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Zahnradpumpe, insbesondere zur Förderung
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von Schmieröl oder Hydrauliköl Die Erfindung bezieht sich auf eine
Zahnradpumpe, der im Oberbegriff deo Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Zahnradpumpen werden in vielfältigen Varianten zur Förderung von Flüss
keiten, wie z. B. von Wasser, Seifenwasser oder Öl eingesetzt. Ein weit verbreitetes
und wichtiges Anwendungsgebiet finden die Zahnradpumpen im Kraftfahrzeugbau9 wo
sie als Ölpumpen zur Schmiermittelversorgung im Motor oder als Hydraulikpumpe im
Getriebe des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.
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Die üblichen Zahnradpumpen bestehen aus einem von einer Antriebswelle
angetriebenen massiven ersten Zahnrad und einem von diesem ersten Zahnrad durch
Zahneingriff angetriebenen massiven zweiten Zahnrad. Die Fördermenge einer Zahnradpumpe
hängt zum einen von der Zahnbreite, der Zahnfläche und der Zähnezahl der Zahnradpumpe
und zum anderen auch von der Drehzahl, mit der die Zahnradpumpe betrieben wird,
ab. Die Fördermenge der Zahnradpumpe ist somit der Drehzahl der Zahnradpumpe proportional,
was nicht immer mit den Erfordernissen des Betriebes übereinstimmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so zu verbessern und auszugestalten,
daß die starre Verknüpfung der Fördermenge mit der Zahnradpumpen-Drehzahl aufgehoben
wird und somit eine Möglichkeit besteht, die Fördermenge der Pumpe während des Betriebes
optimal auf die wechselnden jeweiligen Erfordernisse abzustimmen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Anstelle massiver Zahnräder werden Zahnräder aus lose
aufeinandergeschichteten Zahnradscheiben verwendet, wobei je nach Bedarf jeweils
nur ein Teil dieser Zahnradscheiben aktiviert wird, wodurch die wirksame Zahnbreite
der Zahnräder variiert wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung näher erläutert.
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In der schematischen Darstellung der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine
Draufsicht und Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles II gesehen.
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In der Zeichnung sind lediglich solche Elemente der Zahnradpumpe dargestellt,
die für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind. Nicht dargestellt sind
unter anderem Einzelheiten des Pumpengehäuses sowie die Zu- und Ableitungen der
Zahnradpumpe.
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Die Zahnradpumpe besteht in üblicher Weise aus zwei miteinander im
Zahneingriff befindlichen Zahnrädern 1 und 2, von denen das eine, nämlich das erste
Zahnrad 1 unmittelbar durch eine Antriebswelle 3 L. f
angetrieben
wird, während das zweite Zahnrad 2 nur mittelbar, nämlich über das erste Zahnrad
1 angetrieben wird.
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Die beiden Zahnräder 1 und 2 sind nicht massiv, sondern lamelliert
ausgebildet. Sie sind jeweils aus mehreren lose aufeinandergeschichteten Zahnradscheiben
1a und 2a zusammengesetzt und zwar beide aus der gleichen Anzahl von Zahnradscheiben.
Die jeweils miteinander im Eingriff befindlichen Zahnradscheiben des ersten sowie
des zweiten Zahnrades sind jeweils gleich dick ausgebildet, also derart, daß jeweils
nur zwei Zahnradscheiben miteinander im Eingriff sind und keine axiale Überdeckung
zwischen mehreren Zahnradscheiben existiert. Im Ausführungsbeispiel sind die aufeinandergeschichteten
Zahnradscheiben 1 a bzw. 2a jeweils gleich dick ausgeführt. Es kann jedoch von Vorteil
sein, unterschiedlich dicke Zahnradscheiben zu verwenden, wobei dann jedoch sowohl
für das erste wie auch für das zweite Zahnrad jeweils die gleiche Dickenkombination
vorgesehen sein muß.
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Während die Zahnradscheiben 2a des zweiten Zahnrades 2 jeweils voneinander
unabhängig drehbar auf einem Achszapfen 7 gelagert sind oder erforderlichenfalls
entlang ihres Außendurchmessers geführt sein können, werden die durch die Antriebswelle
3 antreibbaren Zahnradscheiben 1a des ersten Zahnrades ausschließlich entlang ihres
Außendurchmessers im nur angedeuteten Pumpengehäuse 6 geführt und gelagert. Eine
vergleichbare Innenführung wie sie das zweite Zahnrad 2 besitzt, ist nicht vorgesehen.
