DE2055883C3 - Zahnradpumpe mit bei wechselnder Antriebsrichtung gleichbleibender Förderrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit bei wechselnder Antriebsrichtung gleichbleibender Forderrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch die beschriebene Anordnung wi.d die 21uordnung der Pumpenkammern zu dem Druck- und dem Sauganschluß des Pumpengehäuses vertauscht. Infolge gleichzeitiger Umkehr der Pumpenantriebsrichtung bleibt jedoch die Richtung des Förderstromes erhalten.

Bekannt sind Zahnradpumpen (siehe den Prospekt do »Gerotor Standards« der W. H. Nichols Company, USA, von 1969) mit in einem Exzenterring drehbar gelagertem innenverzahnten Außenrotor, einem von dem Außenrotor umschlossenen und einen Zahn weniger enthaltenden Innenrotor und einem in den Außenrotor eingesetzten federbelasteten Gleitstein, der auf dem Exzenterring reibend gleitet, so daß dieser bei Drehrichtungsumkehr der Pumpe jeweils um 180° verstellt wird und seine korrekte Lage einnimmt wodurch die gleichbleibende Strömungsrichtung gewährleistet wird. Durch einen Stift am Exzenterring, der nach einer Schwenkbewegung an eine von zwei Flächen in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung anschlägt, wird das Anhalten des Exzenterringes nach der Schwenkbewegung bewirkt. Da der Gleitstein ständig auf dem Exzenterring unter fester örtlicher Berührung gleitet, sind beide Teile der Abnutzung unterworfen.

Es sind auch Zahnradpumpen für gleichbleibende Förderrichtung bei wechselnder Drehrichtung bekannt (siehe die GB-PS 3 88 767 und die US-PS 31 18 387), bei denen das innenverzahnte Außenrad in dem Exzenterring mit relativ engem Sitz gelagert ist, so daß ständig eine über die normale Lagerreibung hinausgehende Reibungswirkung vorhanden ist, durch die bei Drehrichtungsumkehr der Exzenterring vom Außenzahnrad zu einer Schwenkbewegung um 180" mitgenommen wird, wobei eine Kopfschraube bzw. ein Haltefinger des Exzenterringes gegen einen Anschlagstift im Gehäuse anschlägt und so die Schwenkbewegung des Ringes begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Zahnradpumpen zu vermeiden und Maßnahmen zu treffen, die einen normalen reibungsarmen Lauf der Pumpenzahnräder ermöglichen und die bei Drehrichtungsänderung des Antriebes ein sofortiges Verschwenken des Exzenterringes gewährleisten.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Die Erfindung bewirkt also, daß der Gleitstein nur kurzzeitig auf dem Außenrotor gleitet, so daß keine nennenswerte Abnutzung eintritt und keine über die normale Lagerreibung hinausgehende Reibungswirkungauftritt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch die Pumpe nach der Linie I-I in F i g. 2,

Fig.2 einen Längsschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1.

Mit 1 ist der außenverzahnte Innenrotor und mit 2 der mit letzterem kämmende innenverzahnte Außenrotor einer Zahnradpumpe bezeichnet, wobei der Innenrotor 1 einen Zahn weniger hat als der Außenrotor 2. Der Außenrotor ist mit seiner zylindrischen Außenfläche 2Ö in einem Exzenterring 3 drehbar gelagert, der seinerseits mit seiner Außeniimfangsfläche 3.4 in einer zylindrischen Bohrung 4Λ des Pumpengehäuses 4 verschwenkbar gelagert ist. Die Drehachse 14 des Rotors 1 ist konzentrisch zur Bohrung 4A des Gehäuses 4. Die Drehachse 2/4 des Außenrotors 2 ist exzentrisch dazu.

Der Exzenterring 3 weist eine zum Rotor 2 offene, nach außen verschlossene Büchse 6 auf, die als Zylinder dient und einen mit einem stempelartigen Fortsatz 21 versehenen Kolben 7 enthält, der sich einerseits über eine Feder 14 am Boden der Büchse 6 und andererseits an der Außenfläche 2ß des Rotors 2 abstützt und als Gleitstein wirkt. Die Büchse 6 ragt über die Außenumfangsfläche 3A des Exzenterringes hinaus und greift mit ihrem äußeren Ende in eine annähernd halbkreisförmige Nut 5 des Gehäuses 4 ein. In der dargestellten Lage des Exzenterringes liegt die Büchse 6 an einer radialen Begrenzungsfläche 15 der Nut 5 an.

In der entgegengesetzten, gegenüber der gezeichne-

ten um 180° geschwenkten Lage stützt sich die Büchse 6 an der radialen Begrenzungsfläche 16 der Nut 5 ab. An einer Stelle 20 der Nut 5 ist diese geöffnet, damit die Büchse 6 mit dem Exzenterring in das Gehäuse 4 eingelegt werden kann.

Exzenterring 3 und Büchse 6 weisen eine zur Achse IA parallele Bohrung 17 auf, die in den Innenraum zwischen Bü:hse 6 und Kolben 7 mündet. Eine weitere Bohrung 18 mündet in den Innenraum der Büchse 6 unterhalb des Kolbens 7. Das Gehäuse 4 enthält rechtwinklige Kanäle 10 und 11, die mit dem Druckanschluß 9 der Pumpe bzw. der Auslaßöffnung 9a an den Rotoren verbunden sind. Weitere rechtwinklige Kanäle 12 und 13 sind mit dem Saugverschluß 8 der Pumpe bzw. der Einlaßöffnung 8a an den Rotoren verbunden. In der gezeichneten Stellung des Exzenterringes hat die Bohrung 17 Verbindung mit dem Kanal 12, die Bohrung 18 hat Verbindung mit dem Kanal 10. In der nicht gezeichneten, um 180° versetzten Lage des Exzenterringes erhält die Bohrung 17 mit dem Kanal 13, die Bohrung 18 mit dem Kanal 11 Verbindung.

