DE19915319A1 - Doppel-Hydropumpe, insbesondere Doppel-Zahnradpumpe - Google Patents
Doppel-Hydropumpe, insbesondere Doppel-ZahnradpumpeInfo
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Abstract
Eine Doppel-Hydropumpe, insbesondere eine Doppel-Innenzahnradpumpe mit einem Pumpengehäuse (1) und einem ein gesondertes Bauteil darstellenden Ventilgehäuse (15). In dem Ventilgehäuse ist ein Stromregelventil (25), ein Rückschlagventil und ein Schaltventil (30) untergebracht. Das Schaltventil (30) ist in einem Druckkanalabschnitt (24) dem Stromregelventil (25) unmittelbar vorgeschaltet und weist einen topfförmigen Schaltventilkolben auf. Die das Ansprechen des Schaltventils bewirkende Drucksteigerung wird durch eine in dem Schaltventilkolben unmittelbar ausgebildete Drosselöffnung (40) verursacht. Durch diesen Aufbau des Ventilteils der Hydropumpe ist die Herstellung einfacher und daher kostengünstiger (Fig. 2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Doppel-Hydropumpe und
insbesondere eine Doppel-Zahnradpumpe, zum Beispiel
Innenzahnradpumpe, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Hydraulische Doppel-Zahnradpumpen der vorstehend genannten
Art sind bekannt (DE 196 22 518 A1). Sie sind dafür
vorgesehen, von der einen der beiden Pumpen über den ersten
Druckkanal einen hydraulischen Verbraucher, z. B. einen
Motor einer Maschine oder die Lenkhilfe eines Gabelstaplers
mit einer konstanten Menge des Hydraulikmediums zu
versorgen. Die zweite der beiden Pumpen fördert durch den
zweiten Druckkanal zu einem weiteren hydraulischen
Verbraucher. Tritt aufgrund einer Drehzahlerhöhung, d. h.
bei einer vorbestimmten Drehzahl, und einer entsprechenden
Zunahme der Fördermenge eine Druckdifferenz auf, so wird
bei dem Erreichen eines entsprechend vorbestimmten Druckes
in dem ersten Druckkanal aus diesem zusätzlich oder
ergänzend Hydraulikmedium über ein hierzu vorgesehenes
Rückschlagventil dem zweiten Druckkanal zugeführt wird.
Bei der bekannten Doppel-Hydropumpe sind die Ventile,
nämlich das den Strom in dem ersten Druckkanal steuernde
Stromregelventil, das die Verbindung zwischen dem ersten
und dem zweiten Druckkanal im Bedarfsfall öffnende
Rückschlagventil und ein Schaltventil, unmittelbar in den
Gehäuseteilen der Doppel-Hydropumpe untergebracht. Das
Schaltventil dient dazu, z. B. bei einem übermäßigen
Drehzahlanstieg in dem ersten Druckkanal eine Verbindung
über einen Verbindungskanal zu öffnen, um den Druck weiter
zu melden oder eine Regeleinrichtung, z. B. ein
Druckregelventil, zu beaufschlagen. Durch die Unterbringung
der Ventile in dem Pumpengehäuse ist eine gewichtssparende
und kompakte Bauweise der Doppel-Hydropumpe angestrebt. Die
Herstellung dieser Doppel-Hydropumpe ist jedoch
verhältnismäßig aufwendig und daher teuer und erfordert das
Eingehen von Kompromissen bezüglich der Funktion. So
erfordert das häufige Ansprechen der Ventile im
Ventilgehäuse dessen Herstellung aus einem verschleißfesten
und Präzision gewährleistenden Werkstoff, um die Leckmengen
möglichst gering zu halten, z. B. Sphäroguß. Nach der
Herstellung der Ausnehmungen für die Pumpen im Pumpenteil
des Gehäuses und der Bohrungen im Ventilteil wird das
Gehäuse einer Phosphatierung unterzogen, um die Reibung der
darin gleitenden Teile möglichst niedrig zu halten.
Anschließend muß die durch die Phosphatierung aufgebrachte
Schicht auf die Endmaße präsionsbearbeitet werden.
Die einteilige Ausbildung des Ventilgehäuses und des
Pumpengehäuses zwingt zu der beschriebenen Fertigungsweise
auch bei dem Pumpengehäuse, obwohl insbesondere bei den
mittleren Betriebsdrücken, die von den Doppelpumpen für die
geschilderten Zwecke abgefordert werden, diese nicht
notwendig ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Doppel-Hydropumpe der vorstehend genannten
Art vorzuschlagen, die eine erheblich günstigere und auf
die jeweils geforderte Funktion besser abgestimmte
Fertigung ermöglicht und daher preisgünstiger herstellbar
ist, ohne daß die Funktionsfähigkeit und die
Betriebssicherheit beeinträchtigt sind.
Erfindungsgemäß wird dies gemäß Patentanspruch 1 dadurch
erreicht, daß das Ventilgehäuse ein in Bezug auf das
Pumpengehäuse gesondertes, mit diesem verbindbares Bauteil
ist.