Das erste Zahnrad 1 weist jedoch eine Innenverzahnung 1c auf, welche mit einer Keilverzahnung
4a des Wellenendes 4 der Antriebswelle 3 korrespondiert.
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Die Antriebswelle 3 ist in einer Lagerbohrung 5 des Lagergehäuses
nicht nur drehbar, sondern auch axial verschiebbar gelagert, wie dies mit einem
Doppelpfeil angedeutet ist. Es ist deshalb möglich das keilverzahnte Wellenende
4 mehr oder weniger tief in das erste Zahnrad 1 bzw. dessen Innenverzahnung 1c einzuschieben,
so daß die Zahl der mit dem verzahnten Wellenende 4 im Zahneingriff befindlicon
Zahnradschejben la verlinderbar ist und somit nach Wunsch bzw. Bedarf nur eine,
mehrere oder auch alle Zahnradscheiben des
ersten Zahnrades von
der Antriebswelle 3 angetrieben werden. Mit der Zahl der angetriebenen Zahnradscheiben
ändert sich auch die wirksame Zahnbreite und damit auch - konstante Drehzahl vorausgesetzt
- die Fördermenge der Zahnradpumpe.
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Die vorliegende Zahnradpumpe stellt also eine variable Zahnradpumpe
dar, die es in vorteilhafter Weise ermöglicht, die Fördermenge der Pumpe durch entsprechende
drehzahl-, druck- und/oder volumenabhängige Regelung den jeweils vorherrschenden
Betriebsbedingungen optimal anzupassen. In einfacher Weise ist es somit insbesondere
möglich, den Förderstrom der Zahnradpumpe dem jeweiligen Schluckvolumen des gespeisten
Verbrauchers anzupassen. Insbesondere ist es möglich, zumindest weitgehend unabhängig
von der Drehzahl der Zahnradpumpe eine zumindest annähernd konstante Flüssigkeit--,
insbesondere Schmieröl- oder Hydraulikölmenge zu fördern, indem mit wachsender Drehzahl
die Zahl der aktiven Zahnradscheiben entsprechend verringert wird, wodurch in vorteilhafter
Weise im übrigen die Leistungsaufnahme der Zahnradpumpe trotz steigender Drehzahl
zumindest annähernd konstant bleibt.
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Um sicherzustellen, daß während des Betriebes keine "Zahn-vor-Zahnt'-Stellung
zwischen der Verzahnung 4a des Wellenendes 4 und der korrespondierenden Innenverzahnung
1c des ersten Zahnrades 1 auftritt, wodurch das Wellenende am weiteren Eindringen
in das erste Zahnrad gehindert wäre, ist die Keilverzahnung 4a des Wellenendes stirnseitig
angespitzt oder abgerundet, so daß die Zähne dieser Keilverzahnung jeweils zwangsweise
in die Zahnlücken der Innenverzahnung 1c gelenkt werden. Dieser Effekt kann in vorteilhafter
Weise noch dadurch unterstützt werden, daß auch die Innenverzahnung der einzelnen
Zahnradscheiben 1a jeweils auf ihrer dem verzahnten Wellenende 4 zugekehrten Seite
abgerundet bzw.- entsprechend angespitzt ausgebildet werden.
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Die axiale Verstellung der Antriebswelle 3 kann grundsätzlich mit
jedem geeigneten Antriebs- und/oder Kraftübertragungsglied, insbesondere also auch
mit hydraulischen oder hydropneumatischen Kolben/
Zylinder-Einheiten
durchgeführt werden. In ihrer Ruhelage kann die Antriebswelle mittels nicht weiter
dargestellter Federvorrichtungen entweder in der in Fig. 1 gezeigten einen Endlage
oder in der denkbaren anderen Endlage, in der sie mit sämtlichen Zahnradscheiben
im Eingriff ist, fixiert werden. Üblicherweise wird die zweite Version zu bevorzugen
sein.
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Das Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung stark vereinfacht und
schematisiert dargestellt, um das Wesen der Erfindung möglichst klar erkennen zu
lassen. Es versteht sich, daß die in der Zeichnung erkennbaren Abmessungsverhältnisse
etc. keine Rückschlüsse auf die tatsächlichen Maßverhältnisse zulassen. Auch versteht
es sich, daß die Zahnräder 1 und 2 in bei Zahnradpumpen üblicher Weise nicht nur
umfangsmäßig, sondern auch axial im erforderlichen Maße abgedichtet sind.