DE1551651A1

DE1551651A1 - OElfoerderanlage fuer wahlweisen Ein-Strang- oder Zwei-Strang-Betrieb

Info

Publication number: DE1551651A1
Application number: DE19671551651
Authority: DE
Inventors: Enemark Arne From
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1967-05-18
Filing date: 1967-05-18
Publication date: 1970-03-19
Also published as: CH474019A; FR1563511A; GB1192841A; BE715391A; ES353984A1; DE1551651B2; DK136838B; DK136838C; SE338817B

Description

öl for der anlage für wahlweisen- Ein-Strang- oder Zwei-Strang-Betrieb .

Die Erfindung bezieht sich, auf eine öl förderanlage für wahlweisen Ein-Strang- oder Zwei-Strang-Betrieb mit einer Pumpe und einem nachgeschalteten Druckregelventil, dessen Überschußöl beim Ein-Strang-Betrieb über einen Rücklaufkanal zur Pumpensaugseite fließt.

, Bei den bekannten Ein-Strang-Systemen, bei denen nur die Pumpen-; ansaugleitung den Tank mit der übrigen Anlage verbindet, wird das Überschußöl über den Rücklaufkanal zur Pumpensaugseite geleitet. Bei den bekanten 2rei-Strang-Systemen, bei denen außer der Pumpenansaugleitung noch eine Rücklaufleitung zwischen dem Tank und der übrigen Anlage vorgesehen ist, wird das Überschußöl durch die Rückl auf leitung in den Tank zurückgeführt. Das Z/BiStrang-System wird angewendet, wenn in der Ansaugleitung ein Vakuum entstehen kann, also der Tank unterhalb der Pumpe angeordnet ist. Es ist bekannt, Maßnahmen zu treffen, um die. bei dieser Betriebsart möglicherweise in die Förderanlage gelangende Luft über die Rücklaufleitung in den Tank zurückzuführen.

Es ist eine ölförderanlage für wahlweisen Ein-Strang- oder Zwei-Strang-Betrieb bekannt, bei der die Überschuß-Ölleitung des . Druckregelventils mit der Wellenstopfbuchskammer.der Pumpe ver-

MeU& Unterlagen (VrA ?1 AUS ί Nr. rsatz3 des Änderungaa-s. v. 4.9.1967)

bunden ist, die beim Zwei-Strang-Betrieb als Luftabscheideraum dient. Von dieser Kammer zweigt einerseits an eineaji oberen Punkt eine Rücklaufleitung zum Anschluß des zweiten Stranges ab, über ' die Überschußöl mit Luft abgeführt werden kann^und andererseits der Rücklaufkanal zur Saugseite. Der letztgenannte Kanal ist mit einem Rückschlagventil versehen, das den Kanal bei angeschlossenem zweiten Strang geschlossen hält. Die Rücklaufleitung zum Tank ist mit einer Sperrschraube abschließbar, so daß sich beim Ein-Strang-Betrieb das Rückschlagventil im Rückl auf kanal zur Pumpensaugseite öffnet.

Die Luft abscheidung in der Überschuß-i-ölleitung macht es notwendig daß das Druckregelventil wenigstens bei jedem Pumpenanlauf und unabhängig vom Pumpendruck solange offen gehallen ist, bis die geförderte Luft über die Stopfbuchskammer abgeführt ist. Wenn das Rückschlagventil infolge einer geringfügxgen Verschmutzung nicht ganz dicht schließt, entsteht beim Pumpenanlauf ein Kurzschluß, der die Saugkraft der Pumpe beeinträchtigt und das Erreichen des gewünschten Betriebszustandes in Frage stellt. Es ist bei einer ähnlichen Anlage zwar bekannt, das Rückschlagventil durch ein Handabsperrventil zu ersetzen. Damit geht aber der Vorteil verloren, daß das Umschalten auf den Ein-Strang-Betrieb allein durch Absperren des sweiten Stranges erfolgt. Sodann muß bei diesen Anlagen der Antriebsmotor für die beim Zwei-Strang-Betrieb erforderliche Leistung ausgelegt werden, die erheblich höher als beim Ein-Strang-Betrieb ist, weil die gesamte Fördermenge aus dem !Tank angesaugt werden muß, während beim Ein-Strang-Betrieb lediglich die das Überschußöl übersteigende Fördermenge aus dem Tank angesaugt wird.

