DE2053457C3 - Zweistufige Fluidpumpe - Google Patents

Description

Eine Hydraulikpumpe dieser Art ist in der USA.- ₄₀ stet. .

Patentschrift 2 643 613 beschrieben. Bei dieser be- Die gestellte Aufgabe wird eründungsgemaß da-

Ken Hydrauükpumpe bestehen die beiden Pum- durch gelöst, daß die Drer^olbenverdrangerpumpe penstufen aus einer Radialkolbenpumpe und einer eine Gerotorpumpe mit einem auf der Antriebswelle Zahnradpumpe, wobei entweder ein gemeinsamer sitzenden inneren Rotor und einem diesen exzcn-Betrieb beider Pumpenstufen oder ein Betrieb der ₄₅ irisch umschließenden äußeren Rotor ist in deren Zahnradpumpe allein möglich ist. Das Gehäuse der Gehäuse Halteschrauben eingeschraubt sind, die zwifcadialkolbenpumpe dient als Träger für die Befesti- sehen dem Gehäuse und einer Schutzplatte mehrere gung der gesamten Hydraulikpumpe an ihrem An- voneinander unabhängige und gemeinsam miteinantriebsmotor und ist entsprechend massiv ausgebildet. der die Radialkolbenpumpe bildende Pumpenkorpei An der motorfernen Seite des Gehäuses der Radial- ₅₀ mit jeweils eüier radial gerichteten Pumpenkammer kolbenpumpe ist eine Lagerplatte angesetzt, die teil- und einem darin durch einen Exzenter auf der Anweise in das Gehäuse der Radialkolbenpumpe hin- triebswelle angetriebenen Pumpenkolben lösbar zueinragt und mehrere Schlitze enthält, die zum einen sammenhalten, wobei die Schutzplatte mit einem an als Auslaßkanal für die Pumpenkammern der Ra- alle Pumpenkammern angeschlossenen Auslaßkanal dialkolbenpumpe und zum anderen als Flüssigkeit- ₅₅ versehen ist.

verbindung zwischen der Zahnradpumpe und der Diese Bauweise führt zu einer zweistufigen Hy-

Radialkolbenpumpe dienen. draulikpumpe, die einen kompakten und kostengün-

Sowohl das Gehäuse der Radialkolbenpumpe als stigen Aufbau, einen geräuschlosen und puisationsarauch die Lagerplatte müssen an ihren einander züge- men Betrieb, ein gutes Schmierverhalten, eine gleichwandten Oberflächen über deren volle Ausdehnung 6o mäßige Lastverteilung und eine hohe Lebensdauer hinweg sehr genau bearbeitet sein, da sie in großflä- zeigt und einen hohen Fluiddurchsatz bei kleinem chiger Anlage aneinander stehen, die nur bei Einhai- Druck erzeugen kann.

tung enger Bearbeitungstoleianzen gewährleistet wer- Der Platzbedarf der die erste Pumpenstufe bildenden kann. den Gerotorpumpe mit ihren inemandergeschachtel-

Eine ebensolche großflächige Anlage ist auch auf 65 ten Rotoren ist auch bei großem Fördervolumen in der anderen Seite der Lagerplatte zwischen dieser radialer Richtung erheblich geringer als bei Neben- und dem Gehäuse der Zahnradpumpe vorgesehen, so einanderanordnung zweier ineinandergreifender daß es auch dort über große Flächen hinweg der Ein- Zahnräder. Außerdem steht nicht nur der äußerste

Teil d·"» litfhüusus tier Gerotorpumpe für üie Befestigung von Verbindungseleniemen zur Verfügung. Dajjlit ergibt sich wiederum die Möglichkeit, die Gero-(orpunipe an den Antriebsmotor für den Antrieb beider Pumpenstufen anzuflanschen und ihrerseits zum Träger für di^e '^d^ zweite Pumpenstufe vorgesehene Radialkolbenpumpe zu machen.

