DE102004046206A1

DE102004046206A1 - Zahnradpumpensystem mit hydraulischer Steuerung

Info

Publication number: DE102004046206A1
Application number: DE200410046206
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kleinbauendes und kostengünstiges Zahnradpumpensystem, das aufweist: DOLLAR A ein Zahnradgehäuse (3), in dem eine durch eine Pumpenantriebswelle (20) antreibbare Zahnradpumpe (6) aufgenommen ist, DOLLAR A ein sich an das Zahnradgehäuse (3) in axialer Richtung anschließendes Ventilgehäuse (2), in dem mehrere sich kreuzende Bohrungen (L1, L2, L3, L4, L5, L6) ausgebildet sind, in die zumindest ein Wechselventil (10), ein Sicherheitsventil (16), vorzugsweise eine Drossel (12) und vorzugsweise ein Filtereinsatz (14), eingesetzt sind, DOLLAR A wobei das Wechselventil (10) an die Zahnradpumpe (6) angeschlossen ist und DOLLAR A - bei Betrieb der Zahnradpumpe (6) in seiner Pumpstellung die Zahnradpumpe (6) über Bohrungen (L4, L3) mit dem Filtereinsatz (14) und einem nachfolgenden Druckanschluss (P) verbindet, DOLLAR A - bei unbetätigter Zahnradpumpe (6) in seiner Ablassstellung den Druckanschluss (P) über den Filtereinsatz (14) und die Drossel (12) mit einem Tankanschluss (R) des Ventilgehäuses (2) verbindet, DOLLAR A wobei ein Sicherheitsventil (16) die Eingangsseite der Filterverschraubung (14) mit dem Tankanschluss (R) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradpumpensystem mit hydraulischer Steuerung, das eine Zahnradpumpe, eine hydraulische Steuerung und Hydraulikanschlüsse aufweist und insbesondere an einen Motor ansetzbar ist.

Zahnradpumpen weisen bei kleinem Bauraum hohe Ausgangsleistungen auf. Dementsprechend kann das Gehäuse einer Zahnradpumpe direkt an einem Motor befestigt werden, so dass ein Hydraulikaggregat gebildet wird, an das die Hydraulikschläuche angesetzt werden können. Derartige Zahnradpumpensysteme können insbesondere bei Nutzfahrzeugen zum Verstellen von Seitenflügeln bzw. Wingbodys eines LKW-Aufbaus für einen seitlichen Zugang zum Laderaum oder zum Verstellen einer Scherenhubbühne eines LKWs dienen.

Für die Verwendung der Zahnradpumpe ist eine entsprechende hydraulische Beschaltung erforderlich, die in einer Pumpstellung das Hydraulikfluid von der Zahnradpumpe zu den Hydraulikzylindern führt; vorteilhafterweise ist weiterhin eine Ablassstellung vorgesehen, in der das gehobene Bauteil über eine Drossel hydraulisch gedämpft abgelassen werden kann, wodurch eine Gefährdung aufgenommener Waren oder umstehender Personen vermieden wird.

Herkömmliche Hydraulikaggregate erfordern hierfür und aus zusätzlichen Sicherheitsgründen eine erhebliche hydraulische Beschaltung mit Sicherheitsventilen und mehreren Hydraulikventilen zur Steuerung der verschiedenen Funktionsstellungen; zur Einstellung der Sicherheitsventile ist ergänzend oftmals ein Minimessanschluss erforderlich. Somit sind herkömmliche Zahnradpumpensysteme mit der hydraulischen Beschaltung aus meh reren Ventilen und Hydraulikleitungen oftmals aufwendig, kostspielig und erfordern einen erheblichen Bauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradpumpensystem mit hydraulischer Steuerung zu schaffen, das kleinbauend und kostengünstig ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Zahnradpumpensystem nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Erfindungsgemäß wird somit die zusätzliche Hydraulikschaltung, die für einen Sicherheitsbetrieb bei der Verstellung erforderlich ist, in ein Ventilgehäuse integriert, das direkt an das Zahnradgehäuse angeschlossen werden kann. Vorteilhafterweise sind das Ventilgehäuse und das Zahnradgehäuse einteilig ausgebildet, so dass das vollständige Zahnradpumpensystem mitsamt der hydraulischen Steuerung in einem Block ausgebildet wird und z.B. direkt an den Motor geschraubt werden kann.

Somit wird eine kleinbauende, kostengünstige Lösung ermöglicht, die einen geringen Einbauraum im Fahrzeug erfordert. Da die zusätzlichen Hydraulikleitungen zwischen den weiteren Ventilen entfallen und durch entsprechende Bohrungen in dem Ventilgehäuse ersetzt werden, ist das erfindungsgemäße Zahnradpumpensystem auch sicherer und wartungsärmer als herkömmliche Zahnradpumpensysteme.

