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Zahnradpumpe mit bei wechselnder Drehrichtung gleichbleibender Förderrichtung
Um bei Zahnradpumpen die Förderrichtung bei wechselnder Drehrichtung gleichzuhalten, ist es bekannt, die beiden Arbeitsräume der Zahnradpumpe in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehrichtung automatisch mit dem Einlass bzw. Auslass zu verbinden. So ist es beispielsweise bekannt, die Umschaltung automatisch durch in den Verbindungsleitungen angeordnete Rückschlagventile durchzuführen, welche eine Flüssigkeitsströmung nur in der vorgeschriebenen Förderrichtung zulassen. Solche Ventile sind aber schmutzempfindlich und gegen Schädigungen anfällig und es ist daher eine dauernde Dichtheit nicht gewährleistet.
Die Pumpe arbeitet somit ungenau und es sind solche durch den Flüssigkeitsstrom selbst gesteuerte Ventile nur bei grossen Durchflussmengen anwendbar, u. zw. für Zwecke, bei welchen es auf gegebenenfalls auftretende Verluste der Förderung nicht ankommt.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, drehschieberartige Steuerbüchsen vorzusehen, die von der Antriebswelle durch Reibung mitgenommen und zwischen Anschlägen verdreht werden, wobei die Arbeitsräume der Pumpe durch entsprechende Steuerschlitze mit dem Einlass bzw. Auslass verbunden werden. Solche Steuerbüchsen müssen aber dicht im Gehäuse der Pumpe sitzen und es sind unkontrollierbare Reibungskräfte bei der Verstellung zu überwinden. Es kann vorkommen, dass bei längerem Betrieb in einer Drehrichtung die Steuerbüchse festklebt und bei wechselnder Drehrichtung nicht umgeschaltet wird. Es ist daher bei diesen bekannten Anordnungen die erforderliche Betriebssicherheit nicht gegeben.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Steuerschieber in den Pumpenzahnrädern zu lagern, die durch Reibungsschluss mit den Zahnrädern in ihre jeweilige Steuerlage zwischen Anschlägen verschwenkt werden. In diesem Falle ist zwar die Gefahr des Festklebens nicht gegeben, jedoch erfordert eine solche Ausbildung einen verhältnismässig grossen konstruktiven Aufwand und ist überdies nur bei Pumpenzahnrädern von grösserem
Durchmesser durchführbar. Bei bekannten An- ordnungen dieser Art ist in jedem Pumpenzahnrad ein Drehschieber erforderlich, so dass insgesamt zwei Drehschieber vorgesehen sein müs- sen, wobei die Pumpenzahnräder selbst im Zahngrund Durchbrechungen aufweisen müssen, welche die Schieberräume mit den Arbeitsräumen verbinden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu beseitigen und besteht im wesentlichen darin, dass bei einer Zahnradpumpe, deren Arbeitsräume durch einen um einen begrenzten Winkel verdrehbaren Drehschieber mit dem Einlass und dem Auslass verbunden werden, der Drehschieber in einer mit der Pumpenwelle drehsicher gekuppelten Büchse gelagert ist. Auf diese Weise wird durch die Reibung in der Büchse der Drehschieber in die der betreffenden Drehrichtung entsprechende Steuerstellung mitgenommen und es besteht keine Möglichkeit, dass durch Festkleben der Steuerschieber in seiner Lage verbleibt und der Betrieb gestört wird.
Zweckmässig steht nur die der Pumpenwelle abgewandte Stirnfläche des Drehschiebers, u. zw. nur im Bereiche ihres Zentrums, mit einem ortsfesten Gehäuseteil in Berührung, so dass die Berührung des Drehschiebers mit ortsfesten Gehäuseteilen auf die erforderlichen Abstützpunkte beschränkt ist. Auf diese Weise werden die einer Verdrehung des Drehschiebers in die entsprechende Steuerlage entgegenwirkenden Reibungskräfte auf jeden Fall vernachlässigbar gering.
Gegenüber einer Anordnung, bei welcher Drehschieber in den Pumpenzahnrädern selbst gelagert sind, bietet die erfindungsgemässe Ausbildung den Vorteil der konstruktiven Einfachheit und es kann bei der erfindungsgemässen Ausbildung mit einem Drehschieber das Auslangen gefunden werden, der alle Verbindungen zwischen den Arbeitsräumen und Einlass bzw. Auslass steuert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zahnräder mit grösserer Zähnezahl ausgeführt werden können, wie dies zur Erzielung höherer Förder- drücke erforderlich ist, da die Zähne keine Durchbrechungen aufweisen und daher beliebig klein ausführbar sind. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung münden die Verbindungskanäle zu den Arbeitsräumen und zum Einlass und Auslass in die Umfangsfläche der die Büchse aufnehmen- den Bohrung, wobei die Büchse achsparallele
Schlitze aufweist. Zweckmässig ist die Zahl der
Schlitze grösser als die Zahl der in die Bohrung
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mündenden Kanäle, wobei gemäss einer bevorzugten Ausführungsform die Zahl der Schlitze ein Vielfaches, beispielsweise das Doppelte, der Zahl der Kanäle beträgt.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei allen Drehstellungen der Büchse während ihrer Rotation der Durchtrittsquerschnitt vom Drehschieberraum zu den Kanälen bzw. zu den Steuerausnehmungen, in welche die Kanäle an der Umfangsfläche der die Büchse aufnehmenden Bohrung münden, unverändert gleich bleibt. Die Schlitze sind zweckmässig breiter bemessen als die Stege, so dass die Drosselwirkung gering ist. Die kleinste Breite der Stege ist dadurch gegeben, dass die nötige Dichtheit des Abschlusses dieses Drehschiebers gewährleistet sein muss.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch erläutert.