In besonders vorteilhafter Weise kommt diese Montagemogltchkett in Verbindung mit der erfindungsgeniäß vorgesehenen Zusammensetzung der Radialkolbenpumpe aus mehreren getrennten Pumpenkörperu zum Tragen, da diese dann zusammen init d?^r einen gemeinsamen Auslaßkanal für alle Pumpenkaxnmern enthaltenden Schutzplatte und mit Hilfe von durchgehenden lialteschrauben befestigt werden können. Dabei ergibt sich bei leichter und bequemer Austauschbarkeit jedes einzelnen Pumpenkörpers unabhängig von den anderen der Vorteil, Üa3 nur relativ kleine Teile der Außenflächen der Pumpenkörper, nämlich nur ihre dem Gehäuse der Gerotorpumpe und der Schutzplatte zugewandten Seiten, nicht aber ihr gesamter Außenumfanp einer genauen Bearbeitung bedürfen. Der geringe Umfang der erforderlichen Feinbearbeitung ermöglicht weiterhin eine Fertigung der einzelnen Pumpenkörper _2ä aus ausgewähltem und in idealer Weise wärmebehandeltem Material.

Dank der Halterung der einzelnen Pumpcnkörper der Radialkolbenpumpe am Gehäuse der Gerotorpumpe allein über die gemeinsame Schlitzplatte ist für den Austausch der Pumpenkörper durch andere mit unterschiedlichem Kammervolumen höchstens die Verwendung anders — langer oder kürzer — bemessener Halteschrauben erforderlich, und es bedarf nicht auch des Einsatzes eines anderen Gehäuses für die Radialkolbenpumpe.

Beim Betriebe der erfindungsgemäß ausgebildeten Hydraulikpumpe kann die Gerotorpumpe als erste Pumpenstufe aioeiten, wobei sie unter gleichzeitigem Antrieb mit der Radialkolbenpumpe diese mit Flüssigkeit speist und überlädt. In diesem Falle erzeugen beide Pumpenstufen gemeinsam einen kombinierten Durchfluß. Die Gerotorpumpe, die eine erste Pumnenstufe mit hohem Durchfluß darstellt, kann aber auch entlastet und unter Ableitung ihres Durchflus- »es betrieben werden, wodurch dann die Radialkolbenpumpe als erste Pumpenstufe arbeiten kann. Die Steuerung der Hydraulikpumpe erfolgt also so, daß entweder die Radialkolbenpumpe und die Gerotorpumpe auf die Ausgangsleiiung geschaltet sind oder nur die Radialkolbenpumpe allein Flüssigkeit in die Ausgangsleitung einspeist und die Gerotorpumpe lediglich der Speisung der Radialkolbenpumpe dient.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht; dabei zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene und geschnitteae Seitenansicht einer zweistufigen Hydraulikpumpe,

F i g. 2 eine Unteransicht der Hydraulikpumpe von Fig. 1 mit angebauten Entlastungs- und Auslaßventilen in verkleinertem Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen der Pumpenkörper der eine Stufe der Kydraulikpumpe von F i g. 1 bildenden Radialkolbenpumpe,

Fig.4 eine Ansicht des Pumpenkörpers von Fig.3 mit durch die Linie 4-4 in Fig. 3 angedeuteter Blickrichtung,

Fig. 5 eine weitere Ansicht des Pumpenkörpers von F i g. 3 mit durch die Linie 5-5 in F i g. 3 angedeuteter Blickrichtung,

Fig.d eine Ansicht eines für den Antrieb der Pumpenkolben der Radialkolbenpumpe in der Hydraulikpunipe von F i g. I eingesetzten Laufringes mit durch die Linie 6-6 in Fig. 1 angedeuteter Blickrichtung und in verkleinertem Maßstab,

F i g. 7 eine Ansicht einer in der Hydraulikpumpe von F i g. I enthaltenen Platte mit durch die Linie 7-7 in F i g. I angedeuteter Blickrichtung,

F i g. 8 einen Schnitt durch eine in der Hydraulikpumpe von F i g. 1 enthaltene Drehkolbenverdrängerpumpe entlang der Schnittlinie 8-8 in F i g. 1,

F i g. 9 einen Längsschnitt durch die Antriebswelle für die Hydraulikpumpe nach Fig. 1 und

F i g. 10 ein Flußdiagramm für die Hydraulikpumpe nach Fig. 1.

Zu der dargestellten zweistufigen Hydraulikpumpe gehört als Antriebsqueile beispielsweise ein Elektromotor 1 mit einer Antriebswelle 2, χαί die eine weitere Welle 3 aufgekeilt ist. Die beiden Vfcllen 2 und 3 bilden gemeinsam eine Antriebswelle für den Antrieb einer Drehkolbenverdrängerpumpe 4, die eine sogenannte Gerotorpumpe ist. Außerdem liefern die Wellen 2 und 3 die Antriebskraft für eine Radialkolbenpumpe 5. DieDrehkolbenverdrängerpumpe4 kann der Radialkolbenpumpe 5 über noch im einzelnen zu behandelnde Kanäle unter Druck stehende Flüssigkeit zuführen und damit die Radialkolbenpumpe überladen. Außerdem sind in die Leitungszüge ein Entlastungsventil 8 und ein Rückschlagventil 9 eingefügt, so daß die Drehkolbenverdrängerpumpe 4 über das Rückschlagventil 9 Flüssigkeit unter Druck in eine Ausgangsleitung 10 hineinpumpen kann, wo sie mit von der Radialkolbenpumpe 5 über eine Leitung 11 abgegebener Flüssigkeit zusammenströmt. Alternativ dazu kann die Drehkolbenverdrängerpumpe J aber auch über das Entlastungsventil 8 abgeschaltet werden, und dann speist nur die Radialkolbenpumpe 5 Fluid unter Druck in die Ausgangsleitung 10 ein. Die beiden Pumpen 4 und 5 können also in Gleichtakt arbeiten, oder es kann nur die Radialkolbenpumpe 5 wirksam sein, wobei sie ihrerseits durch die Drehkolbenverdrängerpumpe gespeist wird.

Die dargestellte Hydraulikpumpe besitzt ein Gehäuse H, das mittels Kopfschrauben 12 am Endflansch des Elektromotors 1 festgelegt ist, und außerdem ist am Gehäuse H ein Gehäusedeckel 13 mittels Kopfschrauben 14 befestigt. Die hohl ausgebildete Welle 1 ist in im Gehäusedeckel 13 sitzenden Nadellagern If* gelagert, und zwischen ihren oberen Ende und dem Gehäuscdeckel 13 ist eine geeignete Wellendichtung 16 angeordnet.

Der Gehäusedeckcl 13 legt einen äußeren Rotor 20 fest, der eine Pumpenkammcr 18 enthält, in der sich ein innerer Rotor 21 der Drehkolbenverdrängerpumpe4 befindet. Der innere Rotor 21 hat einen Zahn weniger als der äußere Rotor 20, Hegt exzentrisch dazu und ist mit der Welle 3 mittels einer Kugel 22 lösbar verbunden, die in Anschläge am inneren Rotor 21 und im Umfang der Welle 3 eingreift. Die beiden Rotoren 20 und 21 wirken in bekannter Weise wie die Zahnräder einer Zanradpumpe zusammen, wobei der innere Rotor 21 von der Welle 3 angetrieben wird. Eine Drchkolbenverdrängcrpumpc oder Gcrotorpumpe der dargestellten Art wird beispielsweise von der Fa. W. H. Nichols Company of

5 ^J 6

Wallham, Massaclnisells, hergestellt und vertrieben. Die Zeichnung zeigt ferner, daß sich zwischen clcrr

Die aus der Drehkolbenvcrdrängcrpumpe4 austre- inneren I-ndc der Welle 3 und dem Gehäuse// nod

tendc Flüssigkeit kann über einen Auslaß 24 und ein zweiter Satz von Nadellagern 42 befindet. Dabe

eine Leitung 24« unmittelbar in die Ausgangslcitting sorgt die Drchkolbcnverdrängerpumpc 4 für eim

10 eingespeist werden. 5 gute Schmierung der Nadellager 42 über einen Kana

Außerdem wird aus der Drehkolbenverdränger- 44 zwischen dem Gehäuse H und der Welle 3. Fir

pumpe 4 unter Druck austretende Flüssigkeit über Fliiidaiistrill über den ringförmigen Kanal 44 ergibi

Kanäle 23 einer Ringnut 25 im Gehäuse H (Fi g. 1) im übrigen eine Schmierung der gesamten Rndialkol-

zugcfiihrt, von wo es durch Schlitze 26 in einer Platte bcnpumpc5, was zu deren ruhigem und zuvcrlässi-

27, sodann über einen Kanal 28 im Pumpenkörper B io gern Lauf führt.

und an einem Rückschlagkugclventil 29 vorbei in Die Verwendung von Nadellagern 15. 36 und 42

eine Pumpenkammer 30 der Radialkolbenpumpe 5 trägt zur Kompaktheit der Gesamtkonstruktion bei

gelangt. In der die Pumpenkammer 30 bildenden Weiter hat sich gezeigt, daß die gleichmäßige radiale

Bohmng 32 im Pumpenkörper B geht ein Pumpen- Anordnung von drei Pumpenkolben 31 zu einer seht

kolben 31 hin und her und sorgt so abwechselnd für 15 gleichmäßigen Schubkraftverteilung für den Fx-

Saug- und Drucktakte in der Pumpenkammer 30. zentcrabschnitt 33 der Welle 3 führt.

Die Pumpenkolben 31 bewegen sich unter der Ein- Aus F i g. 3, 4 und 5, die einen der für jeden Pumwirkung eines auf der Welle 3 ausgebildeten Ex- pcnkolbcn 31 erforderlichen Pumpenkörper B zeigen. zentcrabschnitts 33 hin und her, wobei genauer in ist deutlich zu ersehen, daß jeweils nur relativ kleine rund um die Welle 3 angeordneten Nadellagern 36 ™ Pumpenkörper für jeden Pumpenkolben 31 benötigt ein Laufring 34 gelagert ist, an dem die verbreiterten werden, was den erforderlichen Benrbeitungsaufinncren Enden 37 der Pumpenkolben 31 anliegen. wand verringert. Diese Pumpenkörper B lassen sicli Wie Fig. 6 zeigt, besitzt der Laufring 34 eine Abfla- außerdem mit besonderer Genauigkeit wärmebehandlung 40 auf seiner Oberfläche, an der das innere dein and bis zu hohen Feinheitsgraden feinbearbei-Ende 37 eines Pumpenkolben 31 anliegt. Durch as ten ur4 können auch leicht repariert oder ersetzt diese Abflachung 40 seiner Oberfläche bleibt der werden. Weiterhin lassen sich auch Pumpenkörper ß Lauf ring 34 bei rotierender Welle 3 stationär. mit unterschiedlich großen Pumpenkammern füi

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den Pumpenkolben 31 ähnlicher Größe vorsehen, so dal?

Laufring 34 aus einem guten Lagermetall wie Gußei- die Pumpenkapazität ohne weiteres verändert werden

sen oder Bronze herzustellen. Diese Materialien ha- 30 kann.

ben sich deshalb als wünschenswert erwiesen, weil Auf die Pumpenkörper/? ist eine Schlitzplatte 51

wegen der für einen der Pumpenkolben 31 vorgese- aufgesetzt, durch die langschäftige Schraubbolzen 5C

licncn Abflachung 40 die anderen Pumpenkolben 31 hindurchgehen, die nach Durchqueren der Pumpen-

sich ebenfalls eigene Sitzflächen schaffen, indem sie körper ß in Gewindebohrungen im Gehäuse einge-

binnen weniger als einer Stunde Vollastbetrieb je- 35 schraubt sind und den gesamten Aufbau zusammen-

weils bleibende Verformungen in den Laufring 34 halten.

einprägen. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Für die Flüssigkcitsabfuhr aus der Radialkolben

Laufring 34 und den Enden 37 der einzelnen Pum- pumpe 5 ist ein Kanal 11 vorgesehen, der über eine

penkolben 31 Flächenberühning, was zu gleichmäßi- Leitung 11 α zu der an Entlastungsventil RV vor-

ger Tragwirkung führt. 40 beigehenden Ausgangsleitung 10 Verbindung hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. iv.itnno eimer Bearbeitungstoleranzen bedarf, ürh end wiktsich dabei noch aus, daß es an die-

