DE2742821C2

DE2742821C2 - Zahnradpumpe mit bei wechselnder Antriebsrichtung gleichbleibender Förderrichtung

Info

Publication number: DE2742821C2
Application number: DE2742821A
Authority: DE
Inventors: Berhard 7980 Ravensburg Binger; Anton 7990 Friedrichshafen Engstler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2742821A1; GB1599457A; US4200427A

Description

2. Zahi.radpumpe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dal? die Bl. -tfeder (14) abgewinkelt ist und im Schlitz (i3C) und in der Schlitzerweiterung (13Cy im Exzenterring (J'*) gelagert ist.

3. Zahnradpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring (13) Ausnehmungen {i3H) für Druckfedern (17) hat, die aus Blatt- oder Drahtfedern oder auch abgespaltete Zungen der Blattfeder (14) gebildet sind.

4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (13/J zur Aufnahme der Feder (14) im Exzenterring (23) kreisbogenförmig ausgebildet ist.

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

Durch die beschriebene Anordnung wird die Zuordnung der Pumpenkammer zu dem Druck und dem Sausranschluß des Pumpengehäuses vertauscht. Infolge gleichzeitiger Umkehr der Pumpenantriebsrichtung bleibt jedoch die Richtung des Förderstromes erhalten.

Bekannt sind Zahnradpumpen (DE-OS 15 53 281, DE-PS 5 18 583, Prospekt »Gerotor Standards« der W. H. Nichols Company, USA, von 1969) mit in einem Exzenterring drehbar gelagerten, 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 unter fester örtlicher Berührung gleitet, sind beide Teile der Abnutzung unterworfen. Bei GB-PS 10 95 923 und US-PS 33 03 783 f'folgt die Umsteuerung durch den Andruck einer Feder in axialer Richtung.

Es sind auch Zahnradpumpen für gleichbleibende Förderrichtung bei wechselnder Drehrichtung bekannt (siehe die GB-PS 3 88 767 und d^;e 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 Die Abstimmung der Gleitpaarungen, Passungen und Spiele ist nicht einfach und die Umsteuerung arbeitet nicht zuverlässig.

Weiter sind auch Zahnradpumpen für gleichbleibende Förderrichtung bei wechselnder Drehrichtung bekannt (siehe DT-AS 20 55 883), bei denen die Schwenkbewegung des Exzenterringes um 180° durch einen Gleitstein in Verbindung mit einer Feder im Zeitpunkt der Umkehr der Antriebsrichtung der Pumpe erfolgt, während beim normalen Lauf der Gleitstein durch einen von der Pumpe erzeugten Flüssigkeitsdruck entgegen der Federwirkung vom Außenrotor abgehoben und deshalb eine dauernde Reibung und damit Abnützung vermieden wird. Diese Einrichtung arbeitet zwar sicher, ist aber in ihrer Herstellung sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Zahnradpumpe Maßnahmen zu treffen, die bei Drehrichtungsänderung des Antriebes ein sofortiges Schwenken des Exzenterringes gewährleisten.

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

Die Erfindung bewirkt also, daß nur bei der Umsteuerung der Pumpenantriebsrichtung, selbst bei sehr kleinen Drehzahlen schon, durch den kapillaren ölstrom zwischen Außenrotor und dem Exzenterring ein Kupplungselement in Laufrichtung mitgenommen wird, sich gegen eine Feder, die mit Exzenterring gelagert ist, abstützt und die beabsichtigte Drehung des Exzenterringes bis zu einem Anschlag zwischen dem Pumpengehäuse und dem Exzenterring bewirkt. Nach Wirkung des Anschlages wird das Kupplungselement über den Gipfelpunkt durchgerollt und befindet sich dann in einer Ausgangsstellung für die nächste Drehrichtungsänderung, ohne jede mechanische Reibung zum Außenrotor in der zweiten, weitesten Stellung eines spiegelgleichen Keilspahes zwischen dem Umfang des Außenrotors und der Feder im Exzenterring.

