DE1908736A1 - Zahnradpumpe oder aehnliches hydraulisches Geraet,z.B.Motor - Google Patents

Description

• Zahnradpumpe oder ähnliches hydraulisches Gerät, z.B. Motor Die vorliegende Erfindung betrifft Zahnradpumpen und hydraulische Motoren. Sie betrifft insbesondere eine Dichtungsvorrichtung an den Seitenflächen der Zahnräder.
• Im folgenden wird nur von Pumpen gesprochen werden, es sei jedoch klargestellt, daß die Erfindung auch bei hydraulischen Zahnradmotoren anwendbar ist.
• Beim Betrieb von Zabnpumpen besteht das Problem, an den Seitenflächen der Zahnräder unabhängig vom Börderdruck eine vollkommene Dichtung zu erhalten. Man hat schon zahlreiche hydrostatisch wirkende Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen die Dichtheit an den Seitenflächen der Zahnräder auf einer Seite durch eine feste Platte und auf der anderen Seite durch eine bewegliche Platte sichergestellt ist, die unter der Wirkung des Förderdruckes der Flüssigkeit oder des Innendruckes der Pumpe an die Zahnräder angedrückt wird. Solche Vorrichtungen haben indessen den Nachteil, daß sie die Ausgleichskraft direkt undnicht progressiv auf die Seitenflächen der Zahnräder übertragen.
• Um diesen Nachteil zu beheben, läßt man gemäß der Erfindung auf die bewegliche Platte einen Irnck einwirken, dessen Größe durch einen Ventilschieber gesteuert wird, auf dessen Endflächen der auf der Förderseite der Pumpe herrschende Druck differentiell, d.h. unter Erzeugung einer Restkraft, einwirkt. Der Ventilschieber hat eine Einschnürung, die die dem Druck unterworfene Flache der beweglichen Platte mit verschiedenen Kanälen verbinden kann, die im Inneren der Pumpe an Punkten münden, die sich längs dem Weg befinden, den die Zähne wenigstens des antreibenden Zahnrades beschreiben und die zwischen der Änsaugöffnung und der Auslaßöffnung derart angeordnet sind, daß der auf die bewegliche Platte einwirkende Druck entsprechend dem Kanal variiert, der in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilschiebers mit dem Raum vor der druckbeaufschlagten Fläche der Platte verbunden wird0 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Blg9 9 Fig. S einen Teilschnitt durch die Pumpe nach Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Pumpe nach Linie IV-IV in Fig. 1, wobei jedoch in dieser Figur der Ventilschieber nicht dargestellt ist.
• Im PumpengeMiise ig das mit Deckeln 2 und 3 versehen ist, sind Lagerplatten 4 und 5 angeordnet. Die Antriebswelle 6 der Pumpe ist fest mit dem Zahnrad 7 und die angetriebene Welle 8 fest mit dem Z*antei g verbunden. Die beiden Wellen 6 und 8 sind in den Platten 4 und 5 gelagert.
• Die Lagerplatte 4 hat einen Vorsprung 4a, der relativ zu den Wellen 6 und 8 exzentrisch liegt, was aus Fig. 3 zu ersehen ist.
• Der Vorsprung *a ist gleitend in einem im Deckel 3 vorgesehenen Hohlraum gleicher Form auf genommen. Die Lagerplatte 4, deren Vorsprung 4a xnd der Deckel 3 begrenzen auf diese Weise einen Raum 10, in dem sich, wie noch erklärt werden wird, ein Druck aufbauen kann, der die Lagerplatte 4 gegen die Seitenflächen der Zahnräder 7 und 9 zu drücken versucht. Die exzentrische Lage des Vorsprunges 4a ht den Zweck, auf die Lagerplatte 4 eine Kraft auszuüben, die im wesentlichen proportional zu der sich in der Pumpe auswirkenden Druckkraft ist, die auf einem Druck beruht, der sich im wesentlichen linear zunehmend von der Saugseite 26 bis zur Dku-ckseite 27 hin auswirkt.
• Im Deckel 2 ist eine Bohrung 12 vorgesehen, in der ein Ventilschieber 13 gleitbar ist. Ein Kanal 14 dient zur Zuführung. der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit zu einem Ende des Ventil schiebers 13. Dieser Kanal 14 mündet derart in den Druckraum der Pumpe, daß das Ende 13a des Ventilschiebers 13 dem druck auf der Forderseite der Pumpe ausgesetzt ist.
• Der Ventilschieber 13 hat eine durchgehende Bohrung 15 derart, daß dieser Druck auf das andere Ende 1 3b des. Kolbens übertragen wird. Eine Feder 16, deren.Vorspannunginittels eines Gewindestopfens 17 regulierbar ist, wirkt auf das Ende 13a des Ventilschiebers ein und versucht den Ventilschieber nacs rechts zu drücken.
