DE4303494A1

DE4303494A1 - Method for volume flow control of gear pumps, and gear pump for implementing the method

Info

Publication number: DE4303494A1
Application number: DE19934303494
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ehlen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-06
Filing date: 1993-02-06
Publication date: 1994-08-11

Abstract

The invention relates to a method for volume flow control of gear pumps and to gear pumps for implementing the method. One gearwheel out of each two gearwheels meshing with one another is displaced (translated), in a positioning chamber, parallel to the other gearwheel in such a way that as a result of the extent of the meshing (tooth contact) being varied, the output flow rate is adjusted towards the setpoint of the volume flow. To prevent a void from forming in the process, a filler piece is made to follow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Volumenstrom regelung von Zahnradpumpen und Zahnradpumpen zur Durch führung des Verfahrens.The invention relates to a method for volume flow control of gear pumps and gear pumps for through conduct of the procedure.

Zahnradpumpen sind als Außenzahnradpumpen und Innenzahn radpumpen bekannt. Zur Regelung der Leistung der Zahnrad pumpen zur Anpassung an den tatsächlichen Bedarf ist es ferner bekannt, die Drehzahl des Pumpenmotors zu steuern oder in den Anschlußleitungen ein Drosselorgan vorzu sehen. Möglich ist auch eine Regelung über einen Beipaß zur Zahnradpumpe. Während bei der Drosselregelung Energie vernichtet wird, sind die Vorrichtungen zur Drehzahl steuerung des Pumpenmotors durch z. B. Frequenzregelung teuer.Gear pumps are available as external gear pumps and internal teeth wheel pumps known. To regulate the performance of the gear pumps to adapt to actual needs also known to control the speed of the pump motor or a throttle device in the connecting lines see. A bypass regulation is also possible to the gear pump. While with throttle control energy is destroyed, the devices for speed control of the pump motor by z. B. Frequency control expensive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Volumenstromregelung von Zahnradpumpen aufzuzeigen, das eine direkte Volumenstromregelung der Zahnradpumpe ohne Veränderung von deren Drehzahl und ohne eine Dros selung ermöglicht, wobei ferner Zahnradpumpen zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt werden sollen. The object of the invention is a method to show the volume flow control of gear pumps, which is a direct volume flow control of the gear pump without changing their speed and without a Dros selung allows, further gear pumps for Implementation of the procedure should be shown.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Zahnradpumpen durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 5, 8 und 9. Vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.According to the invention, the task is solved with respect of the procedure by the characteristic features of the Claim 1 and with respect to the gear pumps characteristic features of claims 5, 8 and 9. Before partial embodiments of the invention are in the dependent claims described.

Nach der Erfindung wird von jeweils zwei miteinander in Eingriff befindlichen Zahnrädern ein Zahnrad in einer Verstellkammer parallel zum anderen Zahnrad so verscho ben, daß durch Veränderung der Größe des Zahneingriffs die Förderstrommenge dem Sollwert des Volumenstromes angepaßt werden kann. Um hierbei Flüssigkeitsfehlströ mungen zu vermeiden, sind besondere Füllstücke vorge sehen, die die beim Verschieben des einen Zahnrads ent stehenden Hohlräