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Kombination von zwei dreirädrigen Zahnradpumpen
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drucks auslöst. Der dann geringe Förderdruck kann daraufhin den Reibungswiderstand dieses Aussenrades nicht mehr überwinden und es stellt sich bei demselben wieder die ursprüngliche und abdichtende Flankenanlage am Zwischenrad ein. Sofort steigt der Förderdruck und damit das positive hydrostatische Antriebsmoment wieder an, das Aussenrad will dem Antrieb wieder vorauseilen, das hat wieder den hydraulischen Kurzschluss (s. o. ) zur Folge usw. Dieses Spiel wiederholt sich in schneller Folge und kann nur vermieden werden, wenn die Pumpe mit verhältnismässig niedrigem Föderdruck belastet wird.
Wird nun die Anordnung so getroffen, dass stets ein Aussenrad der Pumpe mit dem Antrieb verbunden ist und dass der Achsenabstand des treibenden Aussenrades stets grösser oder höchstens gleich dem Achsenabstand des andern Aussenrades ist, so ist erreicht, dass das getriebene Aussenrad identisch mit jenem Aussenrad ist, welches vom Förderdruck einen positiven hydrostatischen Antrieb erhält. Da von diesem Aussenrad aus aber der Antrieb des hydrostatisch negativ angetriebenen Zwischenrades und freien Aussenrades ausgeht, so können bei seinem Eingriff mit dem Zwischenrad nur negative Umfangskräfte wirken und ein Ablösen der Flankenanlage kann nicht eintreten und das im angetriebenen Aussenrad selbst auf-
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der Drehrichtung, aber nur in einer Förderrichtung möglich.
Um diesen Mangel zu beseitigen und eine stufenlos veränderbare Förderung mit dem gewünschten hohen Druck in beiden Förderrichtungen zu erzielen, schlägt die Erfindung eine Kombination von zwei dreirädrigen Zahnradpumpen der zuletzt genannten Art vor, bei welcher die beiden Zahnradpumpen im
Antrieb parallel und hydraulisch in Reihe geschaltet sind, wobei deren Verstellorgane getrieblich so gekoppelt sind, dass bei Nullförderung der Pumpenkombination die Aussenräder der beiden Einzelpumpen vom zugeordneten Zwischenrad gleiche Achsenabstände aufweisen, bei einer Verstellbetätigung durch ein gemeinsames Verstellglied sich die Einzelpumpen jedoch so verstellen. dass bei deren angetriebenen Aussenrädern sich die Abstände vom zugeordneten Zwischenrad stets im entgegengesetzten Sinne verän- dern.
Es wird bei der vorgeschlagenen Kombination zweier dreirädriger Einzelpumpen davon ausgegangen, dass eine Einzelpumpe auch nach Gestaltung gemäss den vorstehenden Vorschlägen der Erfindung stets nur in einer Förderrichtung wirksam sein kann. Gemäss dem eben gemachten Vorschlag der Erfindung ist die eine Pumpe nur in der einen und die andere Pumpe nur in der andern Förderrichtung aktiv wirksam. Dadurch, dass bei der jeweils nicht aktiven Pumpe der Achsenabstand des antreibenden Aussenrades vom Zwischenrad kleiner als der des zugeordneten andern Aussenrades ist, lässt diese Pumpe den Förderstrom der andern Pumpe stets widerstandslos durchfliessen.
WeitereVorschläge der Erfindung betreffen spezielle bauliche Einzelheiten. Die Kombination zweier dreirädriger verstellbarer Zahnradpumpen kann zunächst aus zwei unter sich gleichen kompletten Einzelpumpen bestehen, wobei sowohl deren antreibende Aussenräder, als auch deren Verstelleinrichtungen in zweckmässiger Weise getrieblich gekoppelt sind.