Es ist ferner eine ölförderanlage bekannt, bei der zwischen Pumpe und Druckregelventil eine Luftabscheidevorrichtung angeordnet ist Hierbei wird das Überschußöl und das mit Luft versetzte öl aus der Abscheidevorrichtung in den Tank zurückgeführt. Soll die selbe Anlage auch für Ein-Strang-Betrieb benutzt werden, wird bei

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dieser Betriebsart das von der Luftabsoheiäsrorrichtung abgegebene üecköl dauernd über.die Rücklaufleitung zur Pumpensaugseite um-

* gewälafc.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ölförderanlage

• für wahlweisen Ein-Strang- oder Zwei-Strang-Betrieb anzugeben, die ia beiden Betriebsarten einen sicheren Hochlauf ermöglicht, die Möglichkeit besitzt» mit nur einem Betätigungsglied auf die '.andere Betriebsart umgestellt zu werden, und deren Eeistungsverbrauch in beiden Betriebsarten so gering wie möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Zwei-Strang-Betrieb das Überschußöl ebenfalls über den Rücklaufkanal geleitet wird und daß (ter zweite Strang an eine im druckseitigen ölhauptpfad liegende luft abscheidevorrichtung angeschlossen ist.

Bei diese» Aufbau hat das Überschußöl in beiden Betriebsarten den gleichen Wtg. Eine Umschaltung dieses Pfades entfällt daher.Man kann in gemeinsamen Rücklauf kanal Maßnahmen treffen, die in beiden Betriebefällen gleich sein sollen, z.B.. eis© bastiamte Be-■; beinflussung des Drucks in der Wellenstopfbuchskammer.'Auch beim Zwei-Strang-BetDieb braucht lediglich diejenige ölmenge von der Pumpe angesaugt zu werden, welche die Über schußmenge Übersteigt, also die tatsächlich an der Düse abgegebene ölmenge. Infolgedessen ist der leistungsbedarf in beiden Betriebsfällen etwa gleich gering. Die Punktion des zweiten Stranges ist auf die !Duftabfuhr und die hierfür zweckmäßige ölmenge, die wesentlich geringer als das Überschußöl ist, beschränkt. Da dieser Ausgang nur mit dem »weiten Strang in Verbindung steht, kann er für den Ein-Strang-Betrieb vollständig unwirksam gemacht werden. Da die Anlage im übrigen für den Ein- und Zwei-Strang-Betrieb die gleiche Schaltung aufweist, genügt das Unwirksammachen des Ausgangs der luftabscheidevorrichtung, um die "Umschaltung*¹ von der einen Betriebs art auf die andere vorzunehmen.

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Eine besondere einfache Möglichkeit des Unwirksammachens besteht darin, daß beim Ein-Strang-Betrieb ein mit der Luftabsoheidevorrichtung verbundener Anschlußstutzen für den zweiten Strang durch einen Stopfen absperrbar ist. Dies entspricht der natiir- ., liehen Arbeitsweise eines Monteure, einen nicht benötigten An-

ι *

Schluß durch einen Stopfen zu verschließen. Damit ist aber die Umschaltung vom Zwei-Strang-Betrieb auf den Ein-Strang-Betrieb vollzogen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Zahnradpumpe verwendet, deren Pumpenkammern durch die Zahnlücken eines außen verzahnten Zahnrades und eines innen verzahnten Zahnringes gebildet sind. Hierbei besitzt im Bereich der Fumpenkammexngrößten W Volumens der Druckkanal in Richtung des Saugkanals über etwa eine Zahnteilung eine Verlängerung sehr kleinen Querschnitts, deren Ende über einen Kanal mit dem zweiten Strang verbunden ist. Dies ergibt eine sehr wirksame LuftabscheidevoaxLchtung mit Drosselwirkung, bei der die Menge des mit der Luft abgeführten Öls verhältnismäßig klein ist. Ferner wird von der Saugseite zur Druckseite ein allmählicher Druckanstieg erreicht, so daß die Pumpe einen sehr viel ruhigeren Lauf erhält.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Druckregel ventil dicht geschlossen bleiben, bis der Pumpendruck den Einstellwert des Druckregelventils erreicht. Da die Luftabscheidung im ölhaupt· pfad erfolgt, kann der Rücklaufkanal zur Pumpensaugseite mit Hilfe des bereits vorhandenen Druckregelventile während des Anlaufs dicht geschlossen gehalten werden, so daß kein die Ansaugverhältnisse beeinträchtigender Kurzschluß über den Rücklaufkanal auftreten kann.

