DE102007036608A1

DE102007036608A1 - Gearwheel pump with variable flow volumes has displacement arrangement in tooth gaps with variable displacement volumes connected to control chamber in base body

Info

Publication number: DE102007036608A1
Application number: DE102007036608A
Authority: DE
Inventors: Jakob Neu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-05

Abstract

The gearwheel pump has a gear wheel that rotates about a rotation axis with a base body and a number of teeth, between which gaps are provided as transport volumes and a displacement arrangement in the tooth gaps with variable displacement volumes connected to a control chamber in the base body. An independent claim is also included for a membrane for gearwheel pumps.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe enthaltend ein um eine Rotationsachse rotierendes Zahnrad, das einen Zahnradgrundkörper mit einer Mehrzahl von Zähnen umfasst, zwischen denen als Fördervolumen dienende Zahnzwischenräume vorgesehen sind.The The invention relates to a gear pump containing a about an axis of rotation a rotating gear having a plurality of gear main body of teeth, between which as delivery volume serving tooth spaces are provided.

Zahnradpumpen umfassen im allgemeinen ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. In dem Gehäuse sind zwei oder mehrere Zahnräder angeordnet. Eines der Zahnräder wird beispielsweise mittels einer Welle angetrieben. Es gibt verschiedene Arten von Zahnradpumpen: Bei der Standard-Außenzahnradpumpe rotieren die Zahnräder um zwei nebeneinander angeordnete parallele Achsen. Das zu fördernde Medium wird in den Hohlräumen transportiert, die zwischen den Zähnen und der Innenwandung des Gehäuses gebildet sind.gear pumps generally comprise a housing with an inlet and an outlet. In the housing, two or more gears are arranged. One of the gears is, for example, by means of a shaft driven. There are different types of gear pumps: In the Standard external gear pump rotate the gears around two juxtaposed parallel axes. The to be promoted Medium is transported in the cavities between formed the teeth and the inner wall of the housing are.

Zahnradpumpen sind einfach aufgebaut, robust und preiswert. Die Pumpen sind kompakt und können eine hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad erreichen. Nachteilig ist, dass die Pumpe nur mit einem konstanten Fördervolumen arbeitet. Jede Pumpe wird entsprechend für nur einen Anwendungsfall dimensioniert und ist anschließend nicht veränderbar. Anwendungen, bei denen ein variables Fördervolumen erforderlich ist, zum Beispiel als Getriebe in Fahrzeugen, sind nicht möglich.gear pumps are simple, robust and inexpensive. The pumps are compact and can provide high power density and high efficiency to reach. The disadvantage is that the pump only with a constant Delivery volume works. Each pump will work accordingly dimensioned only one use case and is not afterwards variable. Applications where a variable displacement is required, for example, as a transmission in vehicles not possible.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 101 17 139 A1 ist eine hydraulische Zahnradpumpe bekannt, die einen stufenlos veränderbaren Förderquerschnitt ermöglicht. Die Einstellung des Förderquerschnitts erfolgt dabei über eine Verschiebung der Zahnräder gegeneinander entlang der Rotationsachse. Die Konstruktion der Anordnung ist jedoch aufwändig. Weiterhin ist die Abdichtung problematisch.From the DE 101 17 139 A1 is a hydraulic gear pump known, which allows a continuously variable conveyor cross section. The setting of the conveyor cross section takes place via a displacement of the gears against each other along the axis of rotation. However, the construction of the arrangement is complicated. Furthermore, the seal is problematic.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradpumpe mit variablem Durchflussvolumen zu schaffen, die einfach aufgebaut ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in den Zahnzwischenräumen Verdrängungsmittel mit einem jeweils veränderlichem Verdrängungsvolumen vorgesehen sind, welche mit einer im Zahnradgrundkörper angeordneten Steuerkammer in Verbindung stehen. Zwischen den Zahnfüßen sind Verdrängungsmittel vorgesehen, welche das Verdrängungsvolumen der Zahnradpumpe variabel machen. Diese Verdrängungsmittel stehen alle mit einer im Zahnradgrundkörper angeordneten Steuerkammer in Verbindung.It Object of the invention, a gear pump with variable flow volume to create that is simple. According to the invention Task solved in that in the interdental spaces Displacer with one variable each Displacement volumes are provided which with an im Gear main body arranged control chamber in communication stand. Between the teeth feet are displacers provided, which is the displacement volume of the gear pump make variable. These displacements are all with a arranged in the gear main body control chamber in Connection.

Im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen Lösungen, wird das Gehäuse praktisch nicht verändert. Auch die Außengeometrie und die Lagerung der Zahnräder bleiben unverändert. Lediglich eine Steuerkammer wird im Zahngrundkörper eines jeden Zahnrades vorgesehen. Weiterhin stehen die Steuerkammern der Zahnräder einer Pumpe miteinander in einem geschlossenen System in Verbindung. Diese Verbindung befindet sich vorzugsweise im Gehäusedeckel. Die Steuerkammer steht mit einem weiteren Verdrängungsmittel, durch welche die Verstellung erfolgt, in Verbindung. Bei hydraulischer Betätigung ist dieses Verdrängungsmittel vorzugsweise ein Kolben, welcher der kleinere Durchmesser eines Druckübersetzers ist. Der Druckübersetzer kann sowohl in das Gehäuse bzw. den Gehäusedeckel integriert sein. Er kann aber auch außerhalb angeordnet sein.in the Contrary to the previously proposed solutions, will the housing practically unchanged. Also the External geometry and the bearing of the gears stay unchanged. Only a control chamber is in Tooth base of each gear provided. Farther stand the control chambers of the gears of a pump with each other in a closed system. This connection is located preferably in the housing cover. The control chamber is stationary with another displacer through which the Adjustment done in conjunction. For hydraulic actuation this displacement means is preferably a piston which the smaller diameter of a pressure booster is. Of the Pressure intensifier can both in the housing or be integrated into the housing cover. He can also be outside be arranged.

Der Druck in der Steuerkammer entspricht dem Förderdruck. Über ein Druckausgleichs-System wird die Druckdifferenz, die in geschlossenen Systemen der Leistungsabgabe entspricht, ausgeglichen. Wird der Kolben in der Steuerkammer während des Betriebs verstellt, verlagert sich das Niveau der Verdrängungsmittel in den Zahnzwischenräumen. Das Durchflussvolumen der Pumpe wird entsprechend größer bzw. kleiner. Es besteht also die Möglichkeit, die Förderleistung der Pumpe an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen, indem der Druck in der Steuerkammer entsprechend ausgewählt wird. Die Dimensionierung der Komponenten, insbesondere des Gehäuses, bleibt jedoch gleich.Of the Pressure in the control chamber corresponds to the delivery pressure. about a pressure equalization system is the pressure difference in closed Systems of output corresponds, balanced. Will the Piston in the control chamber adjusted during operation, the level of displacers shifts into the Interdental spaces. The flow volume of the pump is correspondingly larger or smaller. It is so the possibility of the pump capacity to adapt to the particular application by the pressure in the control chamber is selected accordingly. The sizing However, the components, in particular the housing, remains equal.

Vorzugsweise ist die Zahnradpumpe als Außenzahnradpumpe mit Evolventenverzahnung ausgebildet. Zwischen den Zahnfüßen sind Hohlräume gebildet, welche eine achsnahe Wandung haben. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Verbindungskanäle zwischen der Steuerkammer und der achsnahen Wandung der Hohlräume vorgesehen. Die Verdrängungsmittel können von einer Membran gebildet sein, welche einen Teil des von den Zahnzwischenräumen gebildeten Hohlraums von dem als Fördervolumen dienenden Teil fluiddicht abtrennt. Die Membran kann flexibel sein, zum Beispiel aus Gummi. Die Membranwandung teilt den vom Zahnzwischenraum gebildeten Hohlraum. Sie dehnt sich aus, wenn der Druck in der Steuerkammer steigt. Das somit verschobene Volumen der Steuerkammer überschneidet sich nun mit dem Fördervolumen. Es wird entsprechend geringer.Preferably is the gear pump as an external gear pump with involute educated. Cavities are formed between the tooth roots which have a near-axis wall. Preferably, one or more Connecting channels between the control chamber and the near-axis Wall of the cavities provided. The displacers may be formed by a membrane which is a part of the cavity formed by the interdental spaces of the part serving as a delivery volume fluid-tight manner. The membrane can be flexible, for example made of rubber. The membrane wall divides the cavity formed by the interdental space. She is stretching off when the pressure in the control chamber rises. The thus shifted Volume of the control chamber now overlaps with the Delivery volume. It is correspondingly lower.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerkammer von einem Ringraum gebildet, der koaxial zur Rotationsachse des Zahnrads angeordnet ist. Das von der Membran umschlossene Volumen kann dann durch gerade Bohrungen mit der Steuerkammer verbunden werden.In An embodiment of the invention is the control chamber of a Annulus formed, which is arranged coaxially to the axis of rotation of the gear. The enclosed by the membrane volume can then be straight Holes are connected to the control chamber.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind Einstellmittel im Gehäusedeckel zum Einstellen des Drucks in der Steuerkammer vorgesehen. Solche Einstellmittel sind vorzugsweise von einem Kolben gebildet, der in einem mit der Steuerkammer verbundenen Hohlraum beweglich geführt ist und als kleinerer Durchmesser eines Druckübersetzers ausgebildet ist. Dann ist das Fördervolumen über die Verlagerung des Druckübersetzers einstellbar. Die Einstellmittel erlauben auch über eine Druckregelung eines anderen hydraulischen Systems oder eines mechanischen Systems die Regelung des Fördervolumens von außen.In one embodiment of the invention Adjustment provided in the housing cover for adjusting the pressure in the control chamber. Such adjustment means are preferably formed by a piston, which is movably guided in a cavity connected to the control chamber and is designed as a smaller diameter of a pressure booster. Then the delivery volume via the displacement of the pressure booster is adjustable. The adjustment means also allow the control of the delivery volume from the outside via a pressure control of another hydraulic system or a mechanical system.

