DE2008952A1

DE2008952A1 - Adjustable gear pump

Info

Publication number: DE2008952A1
Application number: DE19702008952
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Tuppeck, Horst F.W., 4133 Neukirchen-Vluyn
Priority date: 1970-02-26
Filing date: 1970-02-26
Publication date: 1971-09-09

Description

Patentbezeichnung : Regelbare Zahnradpumpe Patentbeschreibung 1.) stand der Technik Bekanntes über die im folgenden Text angeführten Verdrängerpumpen findet sich iii " 11tütte 2a ", 28. Auflage, S. 621- S.623 Eekannt sind L'ahnradpumpen, bei denen zwei Zahnräder stets in vollem Eingriff stehen. Die ( im folgenden Text stets auf die Zeiteinheit bezogene ) Fördermenge dieser Pumpen ist konstant bei konstanter Drehzahl.Patent name: Adjustable gear pump Patent description 1.) state of the art known about the positive displacement pumps listed in the following text there is iii "11tütte 2a", 28th edition, pp. 621- p.623. in which two gears are always in full mesh. The (in the following text always related to the time unit) delivery rate of these pumps is constant at constant speed.

Die Fördermenge kann also nur über die Drehzahl verändert werden Dazu ist jedoch ein großer Aufwand erforderlich.The delivery rate can therefore only be changed via the speed however, a great deal of effort is required.

Bei vorgeschalteten Zahnradgetriebe ist nur eine stufenweise Drehzahländerung möglich0 Bei vorgeschaltetem PIV-Getriebe ist die Drehzahl nicht auf mull herunterzuregeln.With an upstream gear transmission there is only a gradual speed change possible 0 If a PIV gearbox is connected upstream, the speed must not be reduced to zero.

Die Vorschaltung eines stufenlosen hydraulischen Getriebes wäre sehr kostspielig.The upstream connection of a continuously variable hydraulic transmission would be great expensive.

Soll eine mit konstanter Drehzahl arbeitende herkömmliche Zahnradpumpe gegen eine veränderliche Drossel im druckseitigen Förderstrom einen konstanten Förderdruck erzeugen2 so kaim dieser nur durch ein nachgeschaltetes überströmventil aufrechterhalten werden. Die zuviel geförder te enge strömt dann gedrosselt zur Saugseite zurück ( Energieverlust ) 2.) Technische Vorteile der " Regelbaren Zahnradpumpe " Bei konstanter Drehzahl kann die Födermenge von voller Vorwärtsfördermenge auf Ilull oder auch auf volle Rückwärtsfördermenge kontinuierlich geregelt werden.Should a conventional gear pump working at constant speed against a variable throttle in the delivery flow on the pressure side, a constant delivery pressure generate2 so this can only be maintained by a downstream overflow valve will. The too much conveyed narrow then flows back to the suction side in a throttled manner (Energy loss) 2.) Technical advantages of the "controllable gear pump" With constant Speed can change the delivery rate from full forward delivery rate to Ilull or also continuously regulated to full reverse flow rate.

Die regelung kann auf einfache Weise mechanisch oder hydraulisch erfolgen.The regulation can be done mechanically or hydraulically in a simple manner.

Durch einfache entsprechende Regelschaltung kann die Pumpe auf konstanten Förderdruck eingestellt werden ( vorausgesetzt natürlich, dalJ sich tiberhaupt ein eigendruck aufbauen kann ).The pump can be set to constant by means of a simple corresponding control circuit Delivery pressure can be set (provided, of course, that there is even an own print can build).

In kinematischer Umkehrung kann die Pumpe auch als Motor betrieben werden.In kinematic reversal, the pump can also be operated as a motor will.

3.) Wittschaftliche Vorteile der " Regelbaren Zahnradpumpe " Zahnradpumpen werden vorwiegend zur Förderung von Flüssigkeiten hoher Zähigkeit ( z.B.Oel ) verwendet.3.) Industry advantages of the "controllable gear pump" gear pumps are mainly used for pumping liquids with high viscosity (e.g. oil).