So-d^nn ist es möglich, in dem Rücklaufkanal ein federbelastetes Rückschlagventil einzubauen, das erst bei einem vorbestimmten , Mindestdruck öffnet. Dieses Rückschlagventil ist ■ sowohl beim Ein-Strang-Betrieb als auch beim Zwei-Strang-Betrieb wirksam

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und kann daher in beiden Fällen erwünschte Punktionen Über- "^T - nehmen. Eine Verschmutzung dieses Ventils führt nicht zu einem .Pumpenkurzschluß, weil das vorgeschaltete Druckregelventil während des Anlaufs dicht geschlossen ist.

Insbesondere kann in bekannter Weise das Überschußöi über die Wellenstopfbuchskammer der Pumpe geleitet werden, wobei das 'Rückschlagventil dieser Kammer nachgeschaltet ist. In beiden ' Betriebsfällen steht nunmehr diese Kammer unter einem höheren Druck als sonst üblich. Infolgedessen sind die ölleckverluste von der Pumpendruckseite durch das Pumpenlager zur Stopfbuchskammer geringer . Auch kann der Öldruck zum Anpressen des Gleitrings an sein Widerlager benutzt werden.

Bisher wurde der Rücklauf kanal in die Bmpensaugkammer, die zumeist auch einen Filter enthält, oder davor eingeführt. Eine weitere Herabsetzung der Pumpenleisbung ergibt sich dagegen, wenn der Rücklaufkanal unmittelbar in den Pumpen-Saugkanal mündet, also zwischen der Pumpensaugkammer und den eigentlichen Pumpenkammern* ■

Insbesondere kann hierbei die Pumpe beidseitig mit einem Saugkanal versehen sein, von denen der der Wellenstopfbuchse zugewandte Saugkanal mit dem Rücklaufkanal und der andere Saugkanal mit der Pumpensaugkammer verbunden ist. Hierbei ist das Pumpenzahnrad beidseitig, also gleichmäßig, mit dem Saugdruok belastet. Außerdem kann der Rücklauf kanal äußerst kurz und damit widerstand? arm gehalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild der erfindungsgemäßen ölfö'rderanlage,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpen-Ventil- ·. Einheit, .

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Pig. 5 eine Draufsicht auf die der Pumpe zugewandte Stirnfläche der Pumpendeckplatte,

!Fig. 4 eine Draufsicht auf die dem Gehäuse zugewandte

Stirnfläche der Pumpenzahnräder und des sie umgebend-en Ringes,

Pig. 5 eine spiegelbildlich verkehrte Draufsicht auf die den Pumpenzahnrädem zugewandte Stirnfläche des Gehäuses und

Pig. 6 eine Ausführungsform eines brauchbaren kombinierten Druckregel- und Abschneideventils.

Bei der Schaltung nacH¹ Pig. 1 ist die öl förderanlage im Zwei-Strang-Betrieb dargestellt. Die Anlage besteht aus einer Pumpen-Ventil -Einheit 1, einer Düse 2 mit Düsenzuleitung 3 und einem öltank 4 mit erstem Strang 5 für die ölzuführung und einem zweiten Strang 6 für die Rückleitung. Soweit es hier interessiert, besitzt die Einheit 1 drei Anschlußstutzen, nämlich den Anschluß stutzen 7 für die Düsenzuleitung, den Anschlußstutzen 8 für den ersten Strang und den Anschlußstutzen 9 für den zweiten Strang.

In der Einheit 1 ist eine Zahnradpumpe 10 vorgesehen, die öl vom Stutzen 8 über einen Ansaugkanal 11 ansaugt und über einen Druck nal 12 zu einem kombinierten Druckregel-Abschneideventil 13 und über einen weiteren Kanal 14 zum Stutzen 7 fördert. Vom Druckregelventil 13 zweigt eine Rücklaufleitung 15 zur Saugseite der Pumpe 10 ab. Deren erster Abschnitt 15a mündet in der Wellen-Stopfbuchskammer 16 der Pumpe 10. Im zweiten Abschnitt 15^ der Rücklaufleitung 15 ist ein Rückschlagventil 17 Torgesehen, das den Druck in der Kammer 16 im Betrieb auf einem vorbestimmten ' Wert hält. ' .

