Patents
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn MoreKeywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn MoreChemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn MoreSearch specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Pump unit, consisting of two two-wheel gear pumps, the delivery rate of which is infinitely variable
CH367051A
Switzerland
- Other languages
German - Inventor
Wiggermann Georg
Description
translated from German
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.
Pump unit consisting of two two-wheel gear pumps, the flow rate of which is continuously adjustable. The invention relates to a pump unit, consisting of two two-wheel gear pumps, the flow rate of which is continuously variable. In the well-known two-wheel gear pumps whose delivery amount z.
B. by changing: the center distance of the gears and thus the depth of engagement is continuously adjustable, the control is limited to a range that extends from about half to the full delivery rate. In addition, it is not possible here to reverse the conveying direction.
In order to be able to extend the control range up to the delivery rate zero and to make the delivery direction reversible, controllable Zahnradpum pen with at least three gears have been proposed, in which the center distance of two wheels remains unchanged, while the center distance of the third wheel from one of the other two wheels is adjustable. With pumps of this type, all practically occurring control tasks with regard to the direction of flow and flow rate can be performed.
However, they have large dimensions in relation to their delivery rate, which is particularly disadvantageous when, as is usually the case, such a pump is to be used as a built-in part.
In other known proposed solutions, the amount of medium delivered by the gear pump is changed by controllable throttle devices. In this case, however, it is disadvantageous that the throttling of the conveyed medium flow results in a conversion of the conveying capacity into heat proportional to the change in volume.
To compensate for the resulting pressure drop, correspondingly large pumps with high power outlay are required here, so that such units not only result in poor pumping efficiency, but are also unsuitable in most cases because of their size and weight, especially as a built-in unit. The invention now aims to be able to create an assembly
in which the mentioned disadvantages are avoided and which, with relatively favorable external dimensions, results in a high maximum conveyance in both directions which can be regulated down to zero.
For this purpose, the invention proposes to couple the gear pumps with each other on the drive side with a pump unit consisting of two two-wheel gear pumps, the delivery rate of which is infinitely variable, and to connect them to a common inlet and a common outlet line for the conveyed medium and into the At the connection lines of one gear pump a switching device, z.
B. to switch a piston control valve, which forms a five-channel control, which allows both gear pumps to be promoted simultaneously in the same direction or in opposite directions.
With this arrangement, it is now possible to create a unit that only delivers in one direction, in which the adjusting devices of the gear pumps, one of which always works positively, including the switching device, can be operated by means of suitable control devices,
that, in order to achieve zero pumping, the pumping of both units (pumps) is the same, but takes place in the opposite direction and is therefore canceled out.
In order to achieve a promotion and to increase the delivery amount, both units are initially adjusted so that the promotion of the negative working unit decreases to the minimum and that of the positive working unit increases to the maximum. Then one unit is switched to the positive conveying direction via the switching device and at the same time the unit, which is always positively conveying, is switched to the smallest conveying quantity.
whereupon from then on both pump adjustment devices can be adjusted again in any sequence or at the same time up to the maximum delivery rate of both pumps.
In order to design the unit so that it is possible to regulate the delivery from zero to the maximum in both delivery directions, it is proposed to switch a switching device in each of the connecting lines of the two gear pumps. In an advantageous manner, the gear pumps are provided with such mechanical adjustment devices that they can be operated together with the aforementioned switching devices by control devices in the same direction or in opposite directions.
This device works in such a way that, with zero delivery, both units (pumps) deliver the same amount, but in opposite directions, from zero to a certain effective delivery rate in opposite directions, but at different levels, and from then on both units up to the maximum effective total delivery rate .are infinitely variable together in the desired conveying direction.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows the overall arrangement.
Fig. 2 shows an axial section through a two-wheeled controllable gear displacement machine. FIG. 3 shows a cross section through the machine according to FIG. 2.
The two two-wheel gear pumps A and B, the delivery rate of which is infinitely variable, are driven jointly by the drive shaft 3. The lines 27 and 2 7 for the conveying medium are connected to the suction and pressure lines 29 and 30 via the switching devices 28 and 28 'each forming a five-channel control.
The adjustment levers 8 and 8 'are used to regulate the delivery rate of the pumps <I> A </I> and <I> B, </I> whereby the regulation for each pump is limited to a range that is approximately half that extends up to the maximum delivery amount.
By means of the switching devices 28 and 28 ', the individual pumps <I> A </I> and <I> B </I> can now be brought into connection with the lines 29 and 30 common to them in such a way that when conveying directions are synchronized Both pumps a regulation in the range between half and the largest total delivery rate is possible, in both delivery directions. The switching position of the devices 28 and 28 'shown in the drawing corresponds to this state with regard to one conveying direction.
If half the maximum total delivery rate is now to be regulated to zero delivery in each delivery direction, the switching devices 28, 28 'are set or actuated so that the effects of the two pumps <I> A </I> and <I> B </ I> more or less or completely cancel in the case of zero funding. In cases where the delivery in one direction is sufficient, one of the switching devices can be omitted.
In FIGS. 2 and 3, an exemplary embodiment for a gear pump is shown which corresponds to pumps A and B in the diagram according to FIG. The gears ZI and Z are stored in the housing with cover 2 ge. But while the provided with a drive shaft 3 gear Z1 is superimposed directly in the housing ge, a journal 4 of the gear Z #, is arranged ex centric in an adjusting body 5, wel cher is stored in a cylindrical recess of the housing 1 and the cover 2 and to its Steue tion has a pivot 6 which penetrates the cover 2.
On its free end it carries, for example, a secured by a bolt 7 against rotation and only dash-dotted line lever B. The gear Z., is of the adjusting body 5 on its end faces and partly also from the web 5 'of the latter on its circumference tight running clearance and the adjusting body in turn rests against the wall of the housing 1 or the cover 2 with such a tight running clearance that a backflow of the conveyed and pressurized medium from the pressure side to the suction side in all positions of the body 5 is prevented.
A cavity 9 of the housing rests closely on the larger part of the circumference of the toothed wheel Z1 with its wall, but is so much radially expanded in the area of the toothed wheel Z2 that the bearing pin 4, which is eccentrically arranged to the axis of rotation of the adjustment body 5, is supported Gear Z, which can easily perform displacement transversely to the axis when the pivot 6 and thus the body 5 rotate.
The supply and discharge of the medium to be promoted is carried out by zw; i bores 10 and 10a, which open into the hollow space 9 of the housing 1 on both sides of the tooth engagement.
The mode of action is as follows: If z. B. the gear Z1 (see Fig. 3) driven in the direction of the arrow, this in turn drives the gear Z2 in the opposite direction of rotation. The spaces between the teeth of these gears are filled with the liquid medium entering the bore 10 in the direction of the arrow and take it with them to the left side of the cavity 9 (pressure side). From there it flows on in the direction of the arrow through hole 10a.
At the same time, the engaged teeth first block the return of the medium to the right side of the cavity 9 (suction side) except for a residual amount, which is determined by the unavoidable space between the tooth and the tooth gap in the meshing area of the toothing becomes.
The control of the delivery rate of the gear pump is now based on the fact that the dead space mentioned, which has a negative effect on the delivery, is changed by changing the axis distance a between the gears Z1 and Z by rotating the adjustment body 5 and thus of the journal 4 becomes.
The rotation area of the eccentric body 5 is limited to the adjustment range of the lever indicated in FIG. 2 by stops not shown. In the example according to FIGS. 2 and 3, the eccentricity e is provided so that, when the axes of rotation of the gears Z1 and Z ,, and of the body 5 in the front view (compare Fig. 3) lie on a straight line,
the gears are in almost play-free engagement. Here, the adjusting lever 8 is in the end position on the left and thanks to the smallest dead spaces in the tooth engagement, this control position corresponds to the delivery rate.
Z2 due to the effect of the eccentric mounting of the journal 4, the kinematically largest permissible axis distance (degree of overlap of the toothing approximately = 1), and accordingly the largest dead spaces result in the tooth meshing.
The resulting large return flow of the medium from the pressure side to the suction side results in this position .the smallest possible positive delivery rate V ", i". The control range thus extends between the flow rates and V ",;" and can be continuously adjusted by turning the adjusting lever 8.