Die neue Pumpe dürfte also überall da Verwendung finden, wo bisher Zahnradpumpen herkömmlicher bauart in Verbindung mit aufwendiGen i?egelgeräten eingesetzt werden0 auch da, wo andere auf Verdrängerwirkung beruhende Pumpen ( zot. Spin delpumpen, loboidpumpen ) in Verbindung mit aufwendigen Regelgeräten eingesetzt werden, dürfte die regelbare Zahnradpumpe zu Konsteneinsparungen führen.The new pump should therefore be used wherever it was before Conventional gear pumps used in conjunction with elaborate fishing devices are also used where other pumps based on positive displacement effects (e.g. spindle pumps, loboid pumps) should be used in connection with complex control devices the adjustable gear pump lead to cost savings.

beim hydraulischen Getriebe kann die Punpe sowohl als Pumpe wie als Motor Verwendung finden. Gegenüber der beim Sturmgetriebe verwendeten Drehkolbenpumpe ist sie wegen Ihrer einfachen Bauart überlegen.In the case of a hydraulic transmission, the pump can be used as a pump as well as Find engine use. Compared to the rotary lobe pump used in the storm gearbox it is superior because of its simple design.

4.) Wirkungsweise der " Regelbaren Zahnradpumpe " gemäß Erfindung In den zur folgenden Beschreibung gehörenden Zeichnungen sind Dinge, die nicht das Prinzip betreffen, sondern etwa fertigungstechnische Erfordernisse wie z.B. Gehäusedeckel, nicht eingezeichnet.4.) Mode of operation of the "controllable gear pump" according to the invention In the description belonging to the following Drawings are things that do not relate to the principle, but rather manufacturing-related requirements such as the housing cover, are not shown.

4.1.) Kontinuierliche Mengenregelung durch Verändern der Zahneingriffsbreite.4.1.) Continuous quantity control by changing the tooth mesh width.

4.1.1.) Prinzip der Regelung zwischen Null und maximaler Fördermenge Das Prinzip wird erläutert an Fig.1 mit den zugehörigen Schnitten Fig.2 bis Fig. 8 , Das Zahnrad(3) sitzt fest auf der Antriebswelle. Das Paßstück (4) wird mit der Welle axial verschoben. Die Welle ist in(4) drehbar.4.1.1.) Principle of regulation between zero and maximum delivery rate The principle is explained in Fig. 1 with the associated sections Fig. 2 to Fig. 8, The gear (3) is firmly seated on the drive shaft. The fitting piece (4) is with the Shaft shifted axially. The shaft can be rotated in (4).

Förderwirksam ist nur die Eingriffsbreite beider Zahnräder. Im übrigen Bereich der Zahnbreite läuft das Fördermedium mit der Drehung des bzw.Only the mesh width of both gears is effective for funding. Furthermore In the face width range, the pumped medium runs with the rotation of the

der Zahnräder um. binde Förderung findet dort nicht statt. Da die Zahnrader nach den enden hin geschlossen sind1 kann eine Längsströmung in üen Zahnlücken nicht stattfinden. Durch den. Abschluß der Zahnräder und durch Paßstück (4) cird verhindert, daß das Fördermedium von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe zurückströmen kann.the gears around. There is no binding promotion there. Since the Gears after the ends are closed1 there can be a longitudinal flow does not take place in gaps between the teeth. Through the. Completion of the gears and through The adapter (4) prevents the medium from moving from the pressure side to the suction side the pump can flow back.

Wenn bei Nullförderung die Zahnräder nicht ineinandergreifen, kann der synchrone Lauf beider Zahnräder durch ein Ritzel und ein Zahnrad erreicht werden. @ahnrad 45 (5) und Ritzel (2) können dabei innerhalb oder außerhalb der Pumpe liegen. Beim Übergang zur Forderung greifen die Zahnräder 6- (1) und (3) dann wieder richtig ineinander.If the gears do not mesh with each other at zero delivery, then the synchronous running of both gears can be achieved by a pinion and a gear. Gear 45 (5) and pinion (2) can be inside or outside the pump. At the transition to the demand, the gears 6- (1) and (3) then engage correctly again into each other.

4.1.2.) Prinzip der kontinuierlichen Fördermengenregelung zwischen voller Vorwärtsförderung, Hullförderung und voller Rückwärtsförderung Das Prinzip wird erläutert an. Fig. ### 9 mit den zugehörigen Schnitten Fig. 10 bis Fig.13 .4.1.2.) Principle of continuous flow control between full forward conveyance, shell conveyance and full reverse conveyance The principle is explained at. Fig. ### 9 with the associated sections Fig. 10 to Fig. 13.

ist der Welle axial verschiebbar sind das Zahnrad (4? und die zur iibdichtung erforderlichen faßstücke (3) und (2) . In (3) und (2) ist die mittlere Welle drehbar. @@@@ Förderung findet nur in den Eingriffsbereichen beider Zahnräder statt. Bei der in Fig.9 gezeigten Stellung des Zahnrades (4) wird in dem Eingriffsbereich der Zahnräder (1) und (4) in der in Fig. 11 eingezeichneten Richtung gefördert. In Eingriffsbereich der Zahnräder (4) und (5) wird in entgegengesetzter Richtung gefödert ( Fig. 12 ) . Da der Eingriffsbereich der Zahnräder (4) und (5) jedoch kleiner ist ald der von (4) ung (1), ist die vorwärts geförderte Menge größer als die rückwärts geförderte enge.If the shaft is axially displaceable, the gearwheel (4? and the for The barrel pieces (3) and (2) required for sealing. In (3) and (2) is the middle one Rotatable shaft. @@@@ Funding only takes place in the areas of engagement of both gears instead of. When the gear (4) is in the position shown in FIG of the gears (1) and (4) conveyed in the direction shown in FIG. 11. In the meshing area of the gears (4) and (5) is in the opposite direction promoted (Fig. 12). Since the meshing area of the gears (4) and (5), however is smaller than that of (4) and (1), the forward quantity is greater than the backward conveyed narrow.

ei: konstanter Drehzahl enspricht die tatsächliche Fördermenge der Pumpe der Differenz der Zahneingriffsbreiten. ei: constant speed corresponds to the actual delivery rate of the Pump the difference in meshing widths.

Denkt man sich in Fig. 9 die Welle nach rechts verschoben bis Zahnrad (4) in vollem Eingriff mit Zahnrad (5) steht, dann fördert die Pumpe in der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilrichtung, ;;it Zahnrad (1) steht Zahnrad (4) dann nur noch über einen sehr schmalen Bereich in Eingriff.If one thinks in Fig. 9, the shaft shifted to the right to the gear (4) is in full engagement with gear (5), then the pump delivers in the in Fig. 1 indicated arrow direction, ;; with gear (1), gear (4) then only stands engaged over a very narrow area.

Der Eingriff dient nur dazu, Zahnrad (1) synchron mitlaufen tu lassen.The only purpose of the engagement is to let the gearwheel (1) run synchronously.

Die Gesamtfördermenge der Pumpe in der in Fig. 12 eingezeichneten Pfeilrichtung entspr-icht dann der gesamten Breite von Zahnrad (5): minus der Eingriffsbreite der Zahnräder (4) und (1).The total delivery rate of the pump in that shown in FIG The direction of the arrow then corresponds to the entire width of gearwheel (5): minus the width of engagement the gears (4) and (1).

Die Zahnbreite (1) und (5) können verschieden groß gewählt werden.The tooth widths (1) and (5) can be selected to be of different sizes.

Wählt man Zahnrad (5) kürzer als Zahnrad (1), dann ist die maximale Rückwärtsfördermenge kleiner ags die maximale Vorwärts fördermenge Durch weitere Verkürzung von Zahnrad (5) kann man nach diesem Prinzip auch eine Pumpe bauen, die nur zwischen iTull und voller Vorwätsfördermenge geregelt werden kann.If you choose gear (5) shorter than gear (1), then the maximum is Backward flow rate smaller ags the maximum forward flow rate by further Shortening of gear (5) one can also build a pump according to this principle, which can only be regulated between iTull and full feed rate.