Bei einer besonders kompakten Ausgestaltung der Erfindung wird der Druckübersetzer im Gehäuse oder im Gehäusedeckel integriert.at a particularly compact embodiment of the invention is the pressure booster integrated in the housing or in the housing cover.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.refinements The invention are the subject of the dependent claims. An embodiment is with reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine perspektivische Darstellung eines Zahnrads mit Außenverzahnung für eine Zahnradpumpe mit variablem Fördervolumen. 1 is a perspective view of an external gear for a gear pump with variable displacement.

2 ist die Vorderansicht auf das Zahnrad aus 1. 2 is the front view on the gear out 1 ,

3 ist ein Längsschnitt durch das Zahnrad aus 1. 3 is a longitudinal section through the gear 1 ,

4 ist eine perspektivische Darstellung einer Membran in einer Ansicht von schräg oben. 4 is a perspective view of a membrane in a view obliquely from above.

5 zeigt die Membran aus 4 von schräg unten. 5 shows the membrane 4 from diagonally below.

6 zeigt die Membran aus 4 im Querschnitt. 6 shows the membrane 4 in cross section.

7 zeigt die Membran von der Draufsicht. 7 shows the membrane from the top view.

8 ist ein Längsschnitt durch die Membran. 8th is a longitudinal section through the membrane.

9 ist ein Querschnitt durch den Spannkeil 58. 9 is a cross section through the clamping wedge 58 ,

10 ist die Draufsicht auf den Spannkeil. 10 is the top view of the clamping wedge.

11 ist ein Längsschnitt durch den Spannkeil. 11 is a longitudinal section through the clamping wedge.

12 Zeigt eine Zusammenbauzeichnung einer Membran mit Spannkeile, Zahnradgrundkörper, Wellenteile und Verschraubung. 12 Shows an assembly drawing of a diaphragm with clamping wedges, gear main body, shaft parts and screw connection.

13 Zeigt Schnitt durch Membran und Spannkeile aus 12 13 Shows cut through membrane and clamping wedges 12

14 Zeigt montiertes Zahnrad-Wellen Paket aus Vorderansicht 14 Shows mounted gear-shaft package from front view

15 Längsschnitt aus 14 15 Longitudinal cut out 14

16 Wie 14, Membran ausgedehnt. 16 As 14 , Membrane dilated.

17 Wie 15, Membran ausgedehnt. 17 As 15 , Membrane dilated.

18 Vorderansicht auf Zahnradpumpe. Ausschnittansicht auf Zahnräder, Welle Membran und Spannkeile. Schnitttiefe ist die Achse der Radialbohrungen in der Rotorwelle. Außerdem Ausschnittansichten auf Einlass- und Auslassbohrung. 18 Front view on gear pump. Cutting view on gears, shaft diaphragm and clamping wedges. Depth of cut is the axis of the radial bores in the rotor shaft. In addition, cutaway views on inlet and outlet bore.

19 zeigt die Zahnradpumpe aus 18 im Vollschnitt 19 shows the gear pump 18 in full section

20 wie 19. Mit integriertem Druckübersetzer. 20 as 19 , With integrated pressure intensifier.

21 zeigt ein Verschaltungsbeispiel der Zahnradpumpe aus 21. 21 shows a wiring example of the gear pump 21 ,

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In den 1 bis 3 ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Zahnrad dargestellt. Das Zahnrad 10 wird in einer nachstehend beschriebenen Zahnradpumpe eingesetzt. Das Zahnrad 10 weist einen Grundkörper 12 und eine Außenverzahnung mit Zähnen 14 auf. Das Profil der Außenverzahnung ist eine Evolventenverzahnung. Das Zahnrad 10 rotiert um eine Achse 16. Eine koaxiale Mittenbohrung 18 dient zur Aufnahme einer zweiteiligen Welle (ab 12 dargestellt).In the 1 to 3 is a common with 10 designated gear shown. The gear 10 is used in a gear pump described below. The gear 10 has a basic body 12 and an external toothing with teeth 14 on. The external tooth profile is involute. The gear 10 rotates about an axis 16 , A coaxial center hole 18 serves to accommodate a two-piece shaft (ab 12 shown).

Die Zahnenden 22 der Zähne 14 bilden eine kreisförmige Umhüllende 22, deren Durchmesser an die Abmessungen der Innenwandung des Zahnradpumpengehäuses 24 (ab 18) angepasst ist. Die Flanken 26 der Zähne sind vorzugsweise nach Maßgabe der Evolvente gekrümmt. Im achsnahen Bereich zwischen den Zahnfüßen sind die Hohlräume 28 von rechteckigem Querschnitt gebildet. Der Querschnitt der Zähne 14 bleibt in Achsrichtung bis zum Überdeckungsdurchmesser mit dem eingreifenden Zahnrad gleich. In 2 ist zu erkennen, dass die Zähne 14 etwas gegenüber dem Grundkörper 12 vorstehen.The tooth ends 22 the teeth 14 form a circular envelope 22 whose diameter corresponds to the dimensions of the inner wall of the gear pump housing 24 (from 18 ) is adjusted. The flanks 26 The teeth are preferably curved in accordance with the involute. In the region near the axis between the tooth roots are the cavities 28 formed of rectangular cross-section. The cross section of the teeth 14 remains the same in the axial direction to the overlap diameter with the meshing gear. In 2 is to recognize that the teeth 14 something opposite the main body 12 protrude.

Auf der Grundfläche 30 der Hohlräume 28 sind Bohrungen 32 in radialer Richtung durch den Grundkörper vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils 5 Bohrungen in jedem Hohlraum 28 vorgesehen. Es versteht sich, dass die Anzahl dieser Bohrungen je nach Dimensionierung der Pumpe variieren kann oder gar weggelassen werden können, wenn eine stirnseitige Zusammenführung der Hohlräume vorgesehen wird.On the ground 30 the cavities 28 are holes 32 provided in the radial direction through the body. In the present embodiment, each 5 holes in each cavity 28 intended. It is understood that the number of these holes depends on the dimensions may vary the pump or even be omitted if a front-side merger of the cavities is provided.

Die radialen Bohrungen 32 münden in einer gemeinsamen Steuerkammer 36. Die Steuerkammer 36 ist am besten im Querschnitt in 3 zu erkennen. Die Steuerkammer 36 ist zylindrisch, koaxial zur Rotationsachse ausgebildet. Sie wird vom Wellenzapfen der Rotorwelle begrenzt. Dieser Bereich der Steuerkammer dient als permanente Ausgleichskammer zwischen denjenigen Membranen, über denen sich gerade ein eingreifender Zahn befindet und jenen, über welchen sich ein ausgreifender Zahn befindet.The radial bores 32 flow into a common control chamber 36 , The control chamber 36 is best in cross section in 3 to recognize. The control chamber 36 is cylindrical, coaxial with the axis of rotation. It is limited by the shaft journal of the rotor shaft. This area of the control chamber serves as a permanent compensation chamber between those diaphragms over which there is currently an engaging tooth and those over which a spreading tooth is located.

Die Bohrungen 40 dienen dazu, das Zahnrad formschlüssig mit den Wellenteilen zusammenzufügen. Weitere Kombinationen aus Kraft und Formschluss sind ebenso möglich.The holes 40 serve to positively connect the gear with the shaft parts. Other combinations of force and positive locking are also possible.

In den 4 bis 8 ist eine allgemein mit 42 bezeichnete Membran dargestellt. Jeweils eine Membran 42 wird in einen Hohlraum 28 in dem Zahnrad 10 eingesetzt. Die Membran 42 ist aus temperaturbeständigem, flexiblem Gummi gefertigt. Die Membran 42 besteht im wesentlichen aus einem Expansionskörper 44 und einem Lagerkörper 46. Der Expansionskörper erstreckt sich durch die Öffnung 56 in Spannkeilen 54. Das Außenprofil von Lagerkörper und Spannkeilen entspricht dem Profil der Innenwandung der Hohlräume 28 (12 und 13). Die Membran 42 einschließlich der Spannkeile 54 kann also problemlos in Achsrichtung in die Hohlräume 28 eingeschoben werden.In the 4 to 8th is a common with 42 designated membrane shown. One membrane each 42 gets into a cavity 28 in the gear 10 used. The membrane 42 is made of temperature-resistant, flexible rubber. The membrane 42 consists essentially of an expansion body 44 and a bearing body 46 , The expansion body extends through the opening 56 in clamping wedges 54 , The outer profile of the bearing body and clamping wedges corresponds to the profile of the inner wall of the cavities 28 ( 12 and 13 ). The membrane 42 including the clamping wedges 54 So can easily in the axial direction in the cavities 28 be inserted.

