Pumpaggregat, bestehend aus zwei zweirädrigen Zahnradpumpen, deren Fördermenge stufenlos regelbar ist Die Erfindung betrifft ein Pumpaggregat, beste hend aus zwei zweirädrigen Zahnnradpumpen, deren Fördermenge stufenlos regelbar ist. Bei den bekann ten zweirädrigen Zahnradpumpen, deren Förder menge z.
B. durch Verändern :des Achsenabstandes der Zahnräder und damit der Eingriffstiefe stufenlos regelbar ist, beschränkt sich die Regelung auf einen Bereich, der sich etwa von der halben bis zur vollen Fördermenge erstreckt. Ausserdem ist es hier nicht möglich, die Förderrichtung umzukehren.
Um den Regelbereich bis zu der Förderleistung Null ausdehnen zu können und die Förderrichtung umkehrbar zu machen, sind regelbare Zahnradpum pen mit mindestens drei Zahnrädern vorgeschlagen worden, bei welchen der Achsenabstand zweier Räder unverändert bleibt, während der Achsenabstand des dritten Rades von einem der anderen beiden Räder verstellbar ist. Mit derartigen Pumpen lassen sich alle praktisch vorkommenden Regelaufgaben bezüglich Förderrichtung und Fördermenge durchführen.
Sie weisen jedoch im Verhältnis zu ihrer Förderleistung grosse Abmessungen auf, was sich insbesondere dann nachteilig auswirkt, wenn, wie es meistens der Fall ist, eine solche Pumpe als Einbauteil verwendet werden soll.
Bei anderen bekannten Lösungsvorschlägen wird die von der Zahnradpumpe geförderte Mediummenge durch steuerbare Drosseleinrichtungen verändert. Dabei ist es jedoch nachteilig, dass die Drosselung des geförderten Mediumstroms eine der Volumenände rung proportionale Umwandlung der Förderleistung in Wärme zur Folge hat.
Zum Ausgleich des dadurch entstehenden Druckabfalls sind hier entsprechend grosse Pumpen mit hohem Leistungsaufwand erforder lich, so dass derartige Aggregate nicht nur einen schlechten Förderwirkungsgrad ergeben, sondern auch wegen ihres Umfanges und Gewichtes, besonders als Einbauaggregat, in den meisten Fällen ungeeignet sind. Die Erfindung bezweckt nun, ein Aggregat schaffen zu können,
bei welchem die erwähnten Nach teile vermieden sind und welches bei verhältnismässig günstigen äusseren Abmessungen eine hohe Maximal- förderung in beiden Richtungen ergibt, die bis auf Null regelbar ist.
Zu diesem Zweck schlägt die Er findung vor, bei einem Pumpaggregat, das aus zwei zweirädrigen Zahnradpumpen besteht, deren Förder menge stufenlos regelbar ist, die Zahnradpumpen antriebsseitig miteinander zu kuppeln und an eine gemeinsame Zu- und eine gemeinsame Ablaufleitung für das Fördermedium anzuschliessen und in die An schlussleitungen der einen Zahnradpumpe eine Um- schalteinrichtung, z.
B. einen Kolbensteuerschiebere, die eine Fünfkanalsteuerung bildet, zu schalten, welche es gestattet, beide Zahnradpumpen gleichzeitig in glei cher Richtung oder einander entgegengesetzt fördern zu lassen.
Durch diese Anordnung ist -es nunmehr möglich, ein nur in einer Richtung förderndes Aggregat zu schaffen, bei dem die Verstelleinrichtungen der bei den Zahnradpumpen, von denen die eine stets positiv arbeitet, einschliesslich der Umschalteinrichtung mit tels geeigneter Steuereinrichtungen so betätigbar sind,
dass zur Erzielung der Nullförderung die Förderung beider Einheiten (Pumpen) gleich gross, aber in ent- gegengesetzter Richtung erfolgt und sich daher auf hebt.
