DE3003108A1 - GEAR PUMP FOR HYDRAULIC CIRCUIT ARRANGEMENTS - Google Patents
GEAR PUMP FOR HYDRAULIC CIRCUIT ARRANGEMENTSInfo
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Description
Zahnradpumpe für hydraulische SchaltungsanordnungenGear pump for hydraulic circuit arrangements
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart. Solche Pumpen dienen insbesondere dem Zweck, bei Erdbewegungsmaschinen das Fahrwerk und das Werkzeug anzutreiben, wobei die vom Antriebsmotor entwickelte Leistung für diese Zwecke ausreichen muß.The invention relates to a gear pump of the type specified in the preamble of claim 1. Such Pumps are used in particular to drive the chassis and the tool in earthmoving machines, with the power developed by the drive motor must be sufficient for these purposes.
Bei einer bekannten Pumpe dieser Art (Patent Nr. 915 vom 17. November 1970) werden die beiden Zahnradpaare dann parallel geschaltet, wenn der Förderdruck eine bestimmte Grenze nicht zu überschreiten braucht. Wenn die hydraulische Anordnung aber einen über dieser Grenze liegenden Druck erfordert, dann wird eines der beiden Zahnradpaare kurzgeschlossen, damit das andere Zahnradpaar mit der ganzen Motorleistung fördern kann. Das führt zwar zu einer Verringerung der von der Pumpe gelieferten Fördermenge, aber zu einer entsprechenden Vergrößerung des Förderdrucks.In a known pump of this type (Patent No. 915 dated November 17, 1970), the two pairs of gears are switched in parallel when the delivery pressure has reached a certain limit need not exceed. However, if the hydraulic arrangement requires a pressure above this limit, then one of the two pairs of gears is short-circuited so that the other pair of gears feed with all the engine power can. This leads to a reduction in the delivery rate delivered by the pump, but to a corresponding increase the delivery pressure.
Der Erfindung liegt nun folgende Aufgabe zugrunde: Die mit den beiden Zahnradpaaren ausgerüstete Pumpe soll sich schneller von dem einen auf den anderen Betriebszustand umschalten lassen, und zwar unter gleichen Betriebsbedingungen. Dabei soll der unerwünschte Druckmittel verbrauch verringert werden, der in der hydraulischen Schaltung für den Anschluß und die Steuerung der beiden Zahnradpaare erfolgt. Auch soll sich die Wirkungsweise der beiden Paare von Zahnradpumpen durch Einfachheit und Betriebssicherheit auszeichnen.The invention is based on the following object: The pump equipped with the two pairs of gears should be Switch from one operating mode to the other faster, under the same operating conditions. The unwanted pressure medium consumption should be reduced in the hydraulic circuit for the connection and the two pairs of gears are controlled. The mode of operation of the two pairs of gear pumps should also change characterized by simplicity and operational reliability.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch gekennzeichnete Ausgestaltung der Zahnradpumpe gelöst.According to the invention, this object is achieved by the design of the gear pump characterized in the claim.
In den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der 030 0 37/0610In the drawings, in which an exemplary embodiment of 030 0 37/0610
Erfindung dargestellt ist, zeigtInvention shown shows
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Zahnradpumpe nach der Erfindung mit der hydraulischen Schaltungsanordnung ,Fig. 1 is a schematic view of the gear pump according to the invention with the hydraulic circuit arrangement ,
Fig. 2 schematisch die Anordnung der Leitungen der hydraulischen Schaltung nach Fig. 1,FIG. 2 schematically shows the arrangement of the lines of the hydraulic circuit according to FIG. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Pumpe in einer in Durchmesserrichtung verlaufenden Ebene und3 shows a section through the pump shown in FIG. 1 in a direction running in the diameter direction Level and
Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3.FIG. 4 shows the section along the line IV - IV in FIG. 3.