Der Lagerkörper 46 weist auf der achsnahen Unterseite eine schlitzförmige Öffnung 48 auf. Diese ist in den 5, 6 und 8 zu erkennen. Darüber sitzt der nach unten offene Expansionskörper 44. Der von dem Expansionskörper 44 gebildete Hohlraum 50 ist durch die Öffnung 48 nach unten offen.The bearing body 46 has a slot-shaped opening on the underside near the axis 48 on. This is in the 5 . 6 and 8th to recognize. Above sits the downwardly open expansion body 44 , The one of the expansion body 44 formed cavity 50 is through the opening 48 open at the bottom.

Der Expansionskörper 44 ist seitlich gerippt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei „Rippen" 52 in jeder Seite des Expansionskörpers gebildet. Durch die Rippen 52 kann sich der Expansionskörper 52 durch die Oberseite 50 hindurch in radialer Richtung ausdehnen ohne zu reißen.The expansion body 44 is ribbed on the side. In the present embodiment, three "ribs" 52 formed in each side of the expansion body. Through the ribs 52 can the expansion body 52 through the top 50 through in the radial direction without tearing.

Die 12 und 13 veranschaulichen die Montage von Zahnrad 10, Membran 42 und Spannkeile 54 mit kurzer Antriebswelle 60 und Rotorwelle 64. Ein Ausführungsbeispiel mit einer langen Antriebswelle ist in 19 und 20 dargestellt. Als formschlüssige Montagehilfe dient die Schlüsselweite 82.The 12 and 13 illustrate the assembly of gear 10 , Membrane 42 and clamping wedges 54 with short drive shaft 60 and rotor shaft 64 , An embodiment with a long drive shaft is in 19 and 20 shown. The wrench size serves as a form-fitting mounting aid 82 ,

Die Membranen 42 und die Spannkeile 54 werden in axialer Richtung zwischen den Flanschen 66/68 der zwei Wellenteile 62 und 64 gehalten. Durch die Verschraubung 72 bzw. 74 der Wellenteile mit dem Zahnrad wird über die Schräge 58 der Spannkeile eine Kraft abgeleitet, welche den Lagerkörper 46 der Membran 42 auf die Grundfläche 30 der Nut 28 presst und abdichtet.The membranes 42 and the clamping wedges 54 be in the axial direction between the flanges 66 / 68 the two shaft parts 62 and 64 held. Through the screw connection 72 respectively. 74 the shaft parts with the gear is on the slope 58 the clamping wedges derived a force which the bearing body 46 the membrane 42 on the base 30 the groove 28 presses and seals.

Der im Zahnradgrundkörper versenkte Wellenflansch 66, 68 ist vollständig plan. Er schließt das Zahnrad derart ab, dass eine ebene Fläche gebildet wird. Ferner werden die Flächen 66 und 68 bei der Montage mit dünnschichtiger Dichtungsmasse benetzt.. Eine weitere Dichtung 78 dichtet gegen die Welle 64 ab.The sunken in the gear main body shaft flange 66 . 68 is completely plan. It closes off the gear in such a way that a flat surface is formed. Further, the areas become 66 and 68 wetted with thin-layer sealant during assembly .. Another seal 78 seals against the shaft 64 from.