Im Sinne einer Vereinfachung und Verbilligung der neuen stufenlos verstellbaren und umsteuerbaren dreirädrigen Zahnradpumpe macht die Erfindung den weiteren Vorschlag, die beiden Zahnradsätze (Räderketten) in einem einzigen geschlossenen, dreiteiligen Gehäuse unterzubringen, dabei die beiden antreibenden Aussenräder auf einer gemeinsamen Antriebswelle zu befestigen und die beispielsweise als Exzenterwellen ausgebildeten Verstellorgane der beiden Zwischenräder ebenfalls innerhalb des gemeinsamen Gehäuses getrieblich zu koppeln und von einem aus dem Gehäuse herausstehendenVerstellwel1enstummel aus gemeinsam zu steuern bzw. zu verstellen.
Eine derartige Zusammenfassung derbeiden dreirädrigen Verstell-Zahnradpumpen In einem gemeinsamen Gehäuse ergibt kleinste Einbauabmessungen, kleinste Herstellungskosten und eine besonders sichere Funktion derselben.
Gemäss dem eingangs definierten Grundgedanken der Erfindung muss die Koppelung der beiden Verstellorgan, beispielsweise Exzenterwellen, auf denen das Zwischenrad gelagert ist, so beschaffen sein, dass die beiden Zwischenräder der Pumpenkombination sich bei jedem Verstellorgan in bezug auf das antreibende Aussenrad entgegengesetzt verschieben. Es sollen daher gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung zu diesem Zweck die beiden Exzenterwellen in dem gemeinsamen Gehäuse in gegensätzlicher achsparalleler Versetzung angeordnet und durch ein Parallel-Kurbelgetriebe oder ein äquivalentes getriebliches Mittel, beispielsweise eine sogenannte Oldham-Kupplung, innerhalb des Gehäuses so verbunden werden, dass sie sich stets in unter sich gleichem Drehsinn und unter sich auch um stets gleiche Drehwin- kel (phasengleich) verdrehen. (phasengleich) verdrehen.
Die gleiche Wirkung wird erfindungsgemäss durch eine Anordnung erreicht, bei welcher die der Ver-
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schiebung der beiden Zwischenräder dienenden Exzenterwellen im Gehäuse in gemeinsamer Achsflucht angeordnet und innerhalb des Gehäuses durch ein Umkehrgetriebe irgendwelcher Bauart, beispielsweise über ein Kegelradgetriebe, so miteinander getrieblich verbunden sind, dass sich die beiden Exzenterwel- len von der die Nullförderung bei beiden Pumpen ergebenden Gleich-bzw. Mittelstellung aus stets um gleiche Drehwinkel und in gegenläufigem Drehsinn verstellen.
Als weitere Einzelheit schlägt die Erfindung vor, die hydraulische Verbindung zur Überleitung des
Fördermediums zwischen den beiden Pumpen mit einem Saugventil auszurüsten, dessen Ansaugseite mit dem Vorratsbehälter des zu fördernden Mediums in Verbindung steht. Sobald nämlich die vorgeschlagene umsteuerbare Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf des Mediums arbeitet, muss in jeden Zweig des
Kreislaufes ein Überdruckventil und auch ein Saugventil eingebaut werden. Ersteres zur Begrenzúng des
Höchstdruckes in beiden Förderrichtungen, letzteres um die bei den Hydraulik-Elementen (z. B. Ölmoto- ren, Zylinder, Kolben usw.) auftretenden Leckölverluste vom Vorratsbehälter her wieder auszugleichen.
Gemäss dem vorstehenden Vorschlag werden die beiden Saugventile durch ein einziges Saugventil ersetzt, wodurch eine vorteilhafte Vereinfachung und Verbilligung der Pumpe mit Anlage erzielt wird.
Mit der neuen stufenlos verstell- und umsteuerbaren dreirädrigen Doppel-Zahnradpumpe ist ein neu- es hydraulisches Gerät geschaffen, mit dem durch die Bedienung an dem gemeinsamen Verstellglied jegliche hydraulische Betätigung erfolgen kann bzw. Antriebe usw. mit grosser Betriebssicherheit steuern lassen. Das Fehlen von Schiebern, Ventilen oder beweglichen Verdrängungselementen usw. ergibt eine ausserordentlich zuverlässige und unempfindliche Pumpe, die beispielsweise bei vielen hydraulischen An- trieben benötigt wird.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Beispiele der Erfindung in schematischer Darstellungsweise.
In Fig. 1 sind in den Gehäusen 1, l'je drei Zahnräder 2,3 und 4 bzw. 2', 3', 4'angeordnet, wobei die Aussenräder 2, 2'mit der Antriebswelle 5 fest verbunden, die Zwischenräder 3, 3'auf den Exzenter- wellen 6, 6'und die freien Aussenräder 4, 4'im Gehäuse selbst ortsfest drehbar gelagert sind. Der Antrieb erfolgt beispielsweise bei der Kupplung 7 im Sinne des dort angebrachten Drehpfeils.
Die beiden Exzen- terwellen 6, 6'sind zwischen den beiden Radsätzen mit Kurbeln 8, 8'versehen und über die Schubstange
9 so verbunden, dass die Schwenkbewegungen des am freien Ende der Exzenterwelle 6 angebrachten Betätigungshebels 10 und der Exzenterwelle 6 stets winkelgleich und gleichsinnig auf die hintere Exzenterwel- le 6'übertragen werden.
Durch die parallelachsige Versetzung der Exzenterwellen 6, 6'auf beide Sei- ten der die Zahnradmitten verbindenden Zentrale Z und eine sinngemässe Anordnung der Exzenter 11, 11' (im Schema als Kurbeln dargestellt) wird erreicht, dass bei einer von der Mittelstellung VNull ausgehen- den Verstellbewegung des Betätigungshebels 10 in Richtung auf die Endstellung +Vmax. zu (Betätigungshebel stark ausgezogen) der Exzenter 11 das auf ihm gelagerte Zwischenrad 3 nach oben und gleichzeitig der Exzenter 11'das auf ihm gelagerte Zwischenrad 3'nach unten verschiebt.
Bei einer von der Ver-
Stellung aus gegen die-Vmax-Stellung gerichteten Schwenkung des Betätigungshebels 10 verschiebt der Exzenter 11 das Zahnrad 3 nach unten und der Exzenter 11'das Zahnrad 3'nach oben. Bei beiden Räderketten umgibt das Gehäuse 1 bzw. l'das Zwischenrad 3, 3'mit einem gewissen Hohlraum und an diese Hohlräume sind rechts die Leitungen 12, 12'für das zu fördernde Medium angeschlossen, während die links der Zwischenräder 3, 3'liegenden Hohlräume durch eine Verbindungsleitung 13 kurzgeschlossen sind. An die Verbindungsleitung 13 ist ausserdem ein Saugventil 14 angeschlossen, dessen Saugrohr 15 mit dem Inhalt des Vorratsbehälters 16 in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Gemäss der für die dreirädrige Verstell-Zahnradpumpe geltenden Lehre (vgl. Seite 1 der Einleitung) gelangt das vom Hydraulikzylinder zurückfliessende Medium über die Anschlussleitung 12'auf die Saugseite der Pumpe rechts und wird von dieser zur Kurzschluss leitung 13 befördert. Sie kann dabei allerdings keinen nennenswerten Förderdruck entwickeln, weil in diesem Falle der im Gehäuseraum links des Zwischenrades 3'entstehende Förderdruck das freie Aussenrad 4'hydraulisch antreiben und eine Abhebung seiner Zahnflanken von denen des Zwischenrades 3'stattfinden würde.
Die Pumpe links saugt das Medium aus der Kurzschlussleitung 13 an und drückt es unter Überwindung des Gegendrucks in die Anschlussleitung 12. Falls durch Leckölverluste oder elastische Verdrängungen die der Pumpe rechts zuströmende Mediummenge kleiner ist als die Fördermenge der Pumpe links, so entsteht in der Kurzschlussleitung 13 ein Unterdruck, welcher ein Ansaugen von Medium aus dem Vorratsbehälter 16 über das Saugventil 14 bewirkt, so dass das ganze hydraulische System immer voll gefüllt bleibt.
Bei Mittelstellung VNull des Betätigungshebels 10 (strichpunktiert angedeutet) sind die Stellungen der Exzenter 11, 11'so, dass die Zwischenräder 3 und 3'sich genau in der Mitte zwischen den ihnen zugeordneten Aussenrädern 2 und 4 bzw. 2', 4'befinden. Dem entspricht eine Null-Förderung der Pumpe.
