DE4101641A1 - Zahnradpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit drei inein­ anderkämmenden Zahnrädern, von denen die beiden äußeren Zahnräder zur Förderung eines Druckmittels aus einem Saugkanal zu einem Druckkanal auf der ihrem Zahneingriff gegenüberliegenden Seite mit ihren Zähnen dichtend ent­ lang einer zylindrischen Teilfläche eines Pumpengehäuses bewegbar angeordnet sind.

Die bekannte, dreirädrige Zahnradpumpe ist so gestaltet, daß sie bei Wechsel der Drehrichtung leicht so umgebaut werden kann, daß sich ihre Förderrichtung nicht ändert.

Oftmals müssen mittels einer einzigen Pumpe zwei ver­ schiedene Verbraucher wahlweise mit Druckmittel versorgt werden. In einem Kraftfahrzeug muß beispielsweise der Fahrer aus einem einzigen Waschwasserbehälter wahlweise Wasser zu den Spritzdüsen der Heckscheibe und der Front­ scheibe fördern können. Das ist natürlich leicht durch zwei separate Pumpen möglich. Eine Alternative hierzu bestünde darin, nur eine Pumpe vorzusehen, dieser jedoch ein elektromagnetisch ansteuerbares 2-Wegeventil zuzu­ ordnen. Beide Maßnahmen sind jedoch relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Zahnrad­ pumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr auf möglichst einfache Weise zwei verschiedene Ver­ braucher wahlweise mit Druckmittel versorgt werden kön­ nen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Saugkanal zur Druckmittelzufuhr für beide äußeren Zahnräder ausgebildet ist und auf der dem Saugkanal ge­ genüberliegenden Seite zwei voneinander getrennte Druck­ kanäle vorgesehen sind.

Durch diese Gestaltung ist die Zahnradpumpe in der Lage, je nach Drehsinn vom Saugkanal entweder zum einen oder zum anderen Druckkanal zu fördern. Dadurch ist eine wahl­ weise Druckmittelversorgung zweier Verbraucher allein durch Drehrichtungsumkehr der Zahnradpumpe möglich, so daß eine zweite Pumpe oder ein elektromagnetisch betätig­ bares Zweiwegeventil unnötig wird.

Konstruktiv besonders einfach ist die Zahnradpumpe ge­ staltet, wenn die drei Zahnräder symmetrisch zum Saug­ kanal angeordnet sind und das mittlere, mit seiner Dreh­ achse mit dem Saugkanal fluchtende Zahnrad mit einem Antrieb versehen ist.

Wirkungsgradverluste durch eine Verwirbelung des zuflie­ ßenden Druckmittels im Bereich des mittleren Zahnrades können auf einfache Weise dadurch vermieden werden, daß das mittlere Zahnrad auf der dem Saugkanal zugewandten Seite eine Abschirmung aufweist.

Die Förderleistung der Zahnradpumpe läßt sich ohne Er­ höhung ihrer Drehzahl und ohne Vergrößerung ihrer Abmes­ sungen verdoppeln, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung zusätzlich zu dem auf der gegen­ überliegenden Seite der Druckkanäle angeordneten Saug­ kanal zwischen den Druckkanälen ein weiterer Saugkanal vorgesehen ist und zu zylindrischen Teilflächen des Pum­ pengehäuses führt, entlang der sich das mittlere Zahnrad mit seinen Zähnen dichtend bewegt.

Die den zusätzlichen Saugkanal aufweisende zylindrische Teilfläche des Pumpengehäuses hat eine für die Dicht­ funktion zwischen dem Saugkanal und Druckkanal ausrei­ chende Länge, wenn das mittlere Zahnrad gegenüber der Verbindungslinie der beiden in ihm kämmenden äußeren Zahnräder in Richtung der beiden Druckkanäle versetzt angeordnet ist.

Ein Ansaugen von Druckmittel aus dem je nach Drehsinn der Zahnradpumpe jeweils nicht mit Druck beaufschlagten Druckkanal kann durch ein beiden Druckkanälen gemein­ sames Rückschlagventil vermieden werden, wenn die beiden Druckkanäle durch eine gemeisame Ventilkammer geführt sind, in welcher ein beiden Druckkanälen gemeinsamer, elastischer Ventilkörper angeordnet ist, welcher die bei­ den Druckkanäle bei Fehlen eines Förderdruckes sperrt.