Zu 14–17: In der Welle 64 ist auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite eine Axialbohrung 84 vorgesehen. Die Axialbohrung 84 ist über Radialbohrungen 86 mit der Steuerkammer 36 verbunden. Die Axialbohrung 84 ist also über die Steuerkammer 36 mit den Axialbohrungen 34 und somit mit den Radialbohrungen 32 verbunden. Über den Radialbohrungen 32 ist die Öffnung 48 der eingesetzten Membran 42 angeordnet. Entsprechend herrscht in dem Hohlraum 50 innerhalb des Expansionskörpers 44 der gleiche Druck, der an der Achsialbohrung 84 der Welle anliegt. Der mit 80 gekennzeichnete Wellenzapfen dient zur Montage eines Radialwellendichtrings. Diese Kombination stellt die einfachste Dichtungsmethode für einen Hydraulikrotor dar. Wird der Druck erhöht, so dehnt sich der Expansionskörper 44 aus. Dadurch wird das Fördervolumen zwischen den Zähnen 14 verringert.To 14 - 17 : In the wave 64 is on the opposite side of the drive an axial bore 84 intended. The axial bore 84 is about radial bores 86 with the control chamber 36 connected. The axial bore 84 So it's over the control chamber 36 with the axial bores 34 and thus with the radial bores 32 connected. About the radial bores 32 is the opening 48 the membrane used 42 arranged. Accordingly prevails in the cavity 50 within the expansion body 44 the same pressure, at the Achsialbohrung 84 the shaft is applied. The one with 80 Marked shaft journals used for mounting a radial shaft seal. This combination represents the simplest sealing method for a hydraulic rotor. If the pressure is increased, the expansion body expands 44 out. This will increase the delivery volume between the teeth 14 reduced.

In 16–18 ist die Situation mit erhöhtem Druck in Seiten- und Draufsicht dargestellt. Die Membran 42 nimmt einen großen Teil des Fördervolumens 94 zwischen den Zähnen 14 ein. Entsprechend steht nur noch ein geringeres Fördervolumen zur Verfügung. Eine Verringerung des Fördervolumens um beispielsweise 80% entspricht einer maximalen Übersetzungsdifferenz von 8 pro Pumpe. Das maximale Übersetzungsverhältnis ist demnach ca. 16. Bei 90 prozentigem Überschneidungsvolumen ca. 18. Je nach Einstellung des Drucks bzw. Verlagerung des Einstellkolbens kann also das Fördervolumen stufenlos eingestellt werden.In 16 - 18 the situation is shown with increased pressure in side and top view. The membrane 42 takes a large part of the funding volume 94 between the teeth 14 one. Accordingly, only a smaller volume is available. A reduction of the delivery volume by, for example, 80% corresponds to a maximum transmission difference of 8 per pump. The maximum transmission ratio is therefore approx. 16. At 90% overlap volume approx. 18. Depending on the setting of the pressure or displacement of the adjustment piston, therefore, the delivery volume can be infinitely adjusted.

In 18 ist eine Zahnradpumpe mit zwei Zahnrädern 10 und 92 mit Gehäuse 24 dargestellt. Das Fördervolumen 94 wird bei dem beschriebenen Zahnrad nicht nur von der Größe des Hohlraums zwischen der Innenwandung des Gehäuses 24 und jeweils zwei Zähnen 14 bestimmt. Vielmehr wird die Größe des Hohlraums 94 auch vom Expansionsvolumen 50 des Expansionskörpers 44 bestimmt. Je nach den Erfordernissen an den Steuerbereich des Fördervolumens kann nur eins oder beide Zahnräder 10 und 92 mit Membranen 42 ausgestattet werden. Die ausgebrochenen Ausschnittansichten zeigen die Ein- und Auslassbohrungen. Die Bohrung 88 entspricht der Einlassöffnung und die Bohrung 90 der Auslassöffnung, wenn sich das obere Zahnrad 10 im Uhrzeigersinn dreht.In 18 is a gear pump with two gears 10 and 92 with housing 24 shown. The delivery volume 94 is not only the size of the cavity between the inner wall of the housing in the described gear 24 and two teeth each 14 certainly. Rather, the size of the cavity 94 also from the expansion volume 50 of the expansion body 44 certainly. Depending on the requirements of the control range of the delivery volume can only one or both gears 10 and 92 with membranes 42 be equipped. The broken cutout views show the inlet and outlet holes. The hole 88 corresponds to the inlet opening and the bore 90 the outlet opening when the upper gear 10 turns clockwise.

Die 19 und 20 zeigen ein einfache Ausführungsbeispiele mit je zwei Zahnrädern 10 und 92, welche beide mit Membranen 42 ausgestattet sind. Die bereits vorstehend beschriebenen Axialbohrungen 84 und 94 in den Wellen 64 sind in beiden Ausführungsbeispielen über eine weitere gemeinsame Kammer 96 verbunden. Die Zahnradpumpe in 19 ist für eine externe Ansteuerung vorgesehen. Eine Bohrung 98 in dem Deckelteil 100 stellt eine Verbindung nach außen her. Über diese Bohrung 98 kann ein gewünschter Druck und damit das Fördervolumen eingestellt werden. Das zusätzliche Deckelteil 102, das in beiden Ausführungsbeispielen baugleich ist ermöglicht es, Radialwellendichtringe 104, als einfachen „Hydraulikrotor" anzubringen, um die sich drehenden Steuerkammern der einzelnen Zahnräder in der Gehäusedeckelkombination 102 mit 100 bzw. 106 zusammenzuführen.The 19 and 20 show a simple embodiments with two gears 10 and 92 which both with membranes 42 are equipped. The axial bores already described above 84 and 94 in the waves 64 are in both embodiments via a further common chamber 96 connected. The gear pump in 19 is intended for external control. A hole 98 in the lid part 100 makes a connection to the outside. About this hole 98 a desired pressure and thus the delivery volume can be adjusted. The additional cover part 102 , which is identical in both embodiments allows radial shaft seals 104 as a simple "hydraulic rotor" to attach to the rotating control chambers of the individual gears in the housing cover combination 102 With 100 respectively. 106 merge.