Dadurch, daß das Pumpengehäuse einerseits und das
Ventilgehäuse andererseits getrennte Bauteile bilden, wobei
das Pumpengehäuse wiederum einteilig oder aus mehreren
Einzelteilen zusammengesetzt sein kann, ist die
Voraussetzung dafür geschaffen, in Anpassung an die
jeweilige Funktion den optimalen Werkstoff einzusetzen. So
ist es bei der vorzugsweise als Doppel-Innenzahnradpumpe
ausgebildeten Hydro-Pumpe von Vorteil, das Pumpengehäuse
aus Aluminium herzustellen. Dieser Werkstoff ergibt die bei
den gewünschten Betriebsdrücken erforderliche Festigkeit
und den niedrigen Reibwert ohne Nachbehandlung. Das
Ventilgehäuse hingegen kann weiterhin aus einem
verschleißfesten und präzise bearbeitbaren Werkstoff
hergestellt werden, zu dem der genannte Sphäroguß, aber
auch Stahl, Bronze, Messing und auch Kunststoff zu rechnen
sind.
Die gesonderte Ausbildung des Ventilgehäuses schafft auch
die Ausgangslage für eine Reihe weiterer
Gestaltungsmöglichkeiten, die ihrerseits zu einer
beträchtlichen Verringerung des Fertigungs- und
Montageaufwands führen:
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Doppel- Innenzahnradpumpe mit dem einteiligen Gehäuse verläuft zur Verringerung des Platzbedarfs der Abschnitt des ersten Druckkanals, in welchem das Stromregelventil untergebracht ist, quer zur Drehachse der Pumpenwelle und ist mit dem Druckraum der ersten Pumpe über einen erweiterten Ringraum des Druckkanals verbunden. Hierzu muß aus Herstellungsgründen aber in dem Gehäuse eine den Druckkanal formende seitliche Bohrung eingebracht sein, deren Öffnung nach außen durch eine Verschlußschraube verschlossen werden muß. Weiterhin ist das Schaltventil in einer gesonderten Bohrung untergebracht, die parallel zu dem das Stromregelventil aufnehmenden Abschnitt des ersten Druckkanals verläuft und mit diesem über eine Querbohrung ausgehend von der genannten Druckkanalerweiterung verbunden ist. Auch diese Bohrung für das Schaltventil bedarf zum Verschließen der beidseitig an dem Gehäuse vorhandenen Öffnungen einer jeweiligen Verschlußschraube, wobei sich auf einer davon die Feder des Schaltventilkörpers abstützt.
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Doppel- Innenzahnradpumpe mit dem einteiligen Gehäuse verläuft zur Verringerung des Platzbedarfs der Abschnitt des ersten Druckkanals, in welchem das Stromregelventil untergebracht ist, quer zur Drehachse der Pumpenwelle und ist mit dem Druckraum der ersten Pumpe über einen erweiterten Ringraum des Druckkanals verbunden. Hierzu muß aus Herstellungsgründen aber in dem Gehäuse eine den Druckkanal formende seitliche Bohrung eingebracht sein, deren Öffnung nach außen durch eine Verschlußschraube verschlossen werden muß. Weiterhin ist das Schaltventil in einer gesonderten Bohrung untergebracht, die parallel zu dem das Stromregelventil aufnehmenden Abschnitt des ersten Druckkanals verläuft und mit diesem über eine Querbohrung ausgehend von der genannten Druckkanalerweiterung verbunden ist. Auch diese Bohrung für das Schaltventil bedarf zum Verschließen der beidseitig an dem Gehäuse vorhandenen Öffnungen einer jeweiligen Verschlußschraube, wobei sich auf einer davon die Feder des Schaltventilkörpers abstützt.
Infolge der erfindungsgemäß gesonderten Ausbildung des
Ventilgehäuses ist die Begrenzungsfläche des
Ventilgehäuses, die im zusammengebauten Zustand der
Doppelpumpe an dem Pumpengehäuse anliegt, zugänglich.
Dadurch kann der in dem Ventilgehäuse befindliche Teil des
ersten Druckkanals zweckmäßigerweise weitgehend senkrecht
zu der genannten Begrenzungsfläche ausgeführt werden und
kann in einen ersten Druckkanalabschnitt und einen zweiten
Druckkanalabschnitt unterteilt sein. Wenn nach einer ersten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppel-Hydropumpe ein
Schaltventil beibehalten bleiben soll, kann der erste
Druckkanalabschnitt als eine von der Begrenzungsfläche
ausgehende Sackbohrung ausgeführt werden, die eines
Verschlusses durch eine Verschlußschraube nicht bedarf. In
diesem Fall entfallen somit die Verschlußschrauben und
deren Montage. An dem ersten Druckkanalabschnitt schließt
sich ein zweiter Druckkanalabschnitt an, der quer zu dem
ersten Druckkanalabschnitt und quer oder parallel zu der
Antriebswelle verläuft. In dem zweiten Druckkanalabschnitt
ist bei dieser Ausführungsform das Stromregelventil
aufgenommen.
Eine noch weitergehende Einsparung läßt sich bei dieser
Ausführungsform dadurch erzielen, daß nach einer
Weiterbildung das Schaltventil dem Stromregelventil in dem
ersten Druckkanalabschnitt vorgeschaltet ist. Da es
hierdurch stromaufwärts von dem Stromregelventil in dem
ohnehin vorhandenen ersten Druckkanalabschnitt angeordnet
ist, entfällt die gesondert herzustellende Bohrung zu
seiner Aufnahme einschließlich der beiden Verschlußelemente
zu deren endseitigem Abschluß.