• Der Bewegungsweg des Ventilschiebers 13 ist durch eine mit einem Zapfen versehene Schraube 18 begrenzt, deren Zapfen-in eine Nut 19a eingreift, die am Grund einer Einschnürung 19 des Ventilschiebers-13 vorgesehen ist. Gegenüber dieser Schraube kommuniziert mit der Saugseite der Pumpe ein Kanal 20 derart, daß er die Leckverluste ableitet, die sich längs dem-Ventilschieber 13 ergeben können.
• Gegenüber dem mittleren Teil des Ventilschiebers sind Kanäle 21a, 21b, 21c, 21d und 21e vorgesehen, die das Innere der Pumpe mit der Bohrung 12 in Verbindung bringen. Der Ventilschieber 13 hat eine Einschnürung 22 derart, daß die von den Kanälen 21 kommende Druckflüssigkeit in die Einschnürung 22 und von da an über eine am Ventilschieber 13 vorgesehene Nut 23 in einen mit der Kammer 10 kommunizierenden Kanal 24 gelangen kann.
• Die Vorrichtung wirkt wie folgt.
• Beim Stillstand der Pumpe wird der Ventilschieber 13 durch die Feder 16 in Fig. 2 gesehen nach rechts gedrückt, wobei der Weg des Ventilschiebers durch den ZapSen an der Schraube 18 begrenzt ist.
• Wenn sich die Zahnräder 7 und 9 im Sinne der Pfeile 25 drehen, saugen sie bei 26 Flüssigkeit an und fördern diese Flussigkeit bei 27 unter Druck.
• Die Leitung; 14 und der Kanal 15 übertragen den Förderdruck auf die entgegengesetzten Flächen 13a und 13b des Ventilschiebers 13. Dieser letztere hat an seinem Ende 13b einen Querschnitt, dessen Fläche größer ist als die Fläche des Endes 13a. Dies wurde beim dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Bohrung 12 derart bearbeitet wurde, daß ihr Durchmesser am Ende 1 3b größer ist als am Ende 1 3a und zwar für den gesamten Bewegungsbereich des Kolbens. Der Kolben hat Dichtungen, die zur Begrenzung der Leckverluste längs des Kolbens dienen. Die am Ende 13b angebrachte Dichtung kompensiert den Unterschied zwischen dem Kolbendurchmesser und dem Durchmesser der Bohrung 12. aufgrund der Anordnung übt der Flllssigkeitsdruck auf den Kolben 13 eine Differentialkraft aus, die den Kolben 13 in Fig. 2 gesehen unter Zusammendrücken der Feder 16 nach links drtlckt.
• Beim Stillstand der Pumpe befindet sich die Einschntirung 22 des Kolbens 13 gegenüber dem Kanal 21a, so daß die Druckflüssigkeit, die durch die Zähne des Zahnrades 7 angetrieben und in den Kanal 21a gefördert wird, von dem Zeitpunkt an , in dem sich in der Pumpe ein Gegendruck aufbaut, durch die Einschnürung 22, die Nut 23 und die Leitung 24 hindurchtritt, um in die Kammer 10 zu gelangen.
• Ein dem am Ort der anzapfung herrschenden Innendruck proportionaler -Schub drückt die Lagerplatte 4 gegen die Seitenflächen der Zahnräder 7 und 9, wodurch der Leckveriiist längs dieser Flächen herabgesetzt und eine automatische Beseitigung des Spieles erreicht wird, das sich aufgrund der Abnutzung dieser Flächen ergibt.
• Wenn sich der Förderdrnck erhöht, überträgt der Kanal 14 diesen Druck auf die beiden Endflächen des Ventilschiebers. Infolge der verschiedenen Größen der Durchmesser der Endflächen des Ventilschiebers verschiebt sich dieser in Fig. 2 gesehen entgegen der von der Feder 16 ausgeübten Kraft derart nach links, daß die Einschnürung 22 des Ventilschiebers 13 die Kanäle 21b, 21c, 21c, 21d und 21e nacheinander freigibt.
• Der Kanal 21b, der näher bei der Förderseite liegt als der Kanal 21a,- nimmt die Flüssigkeit mit einem höheren Druck auf, was eine Vergrößerung des Schubes im Inneren des Raumes 10 und damit eine stärkere Andrückung der Lagerplatte 4 an die Seitenflächen der ßahnräder 7 und 9 zur Folge hat. Dieser Schub wird sich in dem Naße vermehren, in dem sich derVentilschieber 13 in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles 50 verschiebt.
• Ein elatisches Organ 28, beispielsweise eine Feder, wirkt auf die bewegliche Lagerplatte 4 der æ t ein, daß es die Lagerplatten 4 und 5 auch während des Stillstandes der Pumpe mit den Seitenflächen der Zahnräder 7 und 9 in beruhrung hält.
• Es ist klar, daß die beschriebene Ausfiihrungsform nur ein Beispiel ist und daß es möglich ware, diese Ausführungsform insbesondere durch Verwendung technisch äquivalenter Nittel abzuwandern. Insbesondere könnte man den Flüssigkeitsdruck nur auf eine einzige Fläche des Ventilschiebers 1-3 einwirken lassen und eine entgegenwirkende Feder von geeigneter Kraft benutzen.

Claims (13)

Batentansprüche:

1. Zahnradpumpe oder ähnliches hydraulisches Gerät, z,B. Motor, mit wenigstens zwei innerhalb eines Gehäuse drehbaren miteinander kämmenden Zahnrädern, einer EinlaBöffnung, einer Auslaßöffnung und einer axial bewegbaren Wand, die durch-einen Au4Leichsdruck in dichtendem Kontakt mit den zugeordneten Seitenfiächen der-Zahnräder gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem an der Auslaßöffnung (27) herrschenden Förderdruck unterworfene Ventilmittel (12, 13) zur Steuerung des auf die axial bewegliche Wand t4) einwirkenden Ausgleichsdruckes entsprechend dem Förderdruck vorgesehen sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsdruck von wenigstens einer Anzapfung (21) an einem solchen Ort innerhalb der Pumpe abgeleitet ist, an dem ein niedrigerer Druck herrscht als der Förderdruck.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpe pengehäuse (1) mehrere Anzapfungen (21a bis 21e) an Stellen zunehmenden Druckes vorgesehen sind.

4. Pumpe nach Anspuch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen (21a bis 21e) aufeinanderfolgend längs dem Weg angeordnet sind, den die Flüss'igkeit zwischen der Einlaßöffnung (26) und der Auslaßöffnung (27) innerhalb der Pumpe zurücklegt.

5. Pumpe nach einem oder beiden der Anspruche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen (21a bis 21e) an aufeinanderfolgenden Stellen gegenüber den Zähnen der ZahnrEder (7, 9) münden.

6. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zur Steuerung der Ventilmittel aufweist, um aufeinanderfolgende Anzapfungen (21a bls 21e) mit dem der beweglichen Wand (4) benachbarten Raum (10) zu verbinden und so in Abhängigkeit von der Zunahme oder Abnahme des Förderdruckes auf die bewegliche Wand (4) einzuwirken.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Steuerung der Ventilmittel den Förderdruck abtastende Mittel sind.

8. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel aus einem dem Börderdruck ausgesetzten Schieberventil bestehen und voneinander getrennte Einlässe aufweisen, die teils mit den Anzapfungen (21a bis 21e) verbunden sind sowie einen mit dem genannten Raum (10) verbundenen Auslaß.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil folgende Merkmale aufweist: eine im Gehause (1) der Pumpe angeordnete, am Ende geschlossene Bohrung ( 2), einen-:~ gleitbar in dieser Bohrung (12) aufgenommenen Ventilschieber-(13) mit verschieden großen wirksamen Endflächen (13a, 13b), einen sich über die gesamte Schieberlänge voll einem bis zum anderen Ende erstreckenden Flüssigkeitsdurchlaß (15), eine Einfaßöffnung (14) für Druckflüssigkeit, die mit den den Förderdruck abtastenden Mitteln verbunden ist und die in der Nähe des einen Endes der Bohrung (12) mündet und elastische Vorspannmittel (16), die auf den Ventilschieber (13) einwirken, um die sen in Richtung seiner größeren wirksamen Endfläche (13b) zu drücken.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit Gewinde versehenen Stift (18) aufweist, der mit dem Ventilschieber (13) zusammenwirkt und den Hub des Schiebers (13.) in der Bohrung (12) begrenzt.

11. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch federnde Mittel (28) zum Andrücken der beweglichen Wand (4) an die Endflächen der Zahnräder (7, 9).

12. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsdruck auf die bewegliche Wand (4) über eine Fläche ausgeübt wird, die so bemessen und angeordnet ist, daß die durch Flüssigkeitsdruck erzeugte Kraft gegen die Zahnräder (7s 9) unabhängig von der Belastung der Pumpe der Druckkrafi;verteilung entspricht, die von der geförderten Druckflüssigkeit auf die andere Seite der Platte (4) ausgelibt wird.

13. Pumpe nach anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fläche an einem Ansatz (4a) der beweglichen Wand (4) befindet, welcher Ansatz (4a) exzentrisch zu den Drehachsen (6, 8) der Zahnräder (7, 9) liegt.