Die Zahnradpumpe in 20 unterscheidet sich lediglich dadurch, dass die Integration des Druckübersetzers im Gehäuseaufsatz 106 vorgesehen ist. Der Gehäuseaufsatz umfasst parallel zur Deckelebene eine Bohrung mit einem engeren Teil 114 und einem verbreiterten Teil 116. Der Kolben 112 erstreckt sich mit einem Kopf 110 in dem verbreiterten Teil 116 der Bohrung. Der engere Teil 114 ist mit der gemeinsamen Kammer 96 verbunden, die der Kammer 96 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels entspricht. Die Bohrung 116 ist mit einem Gewindeverschluss 108 verschlossen. In dem breiteren Teil 116 der Bohrung sind zwei Öffnungen 118 und 120 vorgesehen. Durch diese Öffnungen 118 und 120 ist die Verlagerung des Kolbens und somit das Fördervolumen einstellbar. Der Kopf 110 des Kolbens ist zwischen diesen Öffnungen 118 und 120 beweglich geführt. Die Zapfen 124 verhindern eine Versperrung der Öffnungen 118 und 120 durch den Kopf 110 selbst. Je nach den Druckverhältnissen wird der Kolben nach unten oder nach oben bewegt. Entsprechend wird ein Druck auf die Steuerkammer und damit auf die Membran erhöht oder verringert. Aus Gründen der Vereinfachung sind Dichtungen zwischen Gehäuse 24 und den Deckeln 102, 144, 106, sowie zwischen 112, bzw. 110 und 106 nicht eingezeichnet.The gear pump in 20 differs only in that the integration of the pressure booster in the housing attachment 106 is provided. The housing attachment comprises a bore with a narrower part parallel to the cover plane 114 and a widened part 116 , The piston 112 extends with a head 110 in the widened part 116 the bore. The closer part 114 is with the common chamber 96 connected to the chamber 96 of the previous embodiment corresponds. The hole 116 is with a threaded closure 108 locked. In the wider part 116 the hole are two openings 118 and 120 intended. Through these openings 118 and 120 is the displacement of the piston and thus the delivery volume adjustable. The head 110 the piston is between these openings 118 and 120 movably guided. The cones 124 prevent obstruction of the openings 118 and 120 through the head 110 itself. Depending on the pressure conditions, the piston is moved downwards or upwards. Accordingly, a pressure on the control chamber and thus on the membrane is increased or decreased. For the sake of simplicity, seals are between housings 24 and the lids 102 . 144 . 106 , as well as between 112 , respectively. 110 and 106 not shown.