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Combination of two three-wheel gear pumps
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pressure triggers. The then low delivery pressure can then no longer overcome the frictional resistance of this outer wheel and the original and sealing flank contact on the intermediate wheel is restored. Immediately the delivery pressure and thus the positive hydrostatic drive torque rise again, the outer wheel wants to run ahead of the drive again, which again results in the hydraulic short circuit (see above), etc. This game repeats itself in quick succession and can only be avoided if the pump is charged with relatively low feed pressure.
If the arrangement is made in such a way that an outer wheel of the pump is always connected to the drive and that the axis distance of the driving outer wheel is always greater than or at most equal to the axis distance of the other outer wheel, the result is that the driven outer wheel is identical to that outer wheel which receives a positive hydrostatic drive from the delivery pressure. Since the drive of the hydrostatically negatively driven idler gear and the free outer gear originate from this outer gear, only negative circumferential forces can act when it engages the idler gear and the flank contact cannot become detached and this can occur in the driven outer gear itself.
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the direction of rotation, but only possible in one conveying direction.
In order to eliminate this deficiency and to achieve a continuously variable conveyance with the desired high pressure in both conveying directions, the invention proposes a combination of two three-wheel gear pumps of the last-mentioned type, in which the two gear pumps in the
Drive are connected in parallel and hydraulically in series, their adjusting elements being coupled in a geared manner so that when the pump combination delivers zero, the outer gears of the two individual pumps have the same axial spacing from the assigned intermediate gear, but the individual pumps are adjusted in this way when actuated by a common adjusting element. that with their driven outer gears, the distances from the assigned intermediate gear always change in the opposite sense.
In the proposed combination of two three-wheel single pumps, it is assumed that a single pump can always only be effective in one conveying direction, even according to the design according to the above proposals of the invention. According to the proposal of the invention just made, one pump is only active in one conveying direction and the other pump is only active in the other conveying direction. Because the distance between the axes of the driving outer wheel and the intermediate wheel is smaller than that of the associated other outer wheel, this pump always allows the flow of the other pump to flow through without resistance.
Further proposals of the invention relate to specific structural details. The combination of two three-wheel adjustable gear pumps can initially consist of two identical, complete individual pumps, with both their driving external gears and their adjustment devices being suitably coupled in a geared manner.
In order to simplify and reduce the cost of the new continuously adjustable and reversible three-wheeled gear pump, the invention makes the further proposal to accommodate the two gearwheel sets (wheel chains) in a single closed, three-part housing, while the two external driving gears are attached to a common drive shaft and the, for example Adjusting elements of the two intermediate gears designed as eccentric shafts also have to be geared within the common housing and can be jointly controlled or adjusted from an adjusting shaft stub protruding from the housing.
Such a combination of the two three-wheel variable-displacement gear pumps in a common housing results in the smallest installation dimensions, the lowest production costs and a particularly reliable function of the same.
According to the basic idea of the invention defined at the outset, the coupling of the two adjusting elements, for example eccentric shafts on which the intermediate wheel is mounted, must be such that the two intermediate wheels of the pump combination move in opposite directions with respect to the driving outer wheel for each adjusting element. According to a further proposal of the invention, for this purpose the two eccentric shafts are to be arranged in the common housing in opposite axially parallel offset and connected by a parallel crank mechanism or an equivalent gear mechanism, for example a so-called Oldham coupling, within the housing, that they always rotate in the same direction of rotation among themselves and also always rotate by the same angle of rotation (in phase). twist (in phase).
The same effect is achieved according to the invention by an arrangement in which the
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shifting the two intermediate gears serving eccentric shafts arranged in the housing in common axial alignment and within the housing by a reversing gear of any type, for example via a bevel gear, are geared to each other so that the two eccentric shafts from the zero delivery resulting in both pumps or. Always adjust the middle position by the same angle of rotation and in the opposite direction of rotation.
As a further detail, the invention proposes the hydraulic connection for transferring the
To equip the conveying medium between the two pumps with a suction valve, the suction side of which is connected to the storage tank of the medium to be conveyed. As soon as the proposed reversible pump works in a closed circuit of the medium, must be in each branch of the
Circuit a pressure relief valve and a suction valve can be installed. The former to limit the
Maximum pressure in both delivery directions, the latter in order to compensate for the leakage oil losses from the reservoir that occur in the hydraulic elements (e.g. oil motors, cylinders, pistons, etc.).
According to the above proposal, the two suction valves are replaced by a single suction valve, which advantageously simplifies and makes the pump with the system cheaper.
With the new steplessly adjustable and reversible three-wheel double gear pump, a new hydraulic device has been created with which any hydraulic actuation can be carried out or drives etc. can be controlled with great operational reliability by operating the common adjusting element. The lack of slides, valves or movable displacement elements etc. results in an extremely reliable and insensitive pump, which is required, for example, in many hydraulic drives.
1 and 2 show two examples of the invention in a schematic representation.
In Fig. 1, three gear wheels 2, 3 and 4 or 2 ', 3', 4 'are arranged in each of the housings 1, 1', the outer gears 2, 2 'firmly connected to the drive shaft 5, the intermediate gears 3, 3 'on the eccentric shafts 6, 6' and the free external wheels 4, 4 'are rotatably mounted in a stationary manner in the housing itself. The drive takes place, for example, in the case of the coupling 7 in the sense of the rotating arrow attached there.
The two eccentric shafts 6, 6 'are provided with cranks 8, 8' between the two wheel sets and over the push rod
9 connected in such a way that the pivoting movements of the actuating lever 10 attached to the free end of the eccentric shaft 6 and the eccentric shaft 6 are always transmitted at the same angle and in the same direction to the rear eccentric shaft 6 ′.
Due to the parallel axis offset of the eccentric shafts 6, 6 'on both sides of the center Z connecting the gearwheel centers and an analogous arrangement of the eccentrics 11, 11' (shown as cranks in the diagram), it is achieved that in the case of a center position V zero the adjustment movement of the actuating lever 10 in the direction of the end position + Vmax. to (actuating lever strongly pulled out) the eccentric 11 moves the intermediate gear 3 mounted on it upwards and at the same time the eccentric 11 'moves the intermediate gear 3' mounted on it downwards.
At one of the
In the position of pivoting the actuating lever 10 against the Vmax position, the eccentric 11 moves the gear 3 downwards and the eccentric 11 'moves the gear 3' upwards. In both wheel chains, the housing 1 or 1 'surrounds the intermediate wheel 3, 3' with a certain cavity and the lines 12, 12 'for the medium to be conveyed are connected to these cavities on the right, while those on the left of the intermediate wheels 3, 3' are connected Cavities are short-circuited by a connecting line 13. In addition, a suction valve 14 is connected to the connection line 13, the suction pipe 15 of which is connected to the contents of the storage container 16.
The mode of operation of the arrangement is as follows: According to the teaching that applies to the three-wheel variable-speed gear pump (see page 1 of the introduction), the medium flowing back from the hydraulic cylinder reaches the suction side of the pump on the right via the connection line 12 'and is from this to the short-circuit line 13 promoted. However, it cannot develop any significant delivery pressure because in this case the delivery pressure arising in the housing space to the left of the intermediate wheel 3 'would drive the free outer wheel 4' hydraulically and its tooth flanks would lift off from those of the intermediate wheel 3 '.
The pump on the left sucks in the medium from the short-circuit line 13 and presses it into the connection line 12, overcoming the counterpressure.If the amount of medium flowing into the pump on the right is smaller than the delivery rate of the pump on the left, this occurs in the short-circuit line 13 a negative pressure which causes medium to be sucked in from the storage container 16 via the suction valve 14, so that the entire hydraulic system always remains fully filled.
In the middle position V zero of the actuating lever 10 (indicated by dash-dotted lines) the positions of the eccentrics 11, 11 'are such that the intermediate gears 3 and 3' are exactly in the middle between the outer gears 2 and 4 or 2 ', 4' assigned to them. This corresponds to zero delivery from the pump.
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