sind zwei Druckfelder wirksam, wie sie nachfolgend beschrieben sind.

[0006] Die Figur 2 zeigt u.a. eine Draufsicht auf den Lagerkörper 18, und zwar von seiner der Dichtplatte 26 zugewandten Stirnseite her. In dieser Stirnseite ist ein nahe der Außenkontur des Lagerkörpers ver­laufender erster Nutzug 27 ausgebildet, welcher teilweise konzen­trisch zu den Zahnradwellen verläuft, und sich von der Hochdruck­seite HD zur Niederdruckseite ND hinzieht, jedoch nicht bis zu dieser verläuft. Der Nutzug 27 endet jeweils in zwei Nutenden 27A, 27B, die bis an den Rand des Lagerkörpers vordringen. In diesem Nutzug ist eine Dichtung 28 aus gummielastischem Werkstoff ange­ordnet.

[0007] Ebenfalls konzentrisch zu den Zahnradwellen, aber radial innerhalb des Nutzugs 27 ist ein zweiter Nutzug 29 ausgebildet, der sich eben­falls von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite hin erstreckt, wobei seine Enden 29A, 29B noch weiter zur Niederdruckseite vor­dringen als die Nutenden des Nutzuges 27. Der Nutzug 29 hat außerdem in seinem mittleren Bereich eine Einbuchtung 29C, die etwa bis zu einer die Wellenmitten verbindenden gedachten Geraden führt. Im Nutzug 29 ist passend eine Dichtung 30 angeordnet, die ebenfalls aus einem gummielastischen Werkstoff besteht.

[0008] Die Hochdruckseite HD ist gekennzeichnet durch eine Ausnehmung 31, in welche die Hochdruckbohrung 32 vom Äußeren des Gehäuses ausgehend eindringt, und zwar in Höhe der Zahnräder 14, 15. Die Niederdruck­seite ND ist gekennzeichnet durch eine Ausnehmung 33, in welche eine achsgleich zur Hochdruckbohrung 32 verlaufende Niederdruckbohrung 34 eindringt, die ebenfalls vom Äußeren des Gehäuses ausgeht.

[0009] Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, besteht zwischen den Nutzügen 27, 29 ein Zwischenraum, welcher im Bereich 29C ein etwas vergrößertes Feld 35 bildet. Dieses ist über einen Kanal 36, 37, welcher teil­weise im Lagerkörper 18, teilweise im Gehäuse 10 ausgebildet ist, beaufschlagt. Der Kanal 36, 37 steht mit einer im Gehäuse ausge­bildeten Bohrung 38 in Verbindung, welche in die Auslaßbohrung 32 mündet, in der eine Blende 39 angeordnet ist. Die Bohrung 38 mündet stromabwärts der Blende 39 in die Auslaßbohrung 32. Die Blende 39 ist mit Hilfe eines Sicherungsringes 39A in der Auslaßbohrung 39 befestigt. Daraus ist zu erkennen, daß das Dichtfeld B stets mit einem Druck beaufschlagt ist, welcher stromabwärts der Blende 39 herrscht.

[0010] An die Hochdruckbohrung 32 ist eine Leitung 41 angeschlossen, die zu einem Verbraucher 42 führt und von dort zum Behälter 40. Die Figur 4 zeigt die Funktionsweise der Pumpe in schematischer Darstellung. Gleiche Teile wie in den Figuren 1, 2 und 3 sind mit denselben Ziffern bezeichnet.