Bei der eingangs geschilderten bekannten Doppel-
Innenzahnradpumpe ist die Drosselöffnung in dem ersten
Druckkanal, die den für das Ansprechen des Schaltventils
erforderlichen Druck aufbaut, in einem gesonderten Teil
hierfür enthalten, nämlich in der entsprechend
ausgestalteten Verschlußschraube zum Verschließen der den
ersten Druckkanal bildenden Bohrung. Nach einer
Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wiederum eine
Einsparung dadurch möglich, daß der gegen Federbelastung
verstellbare Schaltventilkolben die Drosselöffnung selbst
bildet und/oder definiert. Hierzu ist vorteilhaft der
Schaltventilkolben als Topfkolben ausgebildet, wobei die
Drosselöffnung die Kolbenwand stromaufwärts von dem
Kolbenboden durchsetzt und so angeordnet ist, daß die
Verbindung des ersten Druckkanalabschnitts mit dem zweiten
Druckkanalabschnitt, d. h. zum Stromregelventil hin,
besteht.
Der Schaltventilkolben ist zweckmäßigerweise an einem Ende
von einer Druckfeder beaufschlagt, die sich auf dem Boden
der Sackbohrung abstützt, und wird hierdurch andererseits
an die Begrenzungsfläche des Pumpengehäuses angedrückt, an
der das Ventilgehäuse im zusammengebauten Zustand anliegt.
Hierdurch ist der Verstellbereich des Schaltventilkolbens
definiert.
Vorteilhafter ist es jedoch, den Verstellbereich des
Schaltventilkolbens dadurch festzulegen, daß die der
Druckfeder gegenüberliegende Stirnseite des
Schaltventilkolbens gegen einen Federring gedrückt wird,
der in eine Ringnut der Sackbohrung eingesprengt ist. Denn
dadurch läßt sich das Ventilgehäuse mit den eingebauten
Ventilen als fertiges Bauteil handhaben und vertreiben,
ohne daß der Schaltventilkolben und die zugehörige
Druckfeder aus der Sackbohrung herausfallen können.
Bei der eingangs geschilderten bekannten Doppel-
Innenzahnradpumpe ist der die Druckfeder des
Schaltventilkolbens aufnehmende Raum über eine gesonderte
Verbindung mit dem ersten Druckkanal verbunden. Auch diese
läßt sich kostensparend bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung und Anordnung des Schaltventils dadurch
erzielen, daß in der Umfangsfläche des Schaltventilkolbens
und/oder in der örtlich zugeordneten Wand der Sackbohrung
eine Axialnut vorgesehen ist.
Wenn gemäß einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Doppel-Hydropumpe auf ein Schaltventil
verzichtet wird, kann das Stromregelventil unmittelbar in
dem ersten Druckkanalabschnitt angeordnet werden. Folglich
braucht nur der erste Druckkanalabschnitt zur Aufnahme und
Führung des Stromregelventils entsprechend ausgeführt und
bearbeitet zu werden, während der daran anschließende
zweite Druckkanalabschnitt eine in einer weiteren
Begrenzungsfläche des Ventilgehäuses mündende Bohrung sein
kann, die keiner präzisen Bearbeitung bedarf. Auch in
diesem Fall kann der erste Druckkanalabschnitt als
Sackbohrung ausgeführt sein, wobei die Feder des
Stromregelventils sich auf dem Boden der Sackbohrung
abstützen kann.
Bei beiden vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Doppel-Hydropumpe kann eine weitere
Einsparung dadurch erzielt werden, daß das Stromregelventil
die Funktion des Rückschlagventils übernimmt, das in der
Verbindungsbohrung zwischen dem ersten und dem zweiten
Druckkanal angeordnet ist. In diesem Fall bedarf auch diese
Verbindungsbohrung keiner besonderen Bearbeitung,
insbesondere nicht der Einarbeitung eines Ventilsitzes für
das Rückschlagventil.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen
sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen
zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt längs der Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3;
Fig. 3 eine Untenansicht in Richtung des Pfeiles X in
Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 3, in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 6a eine Einzeldarstellung des Schaltventilkolbens in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 6b eine Einzeldarstellung eines modifizierten
Schaltventilkolbens in vergrößertem Maßstab;
Fig. 7 einen zu Fig. 1 analogen Schnitt durch eine
modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppel-
Hydropumpe;
Fig. 8 einen zu Fig. 2 analogen Schnitt längs der Linie
VIII-VIII in Fig. 9 durch eine weitere modifizierte
Ausführungsform ohne Schaltventil;
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8, und
Fig. 10 einen zu Fig. 1 analogen Axialschnitt durch eine
Ausführungsform ohne Rückschlagventil.
Die als Doppel-Innenzahnradpumpe ausgebildete Pumpe gemäß
Fig. 1 besitzt ein Gehäuse aus Aluminium mit mehreren
Gehäuseteilen. Die Gehäuseteile umfassen einen Gehäuseteil
1 zur Aufnahme einer ersten Innenzahnradpumpe 2, einen
Gehäuseteil 3, der eine zweite Innenzahnradpumpe 4 aufnimmt
und den Gehäuseteil 1 stirnseitig abschließt, und einen
Deckelteil 5, der den Gehäuseteil 1 stirnseitig
verschließt. Der Gehäuseteil 1 weist einen für beide
Innenzahnradpumpen 2, 4 gemeinsamen Ansaugkanal 6 und einen
zweiten Druckkanal 7 auf, in den die zweite
Innenzahnradpumpe 4 fördert. Ein erster Druckkanal 8, der
von dem Druckraum der ersten Innenzahnradpumpe 2 ausgeht,
ist ebenfalls in dem Gehäuseteil 1 ausgebildet (Fig. 2).