Erfindungsgemäß sind ein Wechselventil und ein Sicherheitsventil, vorzugsweise auch eine Drossel und eine Filterverschraubung direkt in Bohrungen des Ventilgehäuses eingesetzt. Ergänzend kann vorteilhafterweise auch ein Minimessanschluss direkt in eine entsprechende Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzt werden. Erfindungsgemäß wird hierbei in dem Ventilgehäuse ein System aus sich kreuzenden Bohrungen gebildet, das bei voller Funktionalität relativ geringe Herstellungskosten und einen kleinen Bauraum ermöglicht.

Hierbei wird von dem Zahnradpumpensystem in dessen Pumpstellung, d.h. bei arbeitender Zahnradpumpe, über ein Wechselventil ein direkter Zugang zu der Filterverschraubung und einem Druckanschluss gebildet. Der Druckanschluss kann hierbei insbesondere durch die Ausgangsseite der Filterverschraubung gebildet werden. Das Wechselventil und die Filterverschraubung können in einer ersten und dritten, parallel verlaufenden Bohrung in dem Ventilgehäuse aufgenommen werden und z. B. über eine weitere, vierte Bohrung verbunden werden. Das Sicherheitsventil und gegebenenfalls die Drossel und der Minimessanschluss sind in weitere, geeignete vorgesehene Bohrungen eingesetzt.

Neben dem Pumpbetrieb ist weiterhin ein Ablassbetrieb vorgesehen, in dem das Hydraulikfluid von dem Druckanschluss über das Wechselventil in dessen federvorgespannter Ruhestellung bzw. Ablassstellung und über die Drossel zu einem Tankanschluss abfließt. Die Drossel kann hierbei vorteilhafterweise am vorderen Ende eines in eine zweite Bohrung eingesetzten Tankanschlusses vorgesehen sein, wobei die zweite Bohrung die erste Bohrung kreuzt. Das Sicherheitsventil und gegebenenfalls der Minimessanschluss sind in weiteren, die vorherigen Bohrungen entsprechend kreuzenden Bohrungen vorgesehen.