In den Ansprüchen 2 bis 4 wird die Erfindung besonders vorteilhaft ausgestaltet.

Durch einfache Abbiegungen an der Blattfeder kann diese sowohl vorgespannt, wie auch in Längsrichtung im Zusammenwirken mit entsprechenden Schlitzerweiterungen fixiert werden.

Wie Anspruch 3 zeigt, wird der Andruck der Blattfeder noch durch kleine Druckfedern unterstützt

und es ist eine besend^-s feinfühlige Vorspannung einstellbar. Die ist dann von großem Vorteil, wenn ein schnelles Umsteuern bei Drehrichtungswechsel erreicht werden soll.

Nach Anspruch 4 kann mit einem kreisbogenförmigen Schlitz für die Blaufeder die Umsteuerkraft in einfacher Weise erzielt werden und daüberhinaus ist ?s möglich, diesen Schliiz im Tauchverfahren kostengünstig herzustellen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnungen eriäuiCH Esze^i

F i g. 1 einen Schnitt durch die Pumpe quer zur Antriebsachse zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel, Linie I bis I, F i g. 2,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie II bis Π in Fig. 1,

F i g. 3 einen Exzenterring der Zahnradpumpe einzeln in Ansicht dargestellt,

Fig.4 einen Exzenterring der Zahnradpumpe in abgewandelter Ausführung.

In Fig. 1 ist mit 11 der außenverzahnte Innenrotor und mit 12 der mit letzterem kämmende, innerverzahnte Außenrotor einer Zahnradpumpe bezeichnet, wobei der Innenrotor einen Zahn weniger hat, als der Außtnrotor 12. Der Außenrotor ist mit seiner zylindrischen Mantelfläche 12B in einem Exzenterring 13 drehbar gelagert, der seinerseits mit dem Außenumfang 13Λ in einer zylindrischen Ausdrehung 16 A des Pumpengehäuses 16 schwenkbar gelagert ist. Die Drehachse UA des Innenrotors 11 ist konzentrisch zur zylindrischen Ausdrehung i6A des Pumpengehäuses 16, die Drehachse des Außenrotors 12 ist exzentrisch dazu. Der Exzenterring 13 weist Schlitze 13C mit Schlitzerweiterungen 13D zur Aufnahme und verschiebfesten Lagerung der Federn 14 auf, die selbst zur Erzielung dieser Lagerung und einer leichten Vorspannung abgewinkelt sind. Weiter sind Aussparungen 135 vorhanden, die in Verbindung mit der eingelegten Feder 14 und der zylindrischen Mantelfläche 12ß des Außenrotors 12 einen spiegelgleichen Keilspalt 13E ergeben. Die tangentiale Anordnung der Schlitze 13C zur Bohrung des Exzenterringes 13 und die Lage der Aussparung 135 sowie die Abmessung der Kupplungselemente 15, vorzugsweise Zylinderrollen oder Kugeln, garantieren eine reibungsfreie Lagerung der Kupplungselemenie 15 in einem jeweils einer Drehrichtung zugeordneten, äußeren, die größte Breite ergebenden Keilraumes 13Fder spiegelgleichen Keilspalte 13£ Der Exzenterrring 13 hat weiter in Verbindung mit dem so Pumpengehäuse 16 eine Vorrichtung zur Schwenkbegrenzung des Exzenteringes bei Drehrichtungswechsel,

z. B. eine radiale AusMisung 13G unter einem Winkel, der der nicht gezeichneten Anordnung des ötesisaugkanals gegenüber dem öldrücMcasiSi entspricht und mit einem Begrenzungsstift 16B irn Puflipciigehäjat. !n F < g 3 hai der Exzenterring 13 weitere Aufnahmen 13H für leichte Druckfedern VJ, diese Blatt- oder Drahtfe- -JS «m- ?ber auch Abspaltungen von der Feder 14 selbst, sollen einen leichten Andruck des Kupplungselementes 15 an die zylindrische Mantelfläche des Außenrotors 12 bewirken. Die dabei auftretende, vorwiegende rollende Reibung, kann infolge des geringen Andruckes vernachlässigt wurden. Der leichte Andruck bewirkt eine noch schnellere Mitnahme des Exzenterringes 13 durch den Außenrotor 12, vor allem bei extrem geringen Drehzahlen.