Besonders einfach ist dieses Rückschlagventil gestaltet, wenn die Ventilkammer und der Ventilkörper zylindrischen Querschnitt haben und die Druckkanäle tangential an ge­ genüberliegenden Seiten durch diese Ventilkammer geführt sind.

Der volumetrische Wirkungsgrad der Zahnradpumpe kann durch Spaltminimierung erhöht werden, indem gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auf der dem Saugkanal gegen­ überliegenden Seite der Zahnräder eine axial verschieb­ lich gegen die Zahnräder anliegende Anlaufplatte vorge­ sehen ist und daß die Anlaufplatte auf der Seite der Druckkanäle gegen eine aus saugfähigem Zellstoff gebil­ dete, vom Druck in den Druckkanälen beaufschlagte Feder anliegt.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nach­ folgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge­ mäß gestaltete Zahnradpumpe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform einer erfindungsgemäß gestalte­ ten Zahnradpumpe,

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 um 90 Grad verdrehten Längsschnitt durch die Zahnradpumpe nach der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt ein Pumpengehäuse 1, in welches ein Saugkanal 2 hineinführt und aus dem zwei voneinander getrennte Druckkanäle 3, 4 herausführen. Im Inneren des Pumpengehäuses 1 sind auf einer gemeinsamen Verbindungs­ linie 5 symmetrisch zum Saugkanal 2 drei ineinanderkäm­ mende Zahnräder 6, 7, 8 angeordnet. Die beiden äußeren Zahnräder 6, 8 bewegen sich mit ihren nicht dargestell­ ten Zähnen jeweils entlang einer zylindrischen Teilflä­ che 9, 10 des Pumpengehäuses 1.

Vor dem mittleren Zahnrad 7 ist auf der Seite des Saug­ kanals 2 eine Abschirmung 11 angeordnet, die ein Auf­ treffen des angesaugten Druckmittels auf dieses Zahnrad 7 und eine Verwirbelung insbesondere zwischen ihm und den beiden benachbarten Zahnrädern 6, 8 verhindert.

Die beiden Druckkanäle 3, 4 laufen tangential durch eine beiden gemeinsame, zylindrische Ventilkammer 12, welche im drucklosen Zustand vollkommen von einem zylinderschei­ benförmigen, elastischen Ventilkörper 13 ausgefüllt wird.

Zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe sei zunächst angenommen, daß das mittlere Zahnrad im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Die beiden in ihm kämmenden, äußeren Zahnräder 6, 8 drehen sich dann entgegen dem Uhrzeigersinn. Hierdurch ist das linke Zahn­ rad 6 in der Lage, zwischen seinen Zähnen entlang der Teilfläche 9 vom Saugkanal 2 zum Druckkanal 3 Druckmit­ tel zu fördern. Der im Druckkanal 3 herrschende Druck drückt den Ventilkörper 13 in der Ventilkammer 12 zur Seite des Druckkanals 4, gibt den Druckkanal 3 durch ela­ stische Verformung frei und versperrt den Druckkanal 4. Dadurch kann das Zahnrad 8 kein Druckmittel über den Druckkanal 4 ansaugen.

Wird die Drehrichtung des mittleren Zahnrades 7 umge­ kehrt, dann saugt das rechte Zahnrad 8 Druckmittel im Saugkanal 2 an und fördert es unter Abdichtung des Druck­ kanals 3 durch den Ventilkörper 13 zum Druckkanal 4. Durch die Drehrichtungsumkehr wird es somit möglich, zwei verschiedene, an die Druckkanäle 3 und 4 angeschlos­ sene Verbraucher wahlweise mit Druckmittel zu versorgen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das mittlere Zahnrad 7 gegenüber der Verbindungslinie 5 der Zahnräder 6, 8 zurückversetzt, so daß es einen größeren Abstand vom Saugkanal 2 hat als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. An der dem Saugkanal 2 abgewandten Seite des Zahnrades 7 ist zwischen den Druckkanälen 3, 4 ein zwei­ ter Saugkanal 14 vorgesehen, von dem aus das mittlere Zahnrad 7 je nach Drehsinn entlang zylindrischer Teil­ flächen 15, 16 zum Druckkanal 3 oder 4 zu fördern ver­ mag. Zusätzlich zum Zahnrad 6 oder 8 fördert somit immer das Zahnrad 7 in den jeweiligen Druckkanal 3 oder 4.