Das Wechselventil, das Sicherheitsventil, die Drossel und der Filtereinsatz sind in die Bohrungen des Ventilgehäuses erfindungsgemäß vorteilhafterweise als Verschraubungen eingeschraubt. Hierbei können die Hydraulikanschlüsse, also der Druckanschluss, Sauganschluss und Tankanschluss direkt an den äußeren Enden der jeweiligen Verschraubungen ausgebildet sein, z. B. an den äußeren Enden der Filterverschraubung und der Verschraubungen der Drossel und des Wechselventils.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnradpumpensystems mit hydraulischer Steuerung,
2 eine Vorderansicht des Zahnradpumpensystems,
3 eine Draufsicht auf das Zahnradpumpensystem,
4 ein Hydraulik-Schaltbild des Zahnradpumpensystem,
5a, b, c, d die Ansicht A, Schnitt B-B, Schnitt C-C und Schnitt D-D des Ventilgehäuses,
6 eine der 3 entsprechende Draufsicht unter Darstellung anderer verdeckter Linien bzw. teilweise geschnitten.
Ein Zahnradpumpensystem 1 weist ein Ventilgehäuse 2, ein sich in axialer Richtung anschließendes Zahnradgehäuse 3 sowie einen sich an dieses in axialer Richtung anschließenden Pumpendeckel 4 auf. Das Ventilgehäuse 2 und das Zahnradgehäuse 3 können hierbei einteilig oder getrennt ausgebildet sein. Diese zwei bzw. drei Bauteile sind durch vier sich in axialer Richtung erstreckende Befestigungsschrauben 5 miteinander verbunden, die vorteilhafterweise von der Stirnseite 7 des Ventilgehäuses 2 her eingedreht werden.
In dem Zahnradgehäuse 3 ist eine in 6 durch gestrichelte Linien eingezeichnete Zahnradpumpe 6 aus zwei sich kämmenden Zahnrädern angeordnet. Ein Sauganschluss S ist als Verschraubung von oben im wesentlichen radial in das Zahnradgehäuse 3 eingesetzt und führt zu einer Eingangskammer der sich kämmenden Zahnräder, die das eingegebene Hydraulikfluid über ihren Außenumfang nach unten führen zu einer ersten Bohrung L1, die sich in axialer Richtung von der vorderen Stirnseite 7 des Ventilgehäuses 2 und in das Zahnradgehäuse 3 erstreckt. Hierbei ist ein Wechselventil 10 von der Stirnseite 7 her in die Bohrung L1 geschraubt, wie z.B. 6 und dem Schnitt D-D der 5d zu entnehmen ist.
Durch das Ventilgehäuse 2 verlaufen außer der Bohrung L1 noch weitere Bohrungen in axialer Richtung sowie hierzu orthogonalen Richtungen, d.h. von oben, unten oder den Seiten. Ein Tankanschluss R zum Anschluss an einen Hydrauliktank ist parallel zu dem Sauganschluss S von einer Seite her in das Ventilgehäuse 2 geschraubt. Die Bohrung L2 mündet hierbei in die zu dieser orthogonal verlaufenden Bohrung L1, wie z.B. 5c entnommen werden kann. Der Tankanschluss R ist als Verschraubung bzw. Schraubeinsatz ausgebildet und nimmt hierbei an seinem Ende eine Drossel 12 auf, die somit gemäß dem Hydraulikschaltbild der 4 zwischen dem Wechselventil 10 an dessen in 4 oberen Anschluss und dem Tankanschlusses R angeordnet ist. Eine Filterverschraubung 14 ist in eine in axialer Richtung bzw. Längsrichtung verlaufende Bohrung L3 geschraubt, die mit dem in die Bohrung L1 eingeschraubten Wechselventil 10 über eine zu beiden Bohrungen L1, L3 orthogonal verlaufe Bohrung L4 verbunden ist.
Weiterhin ist von oben ein Sicherheitsventil 16 als Verschraubung in eine senkrecht nach unten verlaufende Bohrung L5 geschraubt, die sowohl die Bohrung L2 des Tankanschlusses R mit der Drossel 12 als auch – gemäß 5b – eine horizontale von der Seite her geführte Bohrung L6 eines Minimessanschlusses 18 kreuzt. Das eingebaute Wechselventil 10 trennt die Bohrungsverbindung L1 mit L6. Das eingebaute Sicherheitsventil 16 trennt die Bohrung L6 mit dem Tankanschluss R, d.h. Bohrung L2.
Zum Betrieb wird in 1 rechts ein Motor an den Pumpendeckel 4 angeschlossen, dessen Motorausgangswelle direkt oder über ein Getriebe eine in axialer Richtung verlaufende Pumpenantriebswelle 20 dreht. Der Motor kann hierbei über die Befestigungsschrauben 5 an den Pumpendeckel 4 angeschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Zahnradpumpensystem 1 erfüllt somit das Hydraulikschaltbild von 4. Die Pumpenanschlusswelle 20 treibt die Zahnradpumpe 6 an, die Hydraulikfluid über den Sauganschluss S aufnimmt und in der Bohrung L1 zu dem Wechselventil 10 pumpt, das hierdurch von seiner gezeigten Ruhestellung bzw. Ablassstellung ausgehend verstellt wird in seine Pumpstellung, in der sein oberer Ausgang zu der Bohrung L2 verschlossen ist. Das Hydraulikfluid wird somit über die Bohrungen L4 und L3 zu der Filterverschraubung 14 und weiter zu dem Druckanschluss P gepumpt, der das vordere Ende der Filterverschraubung 14 bildet. Somit wird bei eingeschalteter Zahnradpumpe 6 Hydraulikflüssigkeit von dem Sauganschluss S zu dem Druckanschluss P gefördert.
Weiterhin ist die Bohrung L3 mit der Bohrung L6 des Minimessanschlusses 18 sowie der Bohrung L5 des Sicherheitsventils 16 verbunden. Der Benutzer kann somit über den Minimessanschluss 18 das Sicherheitsventil 16 einstellen, das bei einer Drucküberhöhung zwischen dem Wechselventil 10 und dem Druckanschluss P öffnet und das Hydraulikfluid über die Drossel 12 zu dem Tankanschluss R freigibt.
Erfindungsgemäß kann weiterhin in einem Ablassbetrieb eine gedrosselte Hydraulikrückführung von dem Druckanschluss P über die Filterverschraubung 14 und das Wechselventil 10 erfolgen, das hierbei in der gezeigten, federvorgespannten Ruhestellung bzw. Ablassstellung seinen unteren Ausgang zur Zahnradpumpe 6 sperrt und den oberen Ausgang zu der Bohrung L2 mit der Drossel 12 zu dem Tankanschluss R freigibt.
Somit kann erfindungsgemäß in der Pumpstellung durch die Zahnradpumpe 6 z.B. ein Wingbody bzw. eine Flügelklappe eines Lastkraftwagens oder auch z.B. eine Scherenhubbühne oder der Arm eines Baggers angehoben werden, und in der Ablassstellung – bei entsprechender Schaltung der an dem jeweiligen Bauteil vorgesehenen Hydraulikventile – ein gedrosselter Ablass des Hydraulikfluids von dem Druckanschluss P zu dem Tankanschluss R erfolgen.