In Fig.4 ist der Schlitz 137 für die Aufnahme der Feder 14 kreisbogenförmig ausgeführt Es wird damit ein größerer Klemmwinkel, eine größere Durchbiegung der Feder und damit eine größere Umsteuerkraft erzielt.

Wird der Innenrotor 11 in Richtung des Uhrzeigers angetrieben, werden die Kupplungs-.inente 15 durch den öistrom an die eine Begrenzug der Aussparung 13o bewegt und von der Feder 14 und der zylindrischen Außenfläche 12ß in der F i g. 1 dargestellten Lage gehalten, wobei zwischen Kupplungselement 15 und der zylindrischen Außenfläche 125 des Außenrotors ein geringer Spalt bleibt.

Bei Umsteuerung der Drehrichtung des Innenrotors 11 gegen den Uhrzeigersinn drückt sofort der kapillare Öistrom zwischen Außenrotor 12 und Exzenterring 13 'das Kupplungselement 15 in den Keilspalt, so daß eine kraftschlüssige Kupplung oder Klemmung zwischen Außenrotor 12 und der Feder 14 und damit den Exzenterring 13 über das Kupplungsglied 15 erfolgt und der Exzenterring 13 wird bis zum Anschlag 16ß in der nicht gezeigten Lage mitgenommen. Nach der Begrenzung der Drehung des Exzenterringes wälzt der Außenrotor 12 das Kupplungselement 15 über den Gipfelpunkt des spiegelgleichen Keilspaltes 13£"t;s an die zweite Begrenzung der Aussparung 13 B und die Mitnahmeeinrichtung ist für einen weiteren Drehrichtung^wechsel bereit.

Die Kupplungseinrichtung 18 kann wie in Fig. 1 dargestellt, zweifach aber auch wie in Fig.3 und 4 zu ersehen als einfache Kupplungseinrichtung 28, 38 ausgeführt sein, wobei die zweifache Anbringung auch bei sehr geringen Drehzahlen und bei unterschiedlichen oder ungünstigen Anbauordnungen im Zusammenhang mit der Schwerkraft für das Kupplungselement 15 eine absolut sichere Funktion gewährleistet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradpumpe mit bei wechselnder Antriebsrichtung gleichbleibender Förderrichüing, mit einem den Saug- und DruckanschluÖ für das Förderte!) enthaltenden Gehäuse, einem vom innenverzahnten Außenrotor umschlossenen, außenverzahnten Innenrotor, einem im Gehäuse um die Schwerpunktachse des Innenrotors in entgegengesetzter Richtung um ISO" schwenkgelagerten Exzenterring, in welchem der Außenrotor drehbar gelagert ist und einer Reibverbindung zwischen Außenrotor und dem Exzenterring, dadurch gekennzeichnet, daß

!5

— die Kupplungseinrichtung (18) von der zylindrischen Mantelfläche (i2B) des Außenrotors (12), einer tangential zu dieser Mantelfläche angeordneten und durch eine Aussparung (\3B) im Exzenterring (13) und einer Blattfeder (14), die in -diesem Ring gelagert ist, sowie einem Kupplungselement (15) gebildet wird,

— das Kupplungselement berührungsfrei in einem Keilraum (13/9 lagert und nur bei Drehrichtungsumkehr infolge des kapillaren Ölstroms zwischen Außenrotor (12) und Exzenterring (13) für die Kupplung wirksam wird,

— die Keilspalte (13/% 13F^ innerhalb der Kupplungseinrichtung (18) spiegelgleich angeordnet sind.