Beide Druckkanäle 7 und 8 münden an einer Begrenzungsfläche
10 des Gehäuseteils 1.
Die Innenzahnradpumpen 2, 4 sind durch eine Antriebswelle
11 angetrieben, auf der das Ritzel der zweiten
Innenzahnradpumpe 4 einstückig ausgebildet ist, während an
einem abgesetzten Teil der Antriebswelle 11 das Ritzel der
ersten Innenzahnradpumpe 2 über eine Keilverzahnung 12
befestigt ist. Die erste Innenzahnradpumpe 2 arbeitet mit
einem geringeren Durchsatz an Hydraulikmedium als die
zweite Innenzahnradpumpe 4; beide Innenzahnradpumpen können
jedoch auch gleich ausgelegt sein. Art und Ausbildung der
Innenzahnradpumpen 2, 4 und deren Funktionsweise sind
hinlänglich bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren
Erläuterung.
Mit dem Gehäuseteil 1 ist ein im wesentlichen
quaderförmiges Ventilgehäuse 15 aus Sphäroguß verbunden,
das durch drei nicht näher dargestellte Schrauben 16 (Fig.
3) mit seiner oberen Begrenzungsfläche 17 an die
Begrenzungsfläche 10 des Gehäuseteils 1 abgedichtet
angepreßt ist. Der Druckkanal 7 in dem Gehäuseteil 1 setzt
sich in dem Ventilgehäuse 15 in einem zweiten Druckkanal 18
fort und mündet an der unteren Begrenzungsfläche 19 des
Ventilgehäuses. Den zweiten Druckkanal 18 durchsetzt ein
federbelastetes Rückschlagventil 20, das in den zweiten
Druckkanal 18 öffnen und eine Verbindung zu einem ersten
Druckkanal 22 in dem Ventilgehäuse 15 herstellen kann, wie
nachfolgend näher beschrieben ist. Das Rückschlagventil 20
ist in einem Haltekörper 21 aufgenommen, der in eine
Bohrung des Ventilgehäuses 15 eingeschraubt ist.
Gemäß Fig. 2 mündet der erste Druckkanal 8 in dem
Gehäuseteil 1 senkrecht in der unteren Begrenzungsfläche 10
dieses Gehäuseteils und setzt sich in dem Ventilgehäuse 15
in einer Sackbohrung 24 fort, die ihrerseits senkrecht von
der oberen Begrenzungsfläche 17 des Ventilgehäuses 15 aus
eingebracht ist. Die Sackbohrung 24 bildet einen ersten
Druckkanalabschnitt des im Ventilgehäuse 15 vorgesehenen
ersten Druckkanals 22, dessen ein Stromregelventil 25
aufnehmender zweiter Druckkanalabschnitt quer zu der
Sackbohrung 24 verlaufend an diese anschließt. An den das
Stromregelventil 25 aufnehmenden zweiten
Druckkanalabschnitt schließt sich ein senkrecht in der
unteren Begrenzungsfläche 19 des Ventilgehäuses 15
mündender dritter Druckkanalabschnitt 23 des ersten
Druckkanals 22 an.
Das Stromregelventil 25 in der dargestellten Form und seine
Wirkungsweise sind bekannt (vgl. DE 196 22 518 A1,
DE 196 22 517 A1) und bedürfen daher nur einer kurzen Erläuterung:
Das Stromregelventil 25 weist einen gegen eine Feder
verschiebbaren hohlen Regelkolben 28 auf, in den über eine
Blende 29 das Hydraulikmedium eintritt und ihn über radiale
Öffnungen 26 in den dritten Druckkanalabschnitt 23 wieder
verläßt. Der Regelkolben 28 ist gegen die Federkraft von
dem Hydraulikdruck vor der Blende 29 beaufschlagt. Durch
die entsprechende Verstellung des Regelkolbens 28 gegen die
Federbelastung werden die radialen Öffnungen 26 mehr oder
weniger verschlossen und dadurch wird der Mengenstrom an
Hydraulikmedium geregelt. Steigt der Druck des
Hydraulikmediums stromaufwärts von der Blende 29 auf einen
vorbestimmten Wert, z. B. bei Erreichen der eingangs
genannten vorbestimmten Drehzahl der Pumpe, so wird der
Regelkolben 28 gegen die Federkraft so weit in Fig. 2 nach
links verschoben, daß eine örtliche Erweiterung des ersten
Druckkanals 22 freigegeben wird. In diese örtliche
Erweiterung mündet die von dem Rückschlagventil 20 (Fig. 1)
gesteuerte Verbindungsöffnung zu dem zweiten Druckkanal 18.
Durch den herrschenden Druck wird das Rückschlagventil 20
aufgesteuert, so daß zwischen dem ersten Druckkanal 8, 22,
23, 24 und dem zweiten Druckkanal 18 eine Verbindung
hergestellt ist und Hydraulikmedium überströmen kann.