In der in Fig. 1 und 2 dargestellten und in der dazu um 180° gedrehten Lage der Pumpe wird bei Stillstand der Kolben bzw. Gleitstein 7 durch die Feder 14 an den Rotor 2 gedrückt. Wird der Rotor 1 durch die Welle 19 im Uhrzeigersinn (Fig. 1) angetrieben, so wird Druckmittel bzw. Flüssigkeit aus der Einlaßöffnung 8a angesaugt und unter Druck durch die Auslaßöffnung 9a gefördert. Der vorhandene Flüssigkeitsdruck wird durch den Kanal 10 und die Bohrung 18 auf den radial inneren Endbereich des Zylinders 6, also den Raum unterhalb des Kolbens 7 übertragen. Der Kolben wird dadurch entgegen der Kraft der Feder 14 nach oben gedrückt und kommt dadurch außer Reibeingriff mit dem Rotor 2. Die durch den Kolben 7 bei seiner Bewegung verdrängte Flüssigkeit kann durch die Bohrung 17 und den Kanal 12 in die Einlaßöffnung 8a der Pumpe entweichen. Solange die Pumpe im genannten Sinn angetrieben wird und Flüssigkeit unter Druck fördert, tritt keine Abnutzung zwischen dem Kolben 7 und dem Rotor 2 ein.

Bei einer Umkehr der Antriebsrichtung der Pumpe wird zunächst die Auslaßöffnung 9 und damit der Kanal 10 drucklos. Der Kolben 7 wird von der Feder 14 gegen den Rotor 2 gedrückt und der Exzenterring 3 wird vom Rotor 2 entgegen dem Uhrzeigersinn in der Drehung mitgenommen bis die Büchse 6 an der Fläche 16 der Nut 5 anschlägt. Infolge der gemeinsamen Drehung ohne gegenseitiges Abwälzen der beiden Rotoren 1 und 2 um die Achse 14 um 180°, und Umkehr der Antriebsrichtung ist 8a wiederum die Ansaugöffnung und 9a die Auslaßöffnung der Pumpe. Mit Beginn der Abwälzbewegung der beiden Rotoren steht der Kanal 11 unter Druck, welcher jetzt mit der Bohrung 18 in Verbindung steht. De,· Kolben bzw. Gleitstein 7 wird also gegen die Feder 14 zurückgedrückt und schleift nicht mehr auf der Außenfläche 2ß des Rotors 2. Die durch den Kolben 7 bei seiner Bewegung verdrängte Flüssigkeit kann durch die Bohrung 17 und den Kanal 13 in die Einlaßöffnung 8a entweichen.

Bei erneuter Änderung der Antriebsrichtung des Rotors 1 wird der Rotor 2 mit dem Exzenterring wieder in die in der Zeichnung dargestellte Lage gedreht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zahnradpumpe mit bei wechselnder Antriebsrichtung gleichbleibender Förderrichtung, mit einem den Saug- und Druckanschluß für das Fördermittel enthaltenden Gehäuse, einem vom innenverzabnten Außenrotor umschlossenen außenverzahnten Innenrotor, einem im Behause um die Schwerpunkiachse des Innenroiors in entgegengesetzten Richtungen um 180° schwenkgelagerten Exzenterring, in welchem der Außenrotor drehbar gelagert ist, und einer eine Reibverbindung zwischen letzterem und dem Exzenterring herstellenden Kupplungseinrichtung in Form eines durch eine Feder belasteten Gleitsteins, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Feder (14) gegen den Exzenterring (3) belastete Gleitstein (7) als Kolben ausgebildet und mit der Feder in einem in den Exzenterring (3) radial eingesetzten Zylinder (6) angeordnet ist, dessen dem Exzenterring zugewandter Endbereich in beiden Schwenkendstellungen dieses Ringes jeweils an einen in den Druckanschluß (9) der Pumpe mündenden Kanal (10 bzw. 11) angeschlossen ist, so daß der Gleitstein durch die dabei erfolgende Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit gegen den Druck der Feder (14) von der Umfangsfläche des Außenrotors (2) abgehoben wird, aber bei Druckabfall im Kanal (10 bzw. 11) und während des Verschwenkens durch die Feder gegen den Außenrotor gedrückt wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) in beiden Schwenksiellungen des Exzenterringes (3) in seinem diesem Ring abgewandten Bereich an einem zum Sauganschluß (8) der Pumpe führenden Entlastungskanal (12 bzw. 13) angeschlossen und dadurch druckentlastet ist.

3. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Gleitstein (7) und die Feder (14) aufnehmende Zylinder (6) als nach außen verschlossene Büchse ausgebildet ist, mit seinem radial äußeren Endteil über die Umfangsfläche (3A) des Exzenterringes (3) hinausragt und damit in eine etwa halbkreisförmige Nut (5) des Gehäuses eingreift, deren Endflächen (15, 16) als Anschlagflächen die 180°-Schwenkung des Exzenter ringes begrenzen.