Im Gehäuse 2 der für eine Erdbewegungsmaschine bestimmten Zahnradpumpe 1 ist die hydraulische Steuer- und Antriebsanlage der Pumpe 1 untergebracht. Der nicht näher dargestellte Antriebsmotor treibt eine im Gehäuse 2 gelagerte Welle 33 an, die zwei Paare 3 und 4 von Pumpenzahnrädern kämmen läßt. Das erste Paar 3 umfaßt ein auf der Welle 33 befestigtes Zahnrad 3a und ein damit kämmendes Zahnrad 3b, während das zweite Zahnradpaar 4 ein angetriebenes Zahnrad 4a enthält, das mit einem Zahnrad 4b kämmt und auf einer Welle 33a befestigt ist, die eine gleichachsige Fortsetzung der Welle 33 bildet. Dem ersten Zahnradpaar 3 wird das hydraulische Druckmittel von einem Vorratsbehälter 27 aus durch einen ersten Einlaß 5 zugeführt. Der Auslaß 6 dieses ersten Zahnradpaares 3 steht mit einem nicht näher dargestellten hydraulischen Verteiler in Verbindung, der dazu dient, die Bewegung des vom Fahrzeug getragenen Werkzeugs zu steuern. Vom Vorratsbehälter 27 führt ein zweiter Einlaß 7 zum zweiten Zahnradpaar 4, dessen Auslaß 8 zu einer zylindrischen Kammer 9 verläuft. Diese Kammer 9 ist an ihrem einen Ende durch ein erstes Steuerventil 10 und an ihrem anderen Ende durch ein zweites Steuerventil 11 verschließbar. Das Ver-The hydraulic control and drive system is located in the housing 2 of the gear pump 1 intended for an earthmoving machine the pump 1 housed. The drive motor, not shown in detail, drives a shaft 33 mounted in the housing 2, which has two pairs 3 and 4 of pump gears mesh. The first pair 3 comprises a gear 3a fixed on the shaft 33 and a meshing gear 3b, while the second gear pair 4 includes a driven gear 4a, which with a Gear 4b meshes and is mounted on a shaft 33a, which forms a coaxial continuation of the shaft 33. The first Gear pair 3 is supplied with the hydraulic pressure medium from a reservoir 27 through a first inlet 5. The outlet 6 of this first pair of gears 3 is connected to a hydraulic distributor, not shown in detail, which is used to control the movement of the tool carried by the vehicle. A second leads from the storage container 27 Inlet 7 to the second pair of gears 4, the outlet 8 of which extends to a cylindrical chamber 9. This chamber 9 is at her one end can be closed by a first control valve 10 and at its other end by a second control valve 11. The Ver-
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schlußstück 12 des ersten Steuerventils 10 wird durch eine Feder 13 auf seinen Sitz gedrückt. Von diesem Ventil 10 aus erstreckt sich eine Leitung 14 zum Auslaßkanal 6 des ersten Zahnradpaares 3. Die Verbindung zwischen dem Auslaß 8 des zweiten Zahnradpaares 4 und dem Auslaß 6 des ersten Zahnradpaares 3 ist unterbrochen, solange das Ventil 10 durch die Wirkung seiner Feder 13 geschlossen ist. Das Verschlußstück 15 des zweiten Steuerventils 11 wird ebenfalls durch eine Feder 16 auf seinen Sitz gedruckt, der von einem durch Rippen an der Innenwand der Kammer 9 befestigten Kegel gebildet wird. Das VerschlußstUck 15 hat die Gestalt eines Topfes 15a, der in einer Steuerkammer 25 gleitend geführt ist und die Druckfeder 16 aufnimmt. Der Boden dieses Topfes hat ein Loch 31, das durch den Sitzkegel verschließbar ist und den Durchflußkanal bildet, der die Kammern 25 und 9 verbindet.Closing piece 12 of the first control valve 10 is through a Spring 13 pressed onto its seat. From this valve 10 a line 14 extends to the outlet channel 6 of the first Gear pair 3. The connection between the outlet 8 of the second gear pair 4 and the outlet 6 of the first gear pair 3 is interrupted as long as the valve 10 is closed by the action of its spring 13. The locking piece 15 of the second control valve 11 is also pressed by a spring 16 on its seat, which is of one by ribs on the inner wall of the chamber 9 attached cone is formed. The closure piece 15 has the shape of a pot 15a, the is slidably guided in a control chamber 25 and receives the compression spring 16. The bottom of this pot has a hole 31, which can be closed by the seat cone and forms the flow channel that connects the chambers 25 and 9.
