DE3837599A1 - Zahnradpumpe mit zwei im pumpengehaeuse nebeneinander angeordneten zahnradpaaren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe mit zwei im Pumpengehäuse nebeneinander angeordneten Zahnradpaaren gemäß dem weiteren im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine Zahnradpumpe der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE-PS 9 20 107 bekannt. Die Zahnradpaare sind im Pumpenge­ häuse parallel geschaltet und besitzen einen gemeinsamen Saugraum, jedoch getrennte Druckräume und von diesen ge­ trennt abführende Druckausgänge. Von Nachteil ist, daß bei dieser Zahnradpumpe keine Möglichkeit besteht, die Förder­ menge zu ändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Zahnradpumpe derart weiterzubilden, daß die Fördermenge verändert und dabei Antriebsleistung eingespart werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Zahnradpumpe wird eine Änderung der Fördermenge dadurch erreicht, daß über den Steuerschieber nach vorgegebenen Parametern ge­ steuert der Druckraum eines Zahnradpaares vom Druckausgang abgetrennt und dessen Fördermenge ganz oder teilweise aus dem Förderkreislauf abgesteuert oder unmittelbar in den Saugraum der Pumpe zurückgefördert wird. Da die Absteue­ rung der Fördermenge weitgehend drucklos erfolgt, wird hierdurch gleichzeitig Antriebsleistung eingespart.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine baulich einfache Ausbildung der Zahnradpumpe dadurch er­ reicht, daß das Pumpengehäuse dreigeteilt ist und aus ei­ nem scheibenförmigen Gehäusemittelteil besteht, an dessen Breitseiten je ein Gehäusedeckel angeflanscht ist. Dabei wird eine kompakte Bauweise dadurch erzielt, daß im Gehäu­ semittelteil ein Zahnradpaar und der gemeinsame Druckaus­ gang, in einem Deckelteil das weitere Zahnradpaar und in dem anderen Deckelteil der Steuerschieber angeordnet ist.

Das im Gehäusemittelteil angeordnete Zahnradpaar steht ständig mit dem Druckausgang in Verbindung. Die Änderung der von der Pumpe abgegebenen Fördermenge erfolgt aus­ schließlich dadurch, daß die Teilfördermenge des im Ge­ häusedeckel angeordneten Zahnradpaares nach außen oder in den gemeinsamen Saugraum abgesteuert wird. Zur Steuerung dieser Teilmenge ist der Druckraum des im Gehäusedeckel angeordneten Zahnradpaares über einen im Pumpengehäuse integrierten Druckkanal mit einer im gegenüberliegenden Steuergehäusedeckel angeordneten Steuerbohrung verbunden. In der Steuerbohrung ist der Steuerschieber verschiebbar angeordnet.

Durch die Anordnung der Steuerbohrung im Gehäusedeckelteil ist es möglich, auf baulich einfache Weise den Druckraum des im Gehäusemittelteil angeordneten Zahnradpaares als auch den gemeinsamen Saugraum mit der Steuerbohrung zu verbinden.

Relativ kurze Schaltzeiten und Schaltwege werden dann er­ reicht, wenn die Steuerbohrung und der Steuerschieber ge­ mäß den Merkmalen des Anspruches 5 ausgebildet sind.

Schließlich wird noch eine einfache druckabhängige Steue­ rung der Fördermenge dadurch erreicht, daß der Steuerschie­ ber mit einer Quer- und Längsbohrung gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 oder einer Gehäusebohrung nach Anspruch 7 versehen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 die Zahnradpumpe in einer Ansicht auf die Antriebsseite bei abnommenem Gehäusedeckel und

Fig. 2 die Zahnradpumpe aus Fig. 1 im Schnitt ge­ mäß den Linien II-II.

Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1 besitzt ein dreigeteil­ tes Pumpengehäuse, das sich aus einem scheibenförmigen Gehäusemittelteil 2 und den an beiden Breitseiten des Ge­ häusemittelteiles 2 angeflanschten Gehäusedeckeln 3 und 4 zusammensetzt. Die vorzugsweise zur Förderung von Schmier­ öl in den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine be­ stimmte Zahnradpumpe 1 besitzt zur Förderung des Schmier­ öles zwei im Pumpengehäuse parallel angeordnete Zahnrad­ paare 5 und 6, von denen in Fig. 2 nur die getriebenen Zahnräder 7 und 8 dargestellt sind und von denen das Zahn­ radpaar 5 im Gehäusemittelteil 2 und das Zahnradpaar 6 innerhalb des Gehäusedeckels 4 angeordnet ist. In Fig. 1 ist neben dem getriebenen Zahnrad 8 das mit diesem im äuße­ ren Kämmeingriff stehende antreibende Zahnrad 9 dargestellt. Vorgesehen ist, daß jeweils die antreibenden Zahnräder als auch die getriebenen Zahnräder auf gemeinsamen Wellen 10 bzw. 11 gelagert sind. Für beide Zahnradpaare ist inner­ halb des Pumpengehäuses ein gemeinsamer Saugraum 12 vor­ gesehen, von dem ein Ansaugstutzen 13 zu einer nicht dar­ gestellten, im Schmierölvorrat eingetauchten Ansaugglocke abgeführt ist. Das von den Zahnradpaaren 5 und 6 aus dem gemeinsamen Saugraum 12 entnommene Schmieröl wird in Druck­ räume 14 und 15 gefördert, die durch eine Gehäusewand 16 voneinander getrennt sind. Die von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderten Schmierölteilmengen 12 werden einem ge­ meinsamen Druckausgang 17 zugeführt. Die Gesamtfördermenge der Zahnradpumpe setzt sich somit aus den einzelnen Teilför­ dermengen der beiden Zahnradpaare 5 und 6 zusammen. Der Druckausgang 17 ist dabei innerhalb der im Gehäusemittelteil 2 angegossenen Befestigungskonsole 18 verlegt. Während die vom Zahnradpaar 5 geförderte Schmierölteilmenge als Pri­ märstrom den Schmierölkreislauf ständig mit Schmieröl ver­ sorgt, wird zur Änderung der Schmierölmenge die von dem Zahnradpaar 6 geförderte Teilmenge über einen Steuerschie­ ber 19 gesteuert in den Schmierölkreislauf eingespeist. Der Steuerschieber 19 ist in einer innerhalb des Gehäuse­ deckels 3 angeordneten Steuerbohrung 20 verschiebbar einge­ setzt. An die Steuerbohrung 20 ist das Zahnradpaar 6 über einen vom Druckraum 15 abführenden Druckkanal 21 angeschlos­ sen. An die Steuerbohrung 20 ist ferner der Druckraum 14 durch die Verbindungsöffnung 22, der Saugraum 12 durch die Verbindungsöffnung 23 und zur Begrenzung der Fördermenge eine Absteuerbohrung 24 angeschlossen. Zur Steuerung der vom Zahnradpaar 6 geförderten Schmierölmenge besitzt der Steuerschieber 19 drei Steuerkolben 25, 26 und 27. Die beiden Steuerkolben 25 und 27 befinden sich an beiden längs­ seitigen Enden des Steuerschiebers 19 und dienen gleichzei­ tig zu dessen Führung in der Steuerbohrung 20. Von Steuer­ kolben 26 wird die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druckraum 14 bzw. die Verbindung zwischen Druckraum 15 und Absteuerbohrung 24 gesteuert. Der Steuerkolben 27 hat die Aufgabe, die Verbindung zwischen dem Druckraum 14 und dem Saugraum 12 zu steuern. Zwischen den Steuerkolben 26 und 27 weist der Steuerschieber 19 eine Querbohrung 28 auf, von der eine Längsbohrung 29 abgeführt ist, die in eine vom Steuerkolben 25 und dem Gehäusedeckel 3 begrenzten Steuerraum 30 mündet. Die Stellbewegungen des Steuerschie­ bers 19 werden durch eine Feder 31 beeinflußt, die am Steuer­ kolben 27 und an einer in die Steuerbohrung 20 eingeschraub­ ten Federstütze 32 gehalten ist. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den Steuerschieber über ein Elektromag­ netventil in Abhängigkeit von bestimmten vorgegebenen Be­ triebsparametern der Brennkraftmaschine zu steuern. An Stelle der Bohrungen 28, 29 kann der Steuerraum 30 auch durch eine Bohrung 33 in einer Gehäusewand direkt mit dem Druckraum 14 verbunden werden.