Claims

Zahnradpumpensystem, das aufweist: ein Zahnradgehäuse (3), in dem eine durch eine Pumpenantriebswelle (20) antreibbare Zahnradpumpe (6) aufgenommen ist, ein sich an das Zahnradgehäuse (3) in axialer Richtung anschließendes Ventilgehäuse (2), in dem mehrere sich kreuzende Bohrungen (L1, L2, L3, L4, L5, L6) ausgebildet sind, in die zumindest ein Wechselventil (10) und ein Sicherheitsventil (16) eingesetzt sind, wobei das Wechselventil (10) an die Zahnradpumpe (6) angeschlossen ist und – bei Betrieb der Zahnradpumpe (6) in seiner Pumpstellung die Zahnradpumpe (6) über Bohrungen (L4, L3) mit einem nachfolgenden Druckanschluss (P) verbindet, – bei unbetätigter Zahnradpumpe (6) in seiner Ablassstellung den Druckanschluss (P) mit einem Tankanschluss (R) des Ventilgehäuses (2) verbindet, wobei ein Sicherheitsventil (16) bei Drucküberhöhung den Druckanschluss (P) zu dem Tankanschluss (R) hin freigibt.
Zahnradpumpensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drossel (12) in eine Bohrung (L2) des Ventilgehäuses (2) eingesetzt ist, die Drossel (12) zwischen das Wechselventil (10) und den Tankanschluss (R) geschaltet ist, und das Wechselventil (10) bei unbetätigter Zahnradpumpe (6) in seiner Ablassstellung den Druckanschluss (P) über die Drossel (12) mit dem Tankanschluss (R) des Ventilgehäuses (2) verbindet.
Zahnradpumpensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filtereinsatz (14) in eine Bohrung (L3) des Ventilgehäuses (2) vor den Druckanschluss (P) eingesetzt ist und bei Betrieb der Zahnradpumpe (6) und bei unbetätigter Zahnradpumpe (6) durchströmt wird, wobei das Sicherheitsventil (16) bei Drucküberhöhung die Eingangsseite des Filtereinsatzes (14) zu dem Tankanschluss (R) hin freigibt.
Zahnradpumpensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) und das Zahnradgehäuse (3) einteilig ausgebildet sind.
Zahnradpumpensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) und das Zahnradgehäuse (3) als separate Bauteile ausgebildet und über Befestigungsschrauben (5) miteinander verbunden sind.
Zahnradpumpensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von außen bedienbarer Minimessanschluss (18) in eine Bohrung (L6) des Ventilgehäuses (2) eingesetzt und mit dem Sicherheitsventil (16), gegebenenfalls auch der Eingangsseite des Filtereinsatzes (14), verbunden ist.
Zahnradpumpensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (16) bei Drucküberhöhung den Druckanschluss (P) oder die Eingangsseite des Filtereinsatzes (14) mit der Drossel (12) verbindet.
Zahnradpumpensystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) eine sich in axialer Richtung erstreckende ers te Bohrung (L1) ausgebildet ist, die mit dem Auslass der Zahnradpumpe (6) verbunden ist und in die das Wechselventil (10) von außen eingeschraubt ist, und in dem Ventilgehäuse (2) eine orthogonal zu der ersten Bohrung (L1) verlaufende und in diese mündende zweite Bohrung (L2) ausgebildet ist, in die ein Tankanschluss (R), gegebenenfalls mit einer an seinem vorderen Ende aufgenommenen Drossel (12), eingesetzt ist.
Zahnradpumpensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) eine dritte Bohrung (L3) ausgebildet ist, die in axialer Richtung parallel zu der ersten Bohrung (L1) verläuft und über eine Verbindungsbohrung (L4) mit dieser verbunden ist, wobei in die dritte Bohrung (L3) eine Filterverschraubung (14) eingeschraubt ist, deren äußeres Ende den Druckanschluss (P) bildet.
Zahnradpumpensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) eine fünfte Bohrung (L5) ausgebildet ist, die orthogonal zu der dritten Bohrung (L3) und der zweiten Bohrung (L2) verläuft und in diese mündet, wobei in die fünfte Bohrung (L5) das Sicherheitsventil (16) derartig eingeschraubt ist, dass es die Eingangsseite der Filterverschraubung (14) mit dem Tankanschluss (R) oder, falls eine Drossel in dem Ventilgehäuse aufgenommen ist, mit der Drossel (12) verbindet.
Zahnradpumpensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) eine sechste Bohrung (L6) ausgebildet ist, die orthogonal zu der fünften Bohrung (L5) und der dritten Bohrung (L3) verläuft und in diese mündet, wobei ein Minimessanschluss (18) in die sechste Bohrung (L6) eingeschraubt ist.