In der senkrecht zur oberen Begrenzungsfläche 17
verlaufenden Sackbohrung 24 ist das im ganzen mit 30
bezeichnete Schaltventil angeordnet. Das Schaltventil 30
umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen
topfförmigen Ventilkolben 31 (Fig. 6a), der abgedichtet in
der Sackbohrung 24 gleitend geführt ist, und eine
Schraubendruckfeder 32, die sich auf dem Boden 33 der
Sackbohrung 24 abstützt (Fig. 5). Der Ventilkolben 31
bildet mit einem nach unten vorspringenden Rand 34 einen
Federteller zur Führung der Druckfeder 32, durch die er
gegen einen in einer nicht bezeichneten Nut der Sackbohrung
24 gehaltenen Federring 35 gedrückt wird. Auf einem unter
der Begrenzungsfläche 17 gebildeten Absatz der Sackbohrung
24 liegt ein Dichtring 36 auf.
Der Ventilkolben 31 weist über seinem Boden 38 zwei die
Kolbenwand durchsetzende, auf dem Kolbenumfang um etwa 75°
zueinander versetzte Drosselöffnungen 40 auf, die in einen
erweiterten Ringraum 41 der Sackbohrung 24 münden. An den
Ringraum 41 schließt der zweite Druckkanalabschnitt des
ersten Druckkanals 22 an, in welchem das Stromregelventil
25 angeordnet ist. Somit bildet das Innere des topfförmigen
Kolbens 31 mit den Drosselöffnungen 40 einen Teil des
ersten Kanalabschnitts.
In dem Ventilgehäuse 15 ist parallel zur Sackbohrung 24 ein
Verbindungskanal 42 ausgebildet, der in der unteren
Begrenzungsfläche 19 mündet und an seinem oberen Ende über
eine Querbohrung 43 mit der Sackbohrung 24 verbunden ist.
Der Verstellbereich des Ventilkolbens 31 ist definiert
durch den Federring 35 und eine in der Sackbohrung 24
ausgebildete Schulter 44 und so festgelegt, daß in jeder
möglichen Stellung des Ventilkolbens 31 die
Strömungsverbindung mit dem Stromregelventil 25 über die
Drosselöffnungen 40 gewahrt bleibt. Die Mündungsöffnung der
Querbohrung 43 zu dem Verbindungskanal 42 ist jedoch in der
in Fig. 5 gezeigten Schaltstellung des Ventilkolbens 31
durch diesen verschlossen.
Der Ventilkolben 31 weist an seinem Außenumfang eine rundum
verlaufende Eindrehung 37 auf, die ihm ein spulenförmiges
Aussehen verleiht (Fig. 6a). Die Eindrehung 37
korrespondiert in der in den Fig. 2 und 5 gezeigten oberen
Endstellung des Ventilkolbens 31 mit dem Ringraum 41. Von
der Eindrehung 37 ausgehend erstreckt sich in Achsrichtung
des Ventilkolbens 31 auf seiner äußeren Umfangsfläche über
den Rand 34 hinweg eine enge Axialnut 39, die an dem
angefasten unteren Stirnrand des Ventilkolbens mündet. Die
Axialnut 39 stellt eine gedrosselte Strömungsverbindung
zwischen dem Druckkanal 22 und dem die Druckfeder 32
aufnehmenden Raum der Sackbohrung 24 her. Bei stationärem
Betrieb herrscht somit in diesem Raum der gleiche Druck wie
über dem Kolbenboden 38, so daß der Ventilkolben 31 durch
die Druckfeder 32 in Anlage an dem Federring 35 gehalten
und der Verbindungskanal 42 damit geschlossen bleibt.
Wächst der Strömungsdruck in dem stromauf von den
Drosselöffnungen 40 liegenden Druckkanalabschnitt über
einen vorbestimmten Wert an, z. B. aufgrund eines
übermäßigen Anstiegs der Antriebsdrehzahl an der
Antriebswelle 11, so wird dadurch der Ventilkolben 31 gegen
die Kraft der Feder 32 nach unten gedrückt, so daß die
Mündung der Querbohrung 43 und damit der Verbindungskanal
42 freigegeben wird. Dadurch baut sich in dem
Verbindungskanal 42 der gleiche Druck auf, der
beispielsweise an eine Regeleinrichtung gemeldet werden
kann, um durch geeignete Maßnahmen die übermäßige
Antriebsdrehzahl an der Antriebswelle 11 zu reduzieren.
Diese nicht gezeigte Regeleinrichtung kann beispielsweise
ein Druckregelventil sein, das für eine Druckerhöhung in
dem zweiten Druckkanal 18 sorgt und damit den
Leistungsbedarf der zweiten Innenzahnradpumpe 4 erhöht.