In Fig. 2 ist der Steuerschieber 19 in seiner Ausgangslage bei abgestellter Brennkraftmaschine dargestellt. Der Steuer­ kolben 26 befindet sich in einer Stellung, in der die Ver­ bindung zwischen Druckkanal 21 und Absteueröffnung 24 ver­ schlossen, dagegen die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druckraum 14 geöffnet ist. Der Steuerschieber 27 nimmt eine Lage ein, in der die Verbindung zwischen Druckraum 14 und Saugraum 12 getrennt ist. In der Start- und Leerlauf­ phase des Motors wird somit die von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderte Schmierölmenge in den Schmierölkreislauf eingespeist. Mit zunehmender Drehzahl steigt der Druck im Druckraum 14 an. Über die Bohrungen 28 und 29 gelangt Druck­ öl in den Steuerraum 30. Hierdurch wird der Steuerschieber entgegen der Wirkung der Feder 31 verschoben, wobei sich der Durchlaßquerschnitt des Druckkanales 21 verkleinert, so daß ein Teil der Schmierölmenge vom Druckkanal 21 über ein Rückschlagventil 34 in den Druckraum 14 zugesteuert wird. Die Verbindung zwischen Druckraum 14 und Saugraum 12 bleibt weiterhin getrennt. Mit zunehmender Drehzahl bewegt sich der Steuerschieber in eine Stellung, in der vom Steuer­ kolben 26 die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druck­ raum 14 gesperrt, jedoch zwischen Druckkanal 21 und Abström­ öffnung 24 geöffnet ist. Das von dem Zahnradpaar 6 geför­ derte Schmieröl wird dann ausschließlich über die Absteuer­ öffnung unmittelbar in den Schmierölvorrat oder den Saug­ raum zurückgeführt. Bei weiter steigendem Druck wird ein Teil der vom Zahnradpaar 5 geförderten Menge über die Ver­ bindungsöffnung 23 in den Saugraum 12 abgesteuert. Mit Erreichen des Höchstdrucks nimmt der Steuerschieber die durch strichpunktierte Linien angedeutete Endlage ein. In dieser Endlage sind die beiden Druckräume 14 und 15 un­ tereinander als auch mit dem Saugraum 12 und der Absteuer­ öffnung 24 verbunden. Hierdurch wird eine Begrenzung der von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderten maximalen Schmierölmenge erreicht, in dem eine Teilmenge durch die Absteueröffnung 24 direkt in den Schmierölvorrat und durch die Verbindungsöffnung 23 in den Saugraum 12 abgesteuert wird.

Claims (9)

1. Zahnradpumpe mit zwei im Pumpengehäuse nebeneinander angeordneten Zahnradpaaren, mit einem gemeinsamen Saugraum und mit durch eine Gehäusewand voneinander getrennten Druck­ räumen, die einen Druckausgang aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckräume (14, 15) einen gemeinsamen Druckaus­ gang (17) besitzen, der mit dem Druckraum (14) ständig und mit dem Druckraum (15) über einen Steuerschieber (19) ge­ steuert verbunden ist.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgang (17) vom Druckraum (14) abgezweigt ist.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (15) mit dem Druckraum (14) durch einen im Pumpengehäuse (2) integrierten Druckkanal (21) verbun­ den ist.

4. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) dreigeteilt ist und ein scheiben­ förmiges Gehäusemittelteil (2) umfaßt, an dessen Breitsei­ ten Gehäusedeckel (3, 4) angeflanscht sind, wobei im Ge­ häusemittelteil (2) ein Zahnradpaar (5) und der Druckaus­ gang (17), in einem Gehäusedeckel (4) das weitere Zahnrad­ paar (6) und im anderen Gehäusedeckel (3) der Steuerschie­ ber (19) angeordnet ist.

5. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (19) in einer Steuerbohrung (20) des Gehäusedeckels (3) angeordnet ist, an die die Pumpen­ außenseite, der Druckkanal (21), der Druck- (14) und der Saugraum (12) angeschlossen sind und daß der Steuerschieber (19) einen Steuerkolben (26) zur Steuerung der Verbindung zwischen Druckkanal (21) und Pumpenaußenseite bzw. Druckraum (14) und einen weiteren Steuerkolben (27) zur Steuerung der Verbindung zwischen Druck- (14) und Saugraum (12) aufweist.

6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (19) im Bereich zwischen beiden Steuerkolben (26, 27) mit einer Querbohrung (28) versehen ist, von der eine Längsbohrung (29) zu einem Steuerraum (30) abgeführt ist und daß die Bohrungen (28, 29) Dämpfer­ funktion haben.

7. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (14) mit dem Steuerraum (30) über eine Gehäusebohrung (33) verbindbar ist.

8. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (19) in Abhängigkeit eines vom Druck­ raum (14) durch die Quer- (28) und Längsbohrung (29) oder die Gehäusebohrung (33) in den Steuerraum (30) geführten Mediums gegen die Wirkung einer Feder (31) in der Steuerboh­ rung (20) verschiebbar ist.

9. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkanal (21) über ein Rückschlag-Ventil (34) mit dem Druckraum (14) in Verbindung steht.