Ein Beispiel für die Verschaltung dieser Zahnradpumpe ist in 21 dargestellt. Der Antriebsmotor M1, zum Beispiel ein Elektro-, Diesel-, Otto- oder Hybridmotor, treibt über die Antriebswelle eine erste Zahnradpumpe 1X1 an. Eine zweite, räumlich getrennte Zahnradpumpe ist mit 1X2 gekennzeichnet. Beide Zahnradpumpen sind mit einem integrierten Druckübersetzer ausgestattet. Das mit 126 gekennzeichnete Schaltzeichen steht für ein geregeltes Druckausgleichssystem welches die jeweilige Druckdifferenz in beide Richtungen aufhebt. Als „Puffer" dienen die Hydrospeicher 1Z1 und 1Z2. Somit arbeiten die Pumpen in einem hydrodynamischen System, welches Voraussetzung für die konzentrische Ausdehnung der Membrane ist. Für die Steuerung ist im Ausführungsbeispiel eine unabhängige hydrostatische Druckquelle 2P2 vorgesehen, da die Pumpe 1X2 auch die Pumpe 1X1 antreiben kann. Als Beispiel dient eine Motorbremse: Hier treiben die Räder einen Motor an. Die Steuerung kann auch über weitere Wegeventile ohne eigene Druckquelle betrieben werden. Die Wegeventile dienen zur Vertauschung der Ein- und Auslassrichtung des Steuersystems in das Arbeitssystems. Der Druckübersetzer ist so dimensioniert, dass die Verstellung der Durchflussvolumen in beide Richtungen stets gewährleistet ist. Drosselventile 2V3 und 2V4 ermöglichen es, die Geschwindigkeit der Verstellung einzustellen. Als Überlastschutz ist beiden Pumpen ein Überdruckventil 1V1 und 1V2 parallel geschalten. Das Überdruckventil 1V1 kann auch manuell angesteuert werden und als Kupplung dienen. Selbstverständlich ergeben sich viele weitere Verschaltungsmöglichkeiten, beispielsweise durch die Verwendung hydraulisch oder elektrisch angesteuerter Wegeventile.An example of the interconnection of this gear pump is in 21 shown. The drive motor M1, for example an electric, diesel, petrol or hybrid engine, drives a first gear pump via the drive shaft 1X1 at. A second, spatially separated gear pump is with 1X2 characterized. Both gear pumps are equipped with an integrated pressure intensifier. That with 126 characterized Schaltzeichen stands for a regulated pressure compensation system which cancels the respective pressure difference in both directions. The hydraulic accumulators serve as a "buffer" 1Z1 and 1Z2 , Thus, the pumps operate in a hydrodynamic system, which is a prerequisite for the concentric expansion of the membrane. For the control is an independent hydrostatic pressure source in the embodiment 2P2 provided because the pump 1X2 also the pump 1X1 can drive. An example is an engine brake: here the wheels drive an engine. The control can also be operated via further directional control valves without its own pressure source. The directional valves are used to interchange the inlet and outlet of the control system in the work system. The pressure intensifier is dimensioned so that the adjustment of the flow volumes in both directions is always guaranteed. throttle valves 2V3 and 2V4 allow to adjust the speed of adjustment. As overload protection, both pumps have a pressure relief valve 1V1 and 1V2 connected in parallel. The pressure relief valve 1V1 can also be controlled manually and serve as a clutch. Of course, many other Verschaltungsmöglichkeiten arise, for example, by the use of hydraulically or electrically controlled directional control valves.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10117139 A1 [0004]

Claims

Gear pump containing a about a rotation axis ( 16 ) rotating gear ( 10 ), which has a gear main body ( 12 ) with a plurality of teeth ( 14 ) between which serving as delivery volume interdental spaces ( 94 ) are provided, characterized in that in the interdental spaces ( 94 ) Displacer ( 44 ) with a respective variable displacement volume ( 50 ) are provided, which with one in the gear main body ( 12 ) arranged control chamber ( 36 ) keep in touch.

Gear pump according to claim 1, characterized in that the gear pump is designed as an external gear pump is.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that one or more connecting channels ( 32 ) between the control chamber ( 36 ) and the near-axis wall ( 30 ) of the interdental spaces ( 94 ) are provided.

Gear pump according to claim 3, characterized in that the displacement means ( 44 ) are formed by a membrane, a piston or a combination of both.

Gear pump according to claim 4, characterized in that the membrane, the piston or their combination a part of the cavity formed by the interdental spaces of the serving as a delivery volume part ( 94 ) separated fluid-tight.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber ( 36 ) is preferably formed by an annular space or cylindrical space which is coaxial with the axis of rotation ( 16 ) of the gear ( 10 ) is arranged.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized by adjusting means ( 112 ) for adjusting the pressure in the control chamber ( 36 ).

Gear pump according to claim 7, characterized in that the adjusting means ( 112 ) are formed as part of a pressure booster, which in one with the control chamber ( 36 ) connected cavity ( 114 ) is movably guided.

Gear pump according to claim 8, characterized by a housing ( 24 ) With a housing cover, in which the cavity is provided, which is formed so that the direction of movement of the piston is perpendicular to the axis of rotation.

Gear pump according to one of the preceding claims 3 to 9, characterized in that the membrane ( 44 ) is flexible.

Gear pump according to claim 10, characterized in that the membrane ( 44 ) is made of rubber.

Gear pump according to claim 11, characterized in that that the membrane longitudinally cast web strands having.

Gear ( 10 ) for gear pumps according to one of the preceding claims, comprising a gear main body ( 12 ) with a plurality of teeth ( 14 ), between which as volume ( 94 ) serving tooth spaces are provided, characterized in that in the gear main body ( 12 ) a control chamber ( 36 ) and connecting channels ( 32 ) over the groove ( 28 ) to the cavities formed by the interdental spaces ( 20 ) are provided.

Membrane ( 44 ) for gear pumps according to one of claims 1 to 9.