Eine modifizierte Ausführungsform des Ventilkolbens 31
zeigt Fig. 6b. Dieser Ventilkolben 31' weist anstelle der
engen Axialnut 39 an dem Ventilkolben 31 im Bereich der
Eindrehung 37' eine die Kolbenwand durchsetzende
Drosselbohrung 39' auf, die eine gedrosselte
Strömungsverbindung zwischen dem Druckkanal 22 und dem die
Druckfeder 32 aufnehmenden Raum der Sackbohrung 24
herstellt. Auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkolbens
31 kann daher auf die gesondert einzubringende Axialnut 39
verzichtet werden. Somit kann der Ventilkolben 31 mit
geringerem Aufwand, z. B. durch spitzenloses Rundschleifen,
hergestellt werden, wobei auch in einem Arbeitsgang an der
äußeren Umfangsfläche vorgesehene Ringnuten 34'
eingearbeitet werden.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von
derjenigen gemäß Fig. 1 nur durch die Art der Lagerung der
Antriebswelle 11'. Während bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 die Antriebswelle 11 mittels Gleitlagern dreifach
gelagert ist, d. h. der Deckelteil 5 ebenfalls ein
Gleitlager enthält, ist die Antriebswelle 11' nur zweifach
gelagert. Das Ritzel der ersten Innenzahnradpumpe 2' ist
auf dem so gebildeten Wellenstummel über eine
Keilverzahnung aufgekeilt und fliegend angeordnet. Der
Deckelteil 5' dient nur dem abgedichteten Verschluß des
Gehäuseteils 1', so daß die durch eine Wellenlagerung
geforderte Präzision seiner Anordnung entfällt.
Im Rahmen der Erfindung kann von der Gestaltung der
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele abgewichen
werden. So ist es möglich, anstelle des topfförmigen
Ventilkolbens 31 des Schaltventils 30 einen Massivkolben
einzusetzen und die Drosselöffnungen 40 in der Kolbenwand
zu ersetzen durch eine an der äußeren Umfangsfläche des
Ventilkolbens vorgesehene Axialnut. Weiterhin können die
Ritzel der ersten und zweiten Innenzahnradpumpe beide
einstückig mit der Antriebswelle gefertigt sein oder beide
drehfest formschlüssig verbunden sein. Die formschlüssige
Verbindung kann durch eine Keilverzahnung, durch Paßfedern
oder durch einen polygonalen Wellenquerschnitt erfolgen.
Die beschriebene Gestaltung des Schaltventils 30 ist auch
dann von Vorteil, wenn das Ventilgehäuse und das
Pumpengehäuse nicht jeweils gesonderte Bauteile darstellen,
sondern einstückig miteinander sind. In diesem Fall muß
zwar von der unteren Begrenzungsfläche des Gehäuses her
eine an die Stelle der Sackbohrung 24 tretende und durch
ein Verschlußelement nachträglich zu verschließende Bohrung
hergestellt werden. In dieser Bohrung muß auch eine
Schulter zur Abstützung des von der Feder beaufschlagten
Schaltventilkolbens vorgesehen sein. Jedoch kann der
Schaltventilkolben, der die für seine Funktion
erforderliche Drosselöffnung selbst aufweist, wie
beschrieben dem Stromregelventil unmittelbar vorgeschaltet
sein, so daß eine gesonderte Anordnung entfällt.
Bei der Ausführungsform gem. den Fig. 8 und 9 ist auf ein
Schaltventil entsprechend dem Schaltventil 30 bei den
vorangehenden Ausführungsformen verzichtet. Die von dem
Schaltventil ausgeübte Regelfunktion wird hier
beispielsweise von einer elektrischen oder elektronischen
Schaltung übernommen, die Drucksignale in dem
entsprechenden Druckkanal durch einen nicht dargestellten
Drucksensor erhält.
Bei dieser Ausführungsform ist das aus Aluminium aufgebaute
Pumpengehäuse 101 einteilig für beide Innenzahnradpumpen
102 und 104 und stirnseitig jeweils durch Deckelteile 103 und 105
abgeschlossen, in welchen die Antriebswelle 111
gelagert ist. Mit dem Pumpengehäuse 101 ist ein im
wesentlichen quaderförmiges Ventilgehäuse 115 durch nicht
gezeigte Schrauben verbunden, das mit seiner oberen
Begrenzungsfläche 117 an die Begrenzungsfläche 110 des
Pumpengehäuses 101 abgedichtet angepreßt ist. Im
Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist
hier das Ventilgehäuse 115 mit seiner Längserstreckung
parallel zu der Antriebswelle 111 ausgerichtet. Hierdurch
kann der zweite Druckkanal 107 in dem Pumpengehäuse 101 als
gerade Bohrung ausgeführt werden und mit seiner
Fortsetzung, dem zweiten Druckkanal 118 im Ventilgehäuse
115 axial fluchten. Der zu der ersten Innenzahnradpumpe 102
gehörende erste Druckkanal 108 in dem Pumpengehäuse 101
setzt sich in dem Ventilgehäuse 115 in einem ersten
Druckkanalabschnitt 124 axial fluchtend fort, von dem
rechtwinklig und parallel zu der Antriebswelle 111 ein
zweiter Druckkanalabschnitt 122 abzweigt. Der zweite
Druckkanalabschnitt mündet in einer seitlichen
Begrenzungsfläche des Ventilgehäuses 115. Der erste
Druckkanalabschnitt 124 ist mit dem zweiten Druckkanal 118
des Ventilgehäuses 115 über eine Verbindungsbohrung 120
verbunden.
In dem ersten Druckkanalabschnitt 124 ist ein
Stromregelventil 125 angeordnet, das in seiner
Wirkungsweise mit dem vorstehend beschriebenen
Stromregelventil 25 übereinstimmt. Zusätzlich übernimmt das
Stromregelventil 125 jedoch auch die Abdichtfunktion
bezüglich der Verbindungsbohrung 120, die bei den
vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen vor allem
das Rückschlagventil 20 hat.
Sowohl das Pumpengehäuse 101 als auch das Ventilgehäuse 115
können bei diesem Ausführungsbeispiel einfacher hergestellt
werden, da die darin vorgesehenen Druckkanäle und Bohrungen
geradlinig verlaufen. Durch den Wegfall eines Schaltventils
kann das Stromregelventil 125 unmittelbar in der
geradlinigen Fortsetzung, d. h. in dem ersten
Druckkanalabschnitt 124, angeordnet werden. Um das
Ventilgehäuse 115 in Richtung des ersten
Druckkanalabschnitts 124 niedriger zu halten, ist der erste
Druckkanalabschnitt 124 hier als durchgehende Bohrung
ausgelegt, die durch eine zugleich als Federabstützung
dienende Verschlußschraube 123 dicht verschlossen ist. Die
Verbindungsbohrung 120 kann unmittelbar in dem
Gießverfahren, in welchem das Ventilgehäuse 115 hergestellt
wird, geformt werden und bedarf daher keiner
Verschlußschraube.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von
derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 5 nur dadurch, daß auch
hier das Rückschlagventil 20 der Verbindungsbohrung
zwischen dem zweiten Druckkanalabschnitt 22' und dem eine
Fortsetzung des zweiten Druckkanals 7' bildenden zweiten
Ventilgehäuse-Druckkanal 18' wegfällt. Die Abdichtung bzw.
Freigabe dieser Verbindungsbohrung übernimmt das
Stromregelventil 25' allein.
Claims (28)
1. Doppel-Hydropumpe, insbesondere Doppel-Zahnradpumpe,
mit einem Pumpengehäuse (1, 3, 5), in welchem auf einer
gemeinsamen Antriebswelle (11) zwei Pumpenrotoren
(2, 4) umlaufen und Hydraulikmedium jeweils in
voneinander getrennte Druckkanäle (8, 22, 23, 24; 7, 18)
fördern, und mit einem Ventilgehäuse (15) zur
Aufnahme eines Stromregelventils (25), wobei das
Stromregelventil (25) in dem Druckkanal (22) der
ersten Pumpe (2) angeordnet ist und bei
Drucksteigerung auf einen vorbestimmten Wert eine
Verbindung mit dem Druckkanal (18) der zweiten Pumpe
(4) freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse (15) ein in Bezug auf das
Pumpengehäuse gesondertes, mit diesem verbindbares
Bauteil ist.
2. Hydropumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pumpengehäuse und das Ventilgehäuse aus
unterschiedlichem Werkstoff bestehen.
3. Hydropumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Doppel-Innenzahnradpumpe das
Pumpengehäuse aus Aluminium und das Ventilgehäuse aus
Sphäroguß besteht.
4. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in dem Ventilgehäuse (15) verlaufende Teil
des Druckkanals der ersten Pumpe (2) einen an den
Druckkanalteil (8) der ersten Pumpe im Pumpengehäuse
(1) anschließenden ersten Abschnitt (24) und
mindestens einen zweiten Abschnitt (22) aufweist,
welcher quer zu dem ersten Druckkanalabschnitt (24)
verläuft, wobei das Stromregelventil (25) in dem
zweiten Druckkanalabschnitt (22) untergebracht ist.
5. Hydropumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckkanalabschnitt (24) als
Sackbohrung ausgeführt ist.
6. Hydropumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sackbohrung weitgehend senkrecht zu der im
zusammengebauten Zustand an dem Pumpengehäuse (1)
anliegenden Begrenzungsfläche (17) des Ventilgehäuses
verläuft.
7. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der
ein Schaltventil (30) vorgesehen und durch den Druck
vor mindestens einer Drosselöffnung (40) in dem
Druckkanal (8, 24) der ersten Pumpe (2) beaufschlagt
ist und bei einem Druckanstieg in dem Druckkanal auf
einen zweiten vorbestimmten Wert über einen
Verbindungskanal (42, 43) eine Verbindung zu einer
Regeleinrichtung oder dergleichen freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltventil (30) dem Stromregelventil (25)
in dem ersten Druckkanalabschnitt (24) vorgeschaltet
ist.
8. Hydropumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper des Schaltventils (30) als in
Förderrichtung in dem ersten Druckkanalabschnitt (24)
gegen Federbelastung (32) verstellbarer Ventilkolben
(31) ausgebildet ist und daß die Drosselöffnung (40)
durch den Ventilkolben gebildet oder definiert ist.
9. Hydropumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltventilkolben (31) ein Topfkolben ist
und die Drosselöffnung (40) die Kolbenwand
durchsetzt.
10. Hydropumpe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckkanalabschnitt (24) im Bereich der
Drosselöffnung (40) zu einem Ringraum (41) erweitert
ist, an den der zweite Druckkanalabschnitt (22)
anschließt.
11. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltventilkolben (31) durch eine Druckfeder
(32) belastet ist, die sich auf dem Boden (33) der
Sackbohrung (24) abstützt.
12. Hydropumpe nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Raum zwischen dem Boden der Sackbohrung und
dem Schaltventilkolben durch eine zweite
Drosselöffnung (39, 39') mit dem ersten
Druckkanalabschnitt verbunden ist.