Der an die Leitung 14 angeschlossene Raum, der von der Kammer 9 durch das Ventil 10 getrennt ist, steht durch eine Leitung 18 mit der Kammer 19 eines Steuerschiebers 19, 20 in Verbindung, der zwei Schaltstellungen aufweist und dessen Steuerkolben 20 in der Kammer 19 gleitend geführt ist. Auf dessen eines Ende 20a wirkt eine Druckfeder 30, die den Kolben in der ersten Schaltstellung zu halten sucht. Am anderen Ende hat der Kolben 20 eine Schubfläche 20b, auf die der in der Leitung 18 herrschende Druck wirkt. Ein erster Bereich 21 der Steuerschieberkammer 19 steht über Leitungen 23 und 24 mit der Kammer 25 in Verbindung, die durch das zweite Steuerventil 11 von der Kammer getrennt ist. Ein im Abstand vom ersten Bereich 21 angeordneter zweiter Bereich 22 der Kammer, der ebenso wie der Bereich 21 einen größeren Durchmesser hat, steht durch eine Abflußleitung 26 mit dem Behälter 27 in Verbindung. In seiner Mitte hat der Steuerkolben 20 eine Einschnürung 28. Wird der Kolben durch den auf seine Schubfläche 20b wirkenden Flüssigkeitsdruck in seine zweite Schaltstellung verschoben, dann verbindet die Einschnürung 28 die beiden Bereiche 21 und 22 der Steuerschieberkammer 19 miteinander.The connected to the line 14 space, which is separated from the chamber 9 by the valve 10, is by a Line 18 with the chamber 19 of a control slide 19, 20 in connection, which has two switching positions and its Control piston 20 is slidably guided in chamber 19. On one end 20a of which a compression spring 30 acts, which pushes the piston seeks to hold in the first switch position. At the other end, the piston 20 has a thrust surface 20b on which the in-line The prevailing pressure is at work. A first area 21 of the spool valve chamber 19 is via lines 23 and 24 with the chamber 25 in connection, through the second control valve 11 from the chamber is separated. A second area 22 of the chamber which is arranged at a distance from the first area 21 and which, like the area 21 has a larger diameter communicates with the container 27 through a drain line 26. In its midst the control piston 20 has a constriction 28. The piston is caused by the fluid pressure acting on its thrust surface 20b shifted into its second switching position, then the constriction 28 connects the two areas 21 and 22 of the control slide chamber 19 with each other.
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Die Wirkung der Pumpe ist folgende:The effect of the pump is as follows:
Die beiden Zahnradpaare 3 und 4 fördern das Druckmittel in ihre Auslaßleitungen 6 und 8. Solange der in der Auslaßleitung 6 herrschende Druck eine bestimmte Grenze nicht überschreitet, vermag der Druck in der Auslaßleitung 8 das Verschlußstück 12 des Steuerventils 10 offen zu halten, während das Steuerventil 11 geschlossen bleibt. Infolgedessen fließt der vom Zahnradpaar4geförderte Strom über die Leitung 8, die Kammer 9 und die Leitung 14 der Auslaßleitung 6 des Zahnradpaares 3 zu. Mithin ist die dem Verteiler zufließende Strömungsmenge gleich der Summe der von den beiden Zahnradpaaren 3 und geförderten Strömungsmenge. Das Verschlußstück 15 des Steuerventils 11 wird also durch die Feder 16 auf seinen Sitz gedrückt und schließt den Strömungsweg von der zylindrischen Kammer 9 zur Leitung 17. Dabei wird die Feder 16 durch den Druck in der Kammer 25 unterstützt, der auf eine.r Höhe aufrechterhalten wird, die dem Druck in der zylindrischen Kammer 9 entspricht.The two gear pairs 3 and 4 promote the pressure medium in their outlet lines 6 and 8. As long as the in the outlet line 6 prevailing pressure does not exceed a certain limit, the pressure in the outlet line 8 is capable of the closure piece 12 to keep the control valve 10 open while the control valve 11 remains closed. As a result, flows the flow conveyed by the gear pair 4 via the line 8, the chamber 9 and the line 14 of the outlet line 6 of the gear pair 3 to. Consequently, the flow rate flowing to the distributor is equal to the sum of the two pairs of gears 3 and 3 conveyed flow rate. The closure piece 15 of the control valve 11 is thus pressed by the spring 16 onto its seat and closes the flow path from the cylindrical chamber 9 to the line 17. The spring 16 is thereby caused by the pressure in the Chamber 25 supported, which is maintained at a height, which corresponds to the pressure in the cylindrical chamber 9.
Wenn aber der in der Auslaßleitung 6 und deren Zweigleitung 14 herrschende Förderdruck, der über die Leitung 18 auf die Schubfläche 20b des Steuerkolbens 20 wirkt, eine bestimmte Grenze überschreitet, dann verschiebt sich der Steuerkolben 20 entgegen der Kraft der Federung 30 in die zweite Schaltstellung. Wenn das geschieht, wird an der Einschnürung 28 des Steuerkolbens 20 eine Verbindung zwischen den beiden Bereichen 21 und 22 der Steuerschieberkammer 20 hergestellt. Infolgedessen wird die Kammer 25 über die Leitungen 24, 23 und 26 auf Abfluß in den Vorratsbehälter 27 geschaltet. Daher fällt der Druck in der Kammer 25 und vermag das Verschlußstück 15 des Steuerventils 11 nicht mehr geschlossen zu halten. Der in der Kammer 9 herrschende Druck öffnet daher das Steuerventil 11, so daß dieses die Leitungen 8 und 17 miteinander verbindetIf, however, the delivery pressure prevailing in the outlet line 6 and its branch line 14, which is via the line 18 acts on the thrust surface 20b of the control piston 20, a certain If the limit is exceeded, the control piston 20 moves against the force of the suspension 30 into the second Switch position. When that happens, it becomes constricted 28 of the control piston 20 established a connection between the two areas 21 and 22 of the control slide chamber 20. As a result, the chamber 25 is switched to drain into the storage container 27 via the lines 24, 23 and 26. Therefore the pressure falls in the chamber 25 and is no longer able to keep the closure piece 15 of the control valve 11 closed. Of the The pressure prevailing in the chamber 9 therefore opens the control valve 11 so that it connects the lines 8 and 17 to one another
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und somit das Zahnradpaar 4 kurzschließt und auf Abfluß schaltet. Daher verbraucht das Zahnradpaar 4 keine Antriebsleistung mehr. In diesem Betriebszustand schließt die Feder 13 das Verschlußstück 12 des Steuerventils 10, weil in der auf Abfluß geschalteten zylindrischen Kammer 9 kein Überdruck mehr besteht. Infolgedessen steht die gesamte Motorleistung zum Antrieb des Zahnradpaares 3 zur Verfugung, das den Verteiler mit entsprechend hohem Druck, wenn auch mit der verringerten Strömungsmenge speist. Auf diese Weise vermag die Pumpe in diesem Betriebszustand das Druckmittel mit höherem Druck, wenn auch mit einer geringeren Strömungsmenge, zu fördern als in dem anderen Betriebszustand.and thus the gear pair 4 short-circuits and switches to drain. Therefore, the gear pair 4 does not consume any drive power more. In this operating state, the spring 13 closes the closure piece 12 of the control valve 10 because in the Cylindrical chamber 9 switched to drain, no excess pressure there is more. As a result, the entire engine power is at a standstill to drive the gear pair 3 available that the distributor with a correspondingly high pressure, albeit with the feeds reduced flow rate. In this way, the pump is able to use the pressure medium at a higher level in this operating state To promote pressure, albeit with a smaller flow rate than in the other operating state.
Das beschriebene AusfUhrungsbeispiel läßt sich in mannigfacher Hinsicht abwandeln, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.The exemplary embodiment described can be used in many ways Modify respect without departing from the subject matter of the invention.
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