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Jäiit der Pumpe 10 ist eine Luftabscheidevorrichtung 18 verbunden,. die über einen Kanal19 zum Stutzen 9 führt. Über diesen Kanal wird beim Zwei-Strang-Betrieb mit Luft vermischtes öl in den Tank . 4 zurückgefördert. Beim Ein-Strang-Betrieb wird der Anschluß 9 mit einem Stopfen verschlossen, so daß dieser Seil der Anlage unwirksam ist. Der übrige !Teil der Einheit 1 ist dagegen für beide Betriebsfälle in gleicher Weise wirksam.

Iin Längsschnitt der Pig. 2 sind einige Teile der Einheit 1 erkenn-.bar. Bin Gehäuse 20 enthält das Lager 21 für die Pumpenwelle 22 und die Kammer 16 für die hier als Gleitringdichtung 23 ausgebildete Wellenstopfbuchse. Im Gehäuse sind ferner die Ventile und 17 sowie zahlreiche Kanäle in der Form von Bohrungen vorgesehen. Ferner sind am Gehäuse die Anschlußstutzen ausgebildet. Bei dem Längsschnitt sind das Rückschlagventil 17, die Kanäle und 15b sowie der Stützen 7 sichtbar.An der Stirnseite des Gehäuses 20 befindet sich die Pumpe 10, die ein von der Welle 22 angetriebenes Zahnrad 24 und einen Zahnring 25 aufweist. Dieser ist in einem"Gehäusering 26 drehbar gelagert. Eine Deckplatte 27, die auch Verteilerkanäle aufweist, deckt die Zahnräder 24 und ab und wird mit Hilfe von Schrauben 28 am Gehäuse festgehalten. Sie Pumpe 10 wird von einem Deckel 29 umgeben, der die. Pumpensaugkammer 30 umsohließt, in welcher ein Filter 31 untergebracht ist.

In den Fig. 3-5, die übereinandergelegt die Funktionsweise der Pumpe erkennen lassen, sind die Bohrungen 32 für den Durchtritt der Schrauben 28 lediglich gestrichelt gezeichnet. Zwischen dem Zahnrad 24 und dem Zahnring 25 werden Pumpenkammern 33 gebildet,

«· die
deren größte Kammer 33a/gezeichnete Lage haben soll. Sowohl an derDeckplatte 27 fcls auch an der Stirnwand des Gehäuses 22 befinden sich kreisabschnittförmige Saugkanäle 34 und 35. Der Kanal 34 steht Über einen Verbindungskanal 36 und eine Bohrung mit der Saugkammer 30 innerhalb des Filters 31 in Verbindung. Der Saugkanal 35 steht über einen Verbindungskanal 38 mit dem Rücklauf kanal abschnitt 15b hinter dem Rückschlagventil 17 in

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Verbindung. Die Pumpenkammern 33 können dahersaugseitig yon , beiden Seiten her "beschickt werden. Die Deckplatte 27 besitzt ferner einen Kreisabschnittförmigen Druckkanal 39» der über Kanalabschnitte 40, 41 und Bohrungen 42 in dem Ring 26 und im Gehäuse 22 mit dem Kanal 12 im Gehäuse in Verbindung steht« Ein ähnlicher Druckkanal 39 könnte auch an der Stirnseite des · Gehäuses 20 zusätzlich vorgesehen sein.

An den Druckkanal 39 schließt in die Richtung zum Saugkanal 34 , eine Verlängerung 43 mit sehr kleinen Querschnitt, also sehr hohsn Widerstand an. Beispielsweise beträgt die Tiefe der Verlängerung lediglich 1/1O mm. Vom Ende dieser Verlängerung 43

fc führt ein Kanal 44 und Bohrungen 45 im Ring 26 und im Gehäuse 20· zur leitung 19. Diese Anordnung bildet die Luftabscheidevorrichtung. Die Verlängerung erstreckt sich etwa Über eine Zahnteilung. Fördert die Pumpe luft, so versucht die Luft in stärkerem Maße als das öl über die Verlängerung43 und den Kanal 44 zu entweichen. Da die Verlängerung 43 die gesamte Zahnbreite überdeckt, kann die eingeschlossene Luft ziemlich vollständig entfernt werden. Die im Betrieb möglicherweise austretende ölmenge ist dagegen wegen des hohen Drosselwiderstandes der Verlängerung 43 beschränkt Die Verlängerung bewirkt auch einen Ausgleich, wenn sich die Pumpen-kanmer 33 zur Saugseite hin wieder verkleinert. Infolgedessen findet auch ein allmä-hlicher Druckanstieg von der Saugseite zur Druckseite hin statt. Neben der Luftabsoheidung vermag daher

w diese Anordnung auch einen ruhigeren Lauf der Pumpe zu gewährleisten.

Ein als Druckregel-Abschneideventil 13 ist in Pig. 6 gezeigt. Der Anschlußstutzen 7 für die Düsenleitung 3 trägt den Ventilsitz 46 des Abschneideventils, dessen Ventilkörper 47 unter der Spannung' einer Feder 48 steht, die mit Hilfe eines Schraubgliedes vorgespannt werden kann. Sobald der Druck in der Leitung 12 einen bestimmten Wert erreicht hat, Öffnet das Abschneideventil 46,47* Mit dem Abschneideventilkörper 47 ist der Regelventil-

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körper 50 vereinigt, der mit einem Einsatz 51 zusammenwirkt. Der Körper 50 besitzt einen Kanal 52 und einen Bund 53» der mit • dem Einsatz 51 ein Schiebeventil bildet. Dieses Druckregelventil 51,53 bleibt geschlossen, auch wenn das Abschneideventil 46,47 bereits geöffnet hat, solange im Saum 54 nicht ein bestimmter Druck überschritten wird. Ist dieser Wert erreicht, ,öffnet dieses Druckregelventil 51,53 jeweils in dem Maße, um über den Kanal, 15 gerade soviel öl zurücklaufen zu lassen, daß der Druck in der , Düsenleitung 3 konstant bleibt. !

Statt der geschilderten luftabscheidevorrichtung können auch andere üuftabscheidevorrichtungen in den ölhauptpfad eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß die durch sie im Betrieb abfließnde ölmenge klein gehalten werden kann, beispielsweise durch entsprechende Drosselvorrichtungen oder durch konstruktive Ausgestaltungen der Abscheidsrorrichtung. Auch können Druckregelventil und Abschneideventil voneinander getrennt werden und eine beliebige Bauform haben. Es ist auchAicht notwendig, daß das Druckregelventil den Rücklaufpfad während des Anlaufzustandes gesperrt hältj für diese Sperrfunktion kann auch ein weiteres von den AnIaufbedingungen gesteuertes Ventil verwertet werden.

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Claims

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Patentansprüche;

ölförderanlage für wahlweisen Ein-Strang- oder Zwei-Strang- ί Betrieb mit einer Pumpe und einem nachgeschalteten Druckregelventil, dessen Überschußöl beim Bin-Strang-Betrieb über einen j Rücklaufkanal zur Pumpensaugseite fließt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zwei-Strang-Betrieb das Überschußöl ebenfalls über den Rücklaufkanal geleitet wird und daß der zweite ; Strang an eine im druckseitigen ölhauptpfad liegende luftabscheidevorrichtung angeschlossen ist. - ,
2. öl förderanlage- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß ' beim Ein-Strang-Betrieb ein mit der Luftabscheidevorrichtung verbundener Anschlußstutzen für den zweiten Strang durch einen Stopfen absperrbar ist. !
3. ölförderanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zahnradpumpe, deren Pumpenkammern durch die Zahn« lücken eines außen verzahnten Zahnrades und eines innen verzahnten Zahnringes gebildet sind, im Bereich der Pumpenkammern größten Volumens der Druckkanal in Richtung des Saugkanals über etwa eine Zahnteilung eine Verlängerung sehr kleinen Querschnitts besitzt, deren Ende über einen Kanal mit dem ;

" zweiten Strang verbunden ist.
4. ölförderanlage nach einemder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil dicht geschlossen bleibt, bis der Pumpendruck den Einstellwert des Druckregelventils erreicht. ; _y
5· ölförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rücklaufkanal ein.federbelastetes Rückschlagventil eingebaut ist, das erst bei einem vorbestimmten Mindestdruck öffnet.

.. 009812/055 8" /

Heue Unterlagen (Art. 7 § ι At₅._{2 Nr}, _P. >. - ■ ■
6. Ölförderanlage nach Anspruch 5» dadurch gekenn-zeichnet, daß in bekannter Weise das Übers chußöl über die WeI lens topf bucha· kammer der Pumpe*geleitet wird und das Rückschlagventil dies« Kammer nachgeschaltet ist.
7. ölförderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufkanal unmittelbar in den Pumper Saugkanal mündet.
8. ölförderanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe bexbeitig mit einem Saugkanal versehen ist, von
denen der der Wellenstopfbuchse zuwandte Saugkanal mit dem
Bücklaufkanal und der andere Saugkanal mit der Pumpensaugkammer verbunden ist.

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