Innenzahradpumpe

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe zum Fördern eines konstanten Stromes eines zu fördernden Mediums mit einem Gehäuse, das einen Anschluß zum Zuführen des Mediums sowie einen Anschluß zum Abführen des Mediums aufweist (Zufuhr- und Abfuhranschluß).
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

die Pumpe weist einen weiteren Anschluß zum Zuführen oder Abführen eines zusätzlichen Mediumstromes (Kühlmediumstrom) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe mit konstantem Förderstrom, insbesondere eine Innenzahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Derartige Maschinen sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt geworden. Siehe beispielsweise DE 43 22 239 A1.

[0003] Soweit es sich bei solchen Hydraulikpumpen mit konstantem Förderstrom um Innenzahnradpumpen handelt, so weisen Pumpen dieser Art ein Gehäuse auf, das einen Einlaß zum Zuführen und einen Auslaß zum Abführen von Arbeitsmedium hat. Im Gehäuse ist ein außen verzahntes Ritzel drehbar gelagert, ferner ein mit diesem umlaufendes, innen verzahntes Hohlrad. Zwischen Ritzel und Hohlrad ist ein Füllstück vorgesehen, das dichtend an den Zahnköpfen von Ritzel und Hohlrad anliegt und damit eine Abdichtung des Druckraums gegen den Saugraum bewirkt.

[0004] Ungeachtet dessen, um welche Art von Hydraulikpumpe es sich handelt, so ist die Abdichtung zwischen dem Saugraum und dem Druckraum naturgemäß nur unvollkommen. Dies bedeutet, daß eine gewisse Leckölmenge vom Saugraum wieder zum Druckraum zurückgeführt wird, was natürlich unerwünscht ist. Man bezeichnet das Verhältnis zwischen Lecköl und zugeführter Gesamtölmenge als volumetrischen Wirkungsgrad.

[0005] Pumpen dieser Art werden häufig eingesetzt bei drehzahlgeregelten Antrieben. Dabei läuft die Hydraulikpumpe häufig mit geringen Drehzahlen um und erzeugt hohe Drücke. Bei einem solchen Betriebszustand ist der volumetrische Wirkungsgrad niedrig. Er kann unter 50% liegen.

[0006] Bekanntlich erwärmt sich das Öl beim Durchgang durch die Spalte. Dies ist so lange zulässig, als der volumetrische Wirkungsgrad hoch ist. Liegt der jedoch unter 50%, so bedeutet dies, daß sich ständig eine gewisse Ölmenge innerhalb der Pumpe befindet, und somit im Kreislauf umläuft. Dies bedeutet weiterhin, daß die bei der Arbeit der Pumpe anfallende Wärmemenge nicht mehr im ausreichenden Maße abgeführt wird, sondern in der Pumpe verbleibt. Die Pumpe erwärmt sich somit und erreicht unzulässig hohe Temperaturen, was über kurz oder lang zu deren Ausfall führt.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikpumpe mit konstantem Förderstrom (sogenannte Konstantstrom-Hydraulikpumpe) anzugeben, mit der hohe Drücke erzeugt werden können, und die auch bei niederen Drehzahlen und geringem volumetrischen Wirkungsgrad nicht überhitzt wird.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

[0009] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert, und zwar anhand einer Innenzahnradpumpe.

[0010] Figur 1 zeigt eine Innenzahnradpumpe gemäß der Erfindung in einem achssenkrechten Schnitt.