Um eine Förderung zu erreichen und die För dermenge zu steigern, werden beide Einheiten zu nächst so verstellt, dass die Förderung der negativ arbeitenden Einheit bis zum Minimum ab- und die der positiv arbeitenden Einheit bis zum Maximum zunimmt. Darauf wird über die Umschalteinrichtung die eine Einheit auf positive Förderrichtung umge- schaltet und gleichzeitig die immer positiv fördernde Einheit etwa auf kleinste Fördermenge umgestellt,
worauf von da ab beide Pumpenverstelleinrichtungen wieder in beliebiger Folge oder .gleichzeitig bis zur maximalen Fördermenge beider Pumpen verstellt werden.
Um nun das Aggregat so zu gestalten, dass eine Regelung der Förderung von Null bis zum Maximum in beiden Förderrichtungen möglich ist, wird vorge schlagen, in die Anschlussleitungen der beiden Zahn radpumpen je eine Umschalteinrichtung zu schalten. In vorteilhafter Weise sind dabei die Zahnradpumpen mit solchen mechanischen Verstelleinrichtungen ver sehen, dass diese zusammen mit den genannten Um schalteinrichtungen durch Steuereinrichtungen in gleichlaufender oder einander entgegengesetzter Rich tung betätigt werden können.
Diese Einrichtung wirkt in der Weise, dass bei Nullförderung beide Einheiten (Pumpen) gleich viel, aber einander entgegengesetzt, von Null bis zu einer gewissen effektiven Förder menge entgegengesetzt, aber verschieden stark för dern, und von da an bis zur maximalen effektiven Gesamtfördermenge beide Einheiten .gemeinsam in der gewünschten Förderrichtung stufenlos einstellbar sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung.
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch eine zwei rädrige regelbare Zahnrad-Verdrängungsmaschine. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Maschine nach Fig. 2.
Die beiden zweirädrigen Zahnradpumpen A und B, deren Fördermenge stufenlos regelbar ist, werden gemeinsam von der Antriebswelle 3 angetrieben. Die Leitungen 27 bzw. 2<B>7</B> für das Fördermedium sind über die, je eine Fünfkanalsteuerung bildenden Um- schalteinrichtungen 28 bzw. 28' mit .der Saug- und der Druckleitung 29 und 30 verbunden.
Die Verstell hebel 8 und 8' dienen der Fördermengenregelung der Pumpen<I>A</I> und<I>B,</I> wobei die Regelung bei jeder Pumpe an sich auf einen Bereich beschränkt ist, der sich etwa von der halben bis zur maximalen Förder menge erstreckt.
Mittels der Umschalteinrichtungen 28 und 28' lassen sich nun die einzelnen Pumpen<I>A</I> und<I>B</I> so mit den ihnen gemeinsamen Leitungen 29 und 30 in Ver bindung bringen, dass bei gleichgeschalteten Förder- richtungen beider Pumpen eine Regelung im Bereiche zwischen halber und grösster Gesamtfördermenge er möglicht ist, und zwar in beiden Förderrichtungen. Diesem Zustand hinsichtlich der einen Förderrichtung entspricht die in der Zeichnung dargestellte Schalt stellung der Einrichtungen 28 und 28'.
Soll nun von halber Grösstgesamtfördermenge bis zur Nullförderung in jeder Förderrichtung geregelt werden, so werden die Schalteinrichtungen 28, 28' so eingestellt bzw. betätigt, dass sich die Wirkungen der beiden Pumpen<I>A</I> und<I>B</I> mehr oder weniger bzw. bei Nullförderung ganz aufheben. In Fällen, wo die Förderung in einer Richtung genügt, kann eine der Umschalteinrichtungen weg fallen.
In Fig.2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Zahnradpumpe gezeigt, welche den Pumpen A und Bim Schema nach Fig. 1 entspricht. Die Zahn räder ZI und Z, sind im Gehäuse mit Deckel 2 ge lagert. Während aber das mit einer Antriebswelle 3 versehene Zahnrad Z1 unmittelbar im Gehäuse ge lagert ist, ist ein Lagerzapfen 4 des Zahnrades Z#, ex zentrisch in einem Verstellkörper 5 angeordnet, wel cher in einer zylindrischen Ausnehmung des Gehäuses 1 und des Deckels 2 gelagert ist und zu seiner Steue rung einen Drehzapfen 6 besitzt, der den Deckel 2 durchdringt.