   Patemanspruch: «r /weiten Passungsfläcbe auf größeren Gebieten

   • ^ κ *^r.i3 etitlangdeitende Bauteile sind, die dort

   Zweistufige Hydraulikpumpe mit einer Dreh- ^anfⁿf",L_rtre 1 wobei diese Gleitflächea durch

   kolbenverdrängerpumpe und einer Radialkolben- s ^a.^ufei"^a"^^treSneinanderanordnung der in der

   pumpe, von denen jede eine der beiden Pumpen- die, ™'^e " : _gegeaseitigem Eingriff stehenden

   Stufen bildet, über eine gemeinsame Antriebs- Zahiuadpumpe m g g^ ^

   welle antreibbar ist und einen eigenen Flussig- Zattnrujer ^u" ' · <L _bedürfen bei der bekannten

   keitsauslaß besitzt und die Drehkolbenver- ^üenau*v°Z^Z Gehäuse der Radialkoll enpumpe

   drängerpumpe außerdem die Radialkolbenpumpe ₁₀ Pumpe *μλ ui _emzemea Pumpenzylinder vor-

   mit Flüssigkeit speisen und überladen kann, da- tür ün. aui^Urf"" _ie ^₆ Pumpenzylinder

   durch ^kennzeichnet, daß die Dreh- Me^nden HjUnj« *™ ^P^ J^ ^

   kolbenverdrängerpumpe (4) eine Gerotorpumpe :f ^bs^°° "^T anlegenden Außenseite. Dadurch

   mit einem auf der Antriebswelle (2) sitzenden m- ihrer im Ji^J™**"!^ _hohe Gestehungskosten,

   aeren Rotor (21) und einem diesen exzentrisch ₁₅ ergeben sitn B geometrische Anpassung

   einschließenden äußeren Rotor (20) ist, in deren und ^"^.^f^ Pumpenzylindern iieinan

   Gehäuse (fl) Halteschrauben (50) eingeschraubt von P^pe^Qgeha*« una P^ ^ ^

   sind, die zwischen dem Gehäuse und einer der bei^ deren Ersatt üj ^J _Δ^ _Gcbäuscs

   Schlitzplatte (51) mehrere voneinander unabhan- ^X^^pe _und darüber hinaus eine De-

   gige und gemeinsam miteinander die Radialkol- _ao der ^Raüia'^KOlDeup"~^P
   Anpumpe⁸ (5) bildende Pumpenkörper (*) mit
   i

   pp () pp () ^^ί^ϊϊίΑ^Α von Pum-

   jeweils einer radial gerichteten Pumpenkammer Eine geometriscn ^e^ci ist im übrieen bei

   30) und einem darin* durch euaen Exzenter (33) ^^^ΑΓ^Γ
   ibl kl

   30) und einem darin durch euaen Exzenter (33) ^^^ΑΓ^Γ üb auf der Antriebswelle angetriebenen Pumpenkol- den *g*^^^£Z m der deutschen Auslegen (31) lösbar zusammenhalten, wöbe! die ₂₅ liehe■ J?^uw^ ¹JJ beschriebene einstufige Kolben-Schlitzplatte mit einem an alle Pumpenkammern geschrift 1 üy& /au oesc"¹^ Zvlinderblökangeschossenen Auslaßkanal (11) versehen ist. ^^^^^g^^S^ui

   pumpe sind die einzelnen Pumpenzylmder in ihrer Größe auf die Abmessungen einer sie aufnehmenden Grundplatte abgestimmt, die daher bei einer ande-

   Die Erfindung betrifft eine zweistufige Hydraulik- rung der Abmessungen der Pumpenzylmder ebenfalls pumpe mit einer Drehkolbenver. rängerpumpe und ausgetauscht ^werd^^amuu
   finer Radialkolbenpumpe, von denen jede eine der Der Erfindung ^h^

   beiden Pumpenstufen bildet, über eine gemeinsame ₃₅ für emc _n ^Hy^drauhP^.JfΓ^Sf
   Antriebswelle anUeibbar ist und einen eigenen Flüs- Art eme Bauweise zu ^ckeK welche
   Sigkeitsauslaß besitzt und die Drehkolbenverdränger- der innenverzahnten ^^P^
   Ae außerdem die Radialkolbenpumpe nut Flüs- eto kjchte und g
   Sigkeit speisen und überladen kann. penzylinaer iur