[0011] Man erkennt im einzelnen ein Gehäuse 1 mit einem Einlaß 1.1 zum Zuführen von Arbeitsmedium und mit einem Auslaß 1.2 zum Abführen von Arbeitsmedium. Im Gehäuse ist ein außen verzahntes Ritzel 2 drehbar gelagert, ferner ein mit diesem umlaufendes, innen verzahntes Hohlrad 3. Zwischen Ritzel 2 und Hohlrad 3 ist ein Füllstück vorgesehen. Dieses weist ein Innensegment 4.1 und ein Außensegment 4.2 auf. Wie man sieht, ist das Außensegment als verhältnismäßig dünne Schale von im wesentlichen konstanter Wandstärke ausgebildet. Die beiden Segmente 4.1 und 4.2 sind durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Spalt 4.3 voneinander getrennt. Die beiden Segmente 4.1 und 4.2 stützen beim Betrieb gegen einen Anschlagstift 5 ab. Im Druckraum 6 des Arbeitsraumes der Maschine herrscht ein gewisser Mediumdruck. Dieser wirkt durch Bohrungen 3.1 im Hohlrad 1 hindurch auf die Segmente 4.1, 4.2. Dieser Druck herrscht auch im Spalt 4.3 zwischen den beiden Segmenten 4.1 und 4.2, so daß es zu einem Spreizen der beiden Segmente kommt, d.h. zu einem gegenseitigen Auseinanderdrücken in radialer Richtung. Die radial innere Fläche von Segment 4.1 wird hierdurch gegen die Zahnköpfe des Ritzels 2 angedrückt und die radial äußere Fläche von Segment 4.2 gegen die Zahnköpfe des Hohlrades 3. Dies bewirkt eine mehr oder minder gute Abdichtung des Druckraumes 6 gegen den Saugraum 7.

[0012] Die Figuren 2 bis 6 zeigen in etwas verkleinertem Maßstab die Pumpe gemäß Figur 1 bei drei verschiedenen Betriebszuständen, und zwar jeweils in einem Axialschnitt (linke Figuren) und in einem achssenkrechten Schnitt (rechte Figuren).

[0013] Die Figuren 2 und 3 zeigen jenen Zustand, bei welchem in die Pumpe Kühlöl eingespeist wird. Es entsteht dann ein Kühlstrom vom Anschluß zur Saugleitung.

[0014] Die Figuren 4 und 5 zeigen jenen Zustand, bei welchem in die Pumpe Kühlöl eingespeist, und aus der Pumpe erwärmtes Öl abgeführt wird.

[0015] Die Figuren 6 und 7 zeigen jenen Zustand, bei welchem erwärmtes Öl von der Pumpe entnommen wird. Hier fließt dann über die Saugleitung frisches Öl nach.

[0016] Das Injizieren von Frischöl zum Zwecke der Kühlung kann an irgendeiner Stelle erfolgen. Es muß keineswegs ein kontinuierlicher Kühlölstrom der Pumpe zugeführt werden. Der Strom kann beispielsweise intermittierend eingespeist werden. Er kann auch mit einem über einen längeren Zeitraum hinweg unterschiedlichen Durchsatz eingespeist werden, beispielsweise gesteuert nach Maßgabe einer vorgegebenen Höchsttemperatur der Pumpe bzw. Höchsttemperatur des Ölstromes, der den Druckraum der Pumpe verläßt.

[0017] Durch die Erfindung wird das Problem der Überhitzung der Pumpe bei hohen Drücken und bei niedrigem volumetrischen Wirkungsgrad somit auf überraschend einfache Weise gelöst.

Ansprüche

1. Hydraulikpumpe zum Fördern eines konstanten Stromes eines zu fördernden Mediums

1.1 mit einem Gehäuse, das einen Anschluß zum Zuführen des Mediums sowie einen Anschluß zum Abführen des Mediums aufweist (Zufuhr- und Abfuhranschluß); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1.2 die Pumpe weist einen weiteren Anschluß zum Zuführen oder Abführen eines zusätzlichen Mediumstromes (Kühlmediumstrom) auf.

2. Pumpe nach Anspruch 1 in Form einer Innenzahnradpumpe,

2.1 mit einem außen verzahnten Ritzel (2);

2.2 mit einem mit dem Ritzel (2) umlaufenden, innen verzahnten Hohlrad (3);

2.3 mit einem halbsichelförmigen, zwischen Ritzel (2) und Hohlrad (3) angeordneten Füllstück (4.1,4.2);

2.4 mit einem Anschlagstift (5), gegen den sich das Füllstück (4.1,4.2) abstützt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

2.5 die Pumpe weist einen weiteren Anschluß zum Zuführen oder Abführen eines zusätzlichen Ölstromes (Kühlölstrom) auf.

Zeichnung