Auf seinem freistehenden Ende trägt er beispielsweise einen durch einen Bolzen 7 gegen Ver drehung gesicherten und nur strichpunktiert angedeu teten Stellhebel B. Das Zahnrad Z., wird von dem Verstellkörper 5 an seinen Stirnflächen und teilweise auch vom Steg 5' des letzteren an seinem Umfang mit engem Laufspiel umschlossen und der Verstellkörper legt sich seinerseits derart und mit so engem Laufspiel gegen die Wandung des Gehäuses 1 bzw. des Deckels 2 an, dass ein Rückfluss des geförderten und unter Druck stehenden Mediums von der Druckseite zur Saugseite bei allen vorkommenden Stellungen des Körpers 5 verhindert ist.
Ein Hohlraum 9 des Ge häuses liegt mit sein, -r Wandung dem Zahnrad Z1 am grösseren Teil seines Umfanges eng an, ist aber im Bereich des Zahnrades Z2 so viel radial erweitert, dass das auf dem zur Drehachse des Verstellkörpers 5 exzentrisch angeordneten Lagerzapfen 4 gelagerte Zahnrad Z, die bei einer Drehung des Drehzapfens 6 und damit des Körpers 5 eintretende Verschiebung quer zur Achse ohne weiteres ausführen kann.
Die Zu- und Abführung des zu fördernden Me diums erfolgt durch zw; i Bohrungen 10 und 10a, welche beiderseits des Zahneingriffes in den Hohl raum 9 des Gehäuses 1 münden.
Die Wirkungsweise ist folgende: Wird z. B. das Zahnrad Z1 (siehe Fig. 3) in Pfeilrichtung angetrieben, so treibt dieses seinerseits das Zahnrad Z2 in ent gegengesetzter Drehrichtung an. Dabei füllen sich die Zahnzwischenräume dieser Zahnräder mit dem bei Bohrung 10 in Pfeilrichtung eintretenden flüssigen Medium und nehmen es nach der linken Seite des Hohlraumes 9 mit (Druckseite). Von dort strömt es in Pfeilrichtung durch Bohrung 10a weiter.
Gleich zeitig sperren die im Eingriff stehenden Zähne zu nächst den Rücklauf des Mediums nach der rechten Seite des Hohlraumes 9 (Saugseite) bis auf eine rest liche Menge, welche durch den im Eingriffsbereich der Verzahnung bestehenden unvermeidlichen to#.en Raum zwischen Zahn und Zahnlücke bestimmt wird.
Die Regelung der Fördermenge der Zahnradpumpe beruht nun darauf, dass dem genannte, auf die Förde rung negativ wirkende tote Raum verändert wird, indem durch -die Drehung des Verstellkörpers 5 und damit des Lagerzapfens 4 der Achsenabstand a zwi schen den Zahnrädern Z1 und Z, verändert wird.
Dabei ist durch nicht gezeichnete Anschläge der Dreh bereich des Exzenterkörpers 5 auf den in Fig. 2 ange deuteten Verstellbereich des Hebels begrenzt. Beim Beispiel nach Fig. 2 und 3 ist die Exzentrizität e so vorgesehen, dass, wenn die Drehachsen der Zahnräder Z1 und Z,, und des Körpers 5 in Stirnansicht (ver gleiche Fig. 3) auf einer Geraden liegen,
die Zahn räder in beinahe spielfreiem Eingriff stehen. Hierbei steht der Stellhebel 8 in der Endstellung links und dank der kleinsten Toträume im Zahneingriff ent spricht diese Regelstellung der Fördermenge Wird dagegen der Stellhebel 8 in die in Fig. 2 eben falls angedeutete Endstellung rechts geschwenkt, so bekommen die Zahnräder Z1,
Z2 durch die Wirkung der exzentrischen Lagerung des Zapfens 4 ,den kine- matIsch grösstzul'ässigen Achsenabstand (Überdek- kungsgrad der Verzahnung etwa = 1), und dement sprechend ergeben sich die grössten Toträume im Zahneingriff.
Der dadurch gegebene grosse Rückstrom des Mediums von der Druckseite zur Saugseite ergibt in dieser Stellung .die kleinstmögliche positive Förder menge V",i". Der Regelbereich erstreckt sich also zwi schen den Fördermengen und V",;" und kann durch Drehung am Stellhebel 8 stufenlos durchgeregelt werden.