[0011] Wenn die Zahnradpumpe Druckmittel fördert, so gelangt dieses vom Behälter 40 durch die Niederdruckleitung in die Hochdruckbohrung 32. Über die Ausnehmung 31, in welcher der Hochdruck herrscht, gelangt Druckmittel in das Druckfeld A. Dieses ist also stets vom Förder­druck beaufschlagt. Die Beaufschlagung des Druckfelds B erfolgt über die Kanäle 36, 37, 38, und zwar von der Bohrung 32 aus, welche stromabwärts der Blende 39 liegt. Die Dichtplatte 26 wird nun in dichtende Berührung mit den Zahnradseitenflächen gebracht. Steigt die Fördermenge der Zahnradpumpe weiter an, so steigt die Druck­differenz an der Blende 39 proportional zur Drehzahl n der Zahnrad­pumpe. Ist der sogenannte Abregelpunkt Z - siehe hierzu Diagramm nach Figur 4 - erreicht, dann wird die Dichtplatte 26 von den Zahnradseitenflächen abgehoben, und zwar deshalb, weil nun infolge der Druckdifferenz an der Blende 39 keine weitere Beaufschlagung des Druckfelds B mehr erfolgt. Daraus ist zu erkennen, daß die Kräfte aus den Druckfeldern A und B nicht mehr ausreichen, um die Dicht­platte 26 weiter an die Zahnräder anzudrücken. Dies bedeutet, daß nun die Fördermenge trotz steigender Drehzahl nicht weiter ansteigt. Dies ist dadurch zu erklären, daß durch das Abheben der Dichtplatte 26 eine direkte Verbindung von der Hochdruckseite zur Niederdruck­seite entlang der Zahnradseitenflächen stattfindet. Es handelt sich also um eine Fördermengenregelung ohne das bisher notwendige Strom­regelventil. Ab einer bestimmten Drehzahl bleibt die Förderung trotz weiter ansteigender Drehzahl konstant.

[0012] In der Figur 4 sind diese Vorgänge schematisch dargestellt. Die Zahnradpumpe saugt durch die Leitung 34 Druckmittel aus dem Behälter 40 an und verdrängt es in die Leitung 41. An der Blende 39 entsteht der oben geschilderte Druckabfall. Die Druckfelder A und B sind in Serie geschaltet. Ist der Abregeldruck Z erreicht, dann wird die Dichtplatte angehoben, wodurch nun Druckmittel von der Hochdruck­seite zur Niederdruckseite fließt. Es ist funktionell durch eine Ventilfunktion 26 dargestellt. Die Leitung 50 mit Drossel 51 bedeu­tet symbolisch die Spaltverluste in der Zahnradpumpe, die immer auf­treten, aber sehr gering sind.

[0013] Es ist auch möglich, das geförderte Druckmittel axial über die Aus­nehmung 31 und eine Öffnung im Deckel abzuführen. Dieses ist in der Figur 6 schematisch angedeutet. Im Punkt P kann ein Strahlapparat angeordnet sein, um die Kennlinie nach Figur 5 zu verbessern. Dies ist skizzenhaft in Figur 7 angedeutet.

Ansprüche

1. Zahnradpumpe mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, wobei auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine der Kontur des Innenraums (11) des Gehäuses (10) angepaßte, axial geringfügig bewegliche Dichtplatte (26) angeordnet ist, die durch in zwei Druck­feldern (A, B) wirkenden Flüssigkeitsdruck dichtend gegen die Zahn­radseitenflächen gedrückt wird und die Druckfelder durch auf der den Zahnrädern abgewandten Seite angeordnete Dichtungen (28, 30) abge­grenzt sind, wobei die Druckfelder als zwei zueinander mindestens über einen Teilbereich zu den Wellenbohrungen (27, 28) im wesent­lichen konzentrische Bereiche ausgebildet sind, und zwar einem radial außenliegenden ersten Vordruckfeld (A) und einem radial innenliegenden zweiten Hauptdruckfeld (B), dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hochdruckseite (32) der Zahnradpumpe eine Verengung (39) ausgebildet ist und daß die an dieser herrschende Druckdifferenz an der Dichtplatte wirksam ist, so daß sich diese ab einer durch die Verengung festgelegten Drehzahl von den Zahnradseitenflächen abhebt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung in Form einer Drossel oder Blende in der Auslaßbohrung (32) der Zahnradpumpe selbst angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Drossel (39) ein Strahlapparat (55) angeordnet ist, durch den einerseits der Förderstrom fließt, andererseits eine Ver­bindung (56) zum Behälter führt.

Zeichnung