Genau wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform führen die Druckkanäle 3, 4 tangential durch die den elastischen Ventilkörper 13 enthaltende Ventilkammer 12.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 läßt auf der dem Saugkanal 2 axial gegenüberliegenden Seite der Zahnräder 6, 8, 7 eine axial verschiebliche Anlaufplatte 17 erken­ nen, welche durch eine aus saugfähigem Zellstoff gebil­ dete Feder 18 gegen die Zahnräder 6, 7, 8 gehalten wird. Der sich beim Arbeiten der Zahnradpumpe aufbauende Druck des Druckmittels gelangt in diese aus Zellstoff gebil­ dete Feder und verstärkt dadurch die gegen die Anlauf­ platte 17 gerichtete Vorspannung, wodurch Spaltverluste minimiert werden.

Claims (8)

1. Zahnradpumpe mit drei ineinanderkämmenden Zahnrädern, von denen die beiden äußeren Zahnräder zur Förderung eines Druckmittels aus einem Saugkanal zu einem Druck­ kanal auf der ihrem Zahneingriff gegenüberliegenden Seite mit ihren Zähnen dichtend entlang einer zylindri­ schen Teilfläche eines Pumpengehäuses bewegbar angeord­ net sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal (2) zur Druckmittelzufuhr für beide äußeren Zahnräder (6, 8) ausgebildet ist und auf der dem Saugkanal (2) gegenüber­ liegenden Seite zwei voneinander getrennte Druckkanäle (3, 4) vorgesehen sind.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Zahnräder (6, 7, 8) symmetrisch zum Saug­ kanal (2) angeordnet sind und das mittlere, mit seiner Drehachse mit dem Saugkanal (2) fluchtende Zahnrad (7) mit einem Antrieb versehen ist.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Zahnrad (7) auf der dem Saugkanal (2) zugewandten Seite eine Abschirmung (11) aufweist.

4. Zahnradpumpe nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem auf der gegenüberliegenden Seite der Druckkanäle (3, 4) angeordneten Saugkanal (2) zwischen den Druckkanälen (3, 4) ein weiterer Saugkanal (14) vorgesehen ist und zu zylindrischen Teilfächen (15, 16) des Pumpengehäuses (1) führt, entlang der sich das mittlere Zahnrad (7) mit seinen Zähnen dichtend bewegt.

5. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Zahnrad (7) gegenüber der Verbindungs­ linie (5) der beiden in ihm kämmenden äußeren Zahnräder (6, 8) in Richtung der beiden Druckkanäle (3, 4) ver­ setzt angeordnet ist.

6. Zahnradpumpe nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druck­ kanäle (3, 4) durch eine gemeisame Ventilkammer (12) geführt sind, in welcher ein beiden Druckkanälen (3, 4) gemeinsamer, elastischer Ventilkörper (13) angeordnet ist, welcher die beiden Druckkanäle (3, 4) bei Fehlen eines Förderdruckes sperrt.

7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (12) und der Ventilkörper (13) zylindrischen Querschnitt haben und die Druckkanäle (3, 4) tangential an gegenüberliegenden Seiten durch diese Ventilkammer (12) geführt sind.

8. Zahnradpumpe nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Saug­ kanal (2) gegenüberliegenden Seite der Zahnräder (6, 7, 8) eine axial verschieblich gegen die Zahnräder (6, 7, 8) anliegende Anlaufplatte (17) vorgesehen ist und daß die Anlaufplatte (17) auf der Seite der Druckkanäle (3, 4) gegen eine aus saugfähigem Zellstoff gebildete, vom Druck in den Druckkanälen (3, 4) beaufschlagte Feder (18) anliegt.