Die mit der mittleren Welle axial verschiebbaren Paßstbcke (2) und (;) dienen zur Abdichtung der Pumpe.The axially displaceable with the central shaft fitting blocks (2) and (;) serve to seal the pump.

4.1.3.) Erweiterte Anwendung des Printips von 4.1.1 und 4.1.2 Nach dem Prinzip von Punkt 4.1.1 und 4-,1.2 kunden selbstverständlich auch mehr als zwei oder drei Zahnräder in einem Pumpengehäuse zu einer Einheit zusammengefaßt werden.4.1.3.) Extended application of the Printips from 4.1.1 and 4.1.2 according to The principle of points 4.1.1 and 4, 1.2 customers of course also have more than two or three gears can be combined into one unit in a pump housing.

In allen fällen ist es gleichgültig, welches Zahnrad als Antriebsrad gewählt wird. Die vom Antriebsrad nitgetriebenen Zahnräder können dann fest oder drehbar auf ihrer Welle sitzen. Mit Rüchsicht auf die Dichtigkeit der Sellendurchtritte aus dem Gehäuse könnte es beispielsweise besser ein, die axial verschiebbare Welle nicht drehbar zu wählen.In all cases it does not matter which gear is used as the drive wheel is chosen. The gears not driven by the drive wheel can then be fixed or sit rotatably on their shaft. With consideration of the tightness of the sella passages From the housing it could be better, for example, the axially displaceable shaft to choose not rotatable.

4.2.) Verschieben der gleitenden Teile zur Pumpenregelung 4.2.1.) Mechanisches Verschieben Der axial verschiebbare Teil der Pumpe wird über die zugehörige Welle verschoben. Dies kann über eins der zahlreichen in der Technik bekaniiten Regelorgane geschehen, das außerhalb oder innerhalb des Gehäuseblockes angebracht wird und auf die welle wirkt. Wirkung von außerhalb des Gehäuses z.B. in Fig, 9 4.2.2.) Hydraulisches Verschieben durch äußeren Steueraruck An Fig.14 mit den zugehörigen Schnitten Fig. 15 bis Fig.18 wird das Prinzip erläutert.4.2.) Moving the sliding parts for pump control 4.2.1.) Mechanical displacement The axially displaceable part of the pump is controlled by the associated Shaft shifted. This can be known from any of the numerous in the art Control organs happen that are attached outside or inside the housing block and acts on the wave. Effect from outside the housing e.g. in Fig. 9 4.2.2.) Hydraulic shifting by external control jerk. To Fig. 14 with the associated Sections Fig. 15 to Fig. 18 the principle is explained.

Über die Zuleitungen (5) und (11) wird in den Kammern (6) und (10) ein Druck aufgegeben. Bei einer Druckdifferenz in beiden Kammern wirkt der axial verschiebbare Teil (7), (8) und (9) als Kraftkolben. Der Differenzdruck muß dann solange aufgebracht werden , bis die richtige Zahneingriffsbreite erreicht ist. Dazu ist ein aufwendiges Druckregelorgan erforderlich.Via the supply lines (5) and (11) in the chambers (6) and (10) a print posted. If there is a pressure difference in both chambers, it acts axially movable part (7), (8) and (9) as a power piston. The differential pressure must then be applied until the correct tooth mesh width is reached. A complex pressure regulating device is required for this.

Durch eine Feder (4) kann die Steuerung vereinfacht werden. Ist der Druck in Kammer (10) um einen bestimmten Betrag höher als in Kammer (6) , dann wirkt die mach links gerichtete Kraft solange. bis durch Verschieben der gleitenden Teile die Federkraft auf den gleichen Betrag angestiegen ist. Die Zahneingriffsbreite entspricht dann jeweils einer bestimmten Druckdifferenz in den Kammern () und Das Verhältnis von Zahneingriffsbreite zur iruckdifferenz hängt ab von der Federsteifigkeit.The control can be simplified by means of a spring (4). Is the Pressure in chamber (10) higher than in chamber (6) by a certain amount, then acts the left directed force as long as up by moving the sliding parts the spring force has increased to the same amount. The tooth mesh width then corresponds to a specific pressure difference in the chambers () and Das The ratio of the tooth mesh width to the pressure difference depends on the spring stiffness.