Fig. 1 stellt einen Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 dar. Fig. 3 stellt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 dar.
In dem dreiteiligen Pumpengehäuse 1, 1', 1" sind die beiden Pumpenzahnräder 2 und 3 gelagert. Die beiden Arbeitsräume der Zahnradpumpe sind mit 4 und 5 bezeichnet. Je nach der Drehrichtung der Pumpenzahnräder stellt der Arbeitsraum 4 oder der Arbeitsraum 5 den Druckraum und der Arbeitsraum 5 oder der Arbeitsraum 4 den Saugraum dar, wobei der jeweilige Saugraum mit dem Einlass 6 und der jeweilige Druckraum mit dem Auslass 7 zusammengeschlossen werden soll.
Mit der Antriebswelle 8 ist eine Büchse 9 drehsicher verbunden, innerhalb welcher ein Drehschieber 10 gelagert ist. Der Drehschieber 10 weist einen Anschlagzapfen 11 auf, der mit Anschlagfläche 12 und 13 am Deckel 14 des Gehäuseteiles 1 zusammenwirkt. Durch die Anschlagfläche 12 und 13 ist die Verdrehung des Drehschiebers mit etwa 900 begrenzt.
Der Drehschieber 10 weist zwei Abflachungen15 und 16 auf. In die Bohrung 17, in welcher die Büchse 9 dicht gelagert ist, münden vier Kanäle.
Der Kanal 18 steht mit dem Einlass 6 in Verbindung. Der Kanal 19 steht über eine Bohrung 20 mit dem Auslass 7 in Verbindung. Der Kanal 21 steht über einen Kanal 22 mit dem Arbeitsraum 4 in Verbindung und der Kanal 23 steht über einen Kanal 24 mit dem Arbeitsraum 5 in Verbindung. Die Büchse 9 weist achsparallele Schlitze 25 auf, die durch Stege 26 voneinander getrennt sind.
Bei der in der Zeichnung durch die Pfeile a angedeutetenDrehrichtung wird der Drehschieber 10 durch die Reibung in der Büchse 9 in die in der Zeichnung dargestellte Lage verdreht, wobei der Anschlagzapfen 11 an der Anschlagfläche 12 (Fig. 3) anliegt. Bei dieser Drehrichtung stellt 4 den Saugraum und 5 den Druckraum der Pumpe dar. Durch die Abflachung 15 ist nun der Einlass 6 über den Kanal 18 und die Kanäle 21 und 22 mit dem Saugraum 4 verbunden, während
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der Auslass 7 über die Kanäle 20 und 19 und die Kanäle 23 und 24 mit dem Druckraum 5 in Verbindung steht.
Wird nun die Pumpe mit umgekehrter Drehrichtung betrieben, so nimmt die Büchse 9 den Drehschieber 10 in entgegengesetzter Richtung mit, bis der Anschlag 11 (Fig. 3) an die Anschlagfläche 13 zur Anlage gelangt. In dieser Stellung ist nun der Drehschieber um 90 gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Stellung verdreht. Es wird nun der Einlass 6 über den Kanal 18, die Abflachung 16 und die Kanäle 23 und 24 mit dem Arbeitsraum 5 verbunden, der nun den Saugraum darstellt. Der Auslass 7 wird über die Kanäle 20 und 19, die Abflachung 15 und die Kanäle 21 und 22 mit dem Arbeitsraum 4 verbunden, der nun den Druckraum darstellt.
Die Förderrichtung bleibt somit bei umgekehrter Drehrichtung gleich.
Die Berührung des Drehschiebers 10 mit feststehenden Teilen des Gehäuses ist auf die Abstützfläche 27 beschränkt, so dass bei der Verstellung des Drehschiebers praktisch keine Reibungskräfte zu überwinden sind.
Die Anzahl der Schlitze 25 in der Büchse 9 ist doppelt so gross als die Anzahl der Kanäle 18, 19, 21 und 23. In jeder Stellung der Büchse 9 ist der Durchtrittsquerschnitt für die Flüssigkeit gleich gross, weil zu den vier vorhandenen
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Schlitze in der Büchse 9 vorgesehen sind, so dass der Flüssigkeit stets entweder ein voller Schlitzquerschnitt oder Teilquerschnitte von zwei benachbarten Schlitzen 25 zur Verfügung stehen, die in ihrer Summe wieder einen vollen Schlitzquerschnitt ergeben. Die sogenannte Überdeckung, d. h. die Abdichtungsfläche zwischen Saug- und Druckkanal, wird durch die zwischen den Schlitzen verbleibenden Stege 26 gebildet, und auch die Grösse dieser Überdeckung ist in jeder Stellung des Steuerschiebers 10 gleich gross, nämlich gleich einer Stegbreite. Entweder steht ein Steg 26 gerade zwischen Druck- und Saugkanal, oder aber, wie z.
B. in der in der Figur gezeigten Stellung, bilden zwei halbe Stegbreiten die Überdeckung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zahnradpumpe mit bei wechselnder Drehrichtung gleichbleibender Förderrichtung, deren Arbeitsräume durch einen um einen begrenzten Winkel verdrehbaren Drehschieber mit dem Einlass und dem Auslass verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (10) in einer mit der Pumpenwelle drehsicher gekuppelten Büchse (9) gelagert ist.