13. Hydropumpe nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Drosselöffnung (39) durch eine
Axialnut in der Umfangsfläche des Schaltventilkolbens
und/oder der Sackbohrung gebildet ist.
14. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellbereich des Schaltventilkolbens (31)
durch einen Anschlag (44) in der Sackbohrung (24) und
durch die im zusammengebauten Zustand an dem
Ventilgehäuse (15) anliegende Begrenzungsfläche (10)
des Pumpengehäuses (1) definiert ist.
15. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellbereich des Schaltventilkolbens (31)
durch einen Anschlag (44) in der Sackbohrung (24) und
durch einen in einer Ringnut der Sackbohrungswand
aufgenommenen Federring (35) definiert ist.
16. Hydropumpe nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (44) durch einen Absatz der
Sackbohrung gebildet ist.
17. Hydropumpe nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag durch eine in der Sackbohrung
aufgenommene Büchse gebildet ist.
18. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungskanal (42, 43) einen quer von dem
ersten Druckkanalabschnitt (24) abzweigenden
Abschnitt (43) und einen parallel zu dem ersten
Druckkanalabschnitt verlaufenden Abschnitt (42)
aufweist.
19. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Zahnradpumpe das Ritzel der ersten
Zahnradpumpe (2) und/oder das Ritzel der zweiten
Zahnradpumpe (4) über eine Formschlußverbindung, z. B.
eine Keilverzahnung oder eine Paßfeder, drehfest mit
der Antriebswelle (11) verbunden sind.
20. Hydropumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in dem Ventilgehäuse (115) verlaufende Teil
des Druckkanals der ersten Pumpe (102) einen an den
Druckkanalteil (8) der ersten Pumpe im Pumpengehäuse
(101) anschließenden ersten Abschnitt (124) und
mindestens einen zweiten Abschnitt (122) aufweist,
welcher quer zu dem ersten Druckkanalabschnitt (124)
verläuft, wobei das Stromregelventil (125) in dem
ersten Druckkanalabschnitt (124) angeordnet ist.
21. Hydropumpe nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckkanalabschnitt (124) eine
geradlinige axiale Fortsetzung des ersten Druckkanals
(108) des Pumpengehäuses (101) ist.
22. Hydropumpe nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Ventilgehäuse-Druckkanal (118) für die
zweite Pumpe (104) axial fluchtend den zweiten
Druckkanal (107) des Pumpengehäuses (101) als gerade
Bohrung fortsetzt.
23. Hydropumpe nach Anspruch 21 und 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckkanalabschnitt (124) mit dem
zweiten Ventilgehäuse-Druckkanal (118) durch eine
Verbindungsbohrung (120) verbunden ist, die parallel
zu der Antriebswelle (111) der Hydropumpe verläuft.
24. Doppel-Hydropumpe, insbesondere Doppel-Zahnradpumpe,
mit einem Pumpengehäuse (1, 3, 5), in welchem auf einer
gemeinsamen Antriebswelle (11) zwei Pumpenrotoren
(2, 4) umlaufen und Hydraulikmedium jeweils in
voneinander getrennte Druckkanäle (8, 22, 23, 34; 7, 18)
fördern, und mit einem Ventilgehäuse (15) zur
Aufnahme eines Stromregelventils (25) und eines
Schaltventils (30), wobei das Stromregelventil (25)
in dem Druckkanal (22) der ersten Pumpe (2)
angeordnet ist und bei Drucksteigerung auf einen
vorbestimmten Wert eine Verbindung mit dem Druckkanal
(18) der zweiten Pumpe (4) über das Rückschlagventil
(20) freigibt, und wobei das Schaltventil durch den
Druck vor mindestens einer Drosselöffnung (40) in dem
Druckkanal (8, 24) der ersten Pumpe (2) beaufschlagt
ist und bei einem Druckanstieg vor der Drosselöffnung
auf einen zweiten vorbestimmten Wert über einen
Verbindungskanal (42, 43) eine Verbindung zu einer
Regeleinrichtung oder dergleichen freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltventil (30) in dem Druckkanal
(8, 22, 23, 24) der ersten Pumpe (2) angeordnet und dem
Stromregelventil (25) vorgeschaltet ist.
25. Hydropumpe nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper des Schaltventils (30) als in
Förderrichtung in einem ersten Druckkanalabschnitt
(24) gegen Federbelastung verstellbarer Ventilkolben
(31) ausgebildet ist und daß die Drosselöffnung (40)
durch den Ventilkolben gebildet oder definiert ist.
26. Hydropumpe nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltventilkolben (31) ein Topfkolben ist
und die Drosselöffnung (40) die Kolbenwand
durchsetzt.
27. Hydropumpe nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckkanal (8, 24) im Bereich der
Drosselöffnung (40) zu einem Ringraum (41) erweitert
ist, an den der weiterführende Druckkanalabschnitt
(22, 23) anschließt.
28. Hydropumpe nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltventilkolben (31) durch eine Druckfeder
(32) belastet ist, die sich auf dem Boden (33) einer
über den Ringraum (41) hinaus in Achsrichtung des
Schaltventilkolbens weitergeführten verschlossenen
Bohrung (24) abstützt.
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