Die geringste Druckdifferenz , de zum Ansprechen dieser Steuerung maßgeben ist , hängt ab von der Federvorspannung Die Federvorspannung kann innerhalb oder außerhalb des Pumpengehåuses mechanisch oder hydraulisch verändert werden. In Fig. 13 geschieht dies über das Gewindestück (3), daw weiter heraus oder hereingedreht werden kann.The smallest pressure difference, de to respond to this control depends on the spring preload The spring preload can be within or be changed mechanically or hydraulically outside the pump housing. In Fig. 13 this is done via the threaded piece (3), daw further out or screwed in can be.

4.2.3) Hydraulisches Verschieben durch Selbststeuerung Das Prinzip wird erläutert-an Fig.14 mit den zugehörigen Schnitten Fig.15 bis Fig.18 Will man mit der"Pumpe eine konstante Druckdifferenz zwischen Saug-und Druckseite erzeugen, wird die Druckkammer (10) mit der Druckseite der Pumpe verbunden, die Druckkammer (6) mit der Saugseite. -Hat man nun saugseitig einen konstanten Druck und auf der Druckseite s steigt der Druck über den Solldruck an, wird das Zahnrad (8) zusammen mit den übrigen verschiebbaren Teilen der Pumpe nach links verschoben. 4.2.3) Hydraulic shifting by self-control The principle is explained - at Fig.14 with the associated sections Fig.15 to Fig.18 create a constant pressure difference between suction and pressure side with the "pump, the pressure chamber (10) is connected to the pressure side of the pump, the pressure chamber (6) with the suction side. - You now have a constant pressure on the suction side and on the Pressure side s, if the pressure rises above the target pressure, the gear wheel (8) will work together moved to the left with the remaining sliding parts of the pump.

Die Zahneingriffsbreite wird dann kleiner und die Fördermenge der Pumpe fällt entsprechend ab. Fällt der Druck auf der Druckseite zu stark ab, werden die verschiebbaren Teile nach rechts verschoben, Mit wachsender Zahneingriffsbreite nimmt die Fördermenge zu und der Gegendruck steigt wieder an.The tooth mesh width is then smaller and the delivery rate of the Pump drops accordingly. If the pressure on the pressure side drops too much, will the movable parts shifted to the right, with increasing tooth mesh width the delivery rate increases and the back pressure rises again.

Die Einstellung auf den gewünschten Solldruck erfolgt über die 1'1 Federvorspannung.The setting to the desired target pressure is made via the 1'1 Spring preload.

Claims

Patent name: adjustable gear pump

Fatent claims adjustable gear pump, characterized in, 1.) that the tooth mesh width by axially shifting one or more gears can be changed.

2.) that the pump according to claim 1 when moving one or more Gears open the opening between the suction and pressure side of the pump through an or several fittings is closed.

3.) because the pump according to claim 1 at the required point a longitudinal flow in the tooth gaps is prevented by the fact that the tooth gaps do not go to the end are milled through or the gaps between the teeth at the end of the gear wheel by a fixed or loose cover or an elongated fitting piece from the tip diameter of the gear be completed.

4.) that the pump according to claim 1 when using at least gears a continuous flow control between full forward and full reverse conveyance is possible.

5.) that the pump according to claim 1, the axial displacement of the displaceable Parts can be done mechanically via the shaft.

6.) that in the pump according to claim 1, the axial displacement of the displaceable parts takes place hydraulically and the displaceable parts serve as a power piston.

7.) that in the pump according to claim 1, a spring with constant or variable Before tension presses against the displaceable pump parts.

8.) that the pump according to claim 1 in any combination with the Subclaims 2 to 7 by repeating the principles of the claims an unlimited high number of gears in a pump housing combined to form a block can be.

9.) that the pump according to claim 1 in any combination with the Dependent claims 2 to o can be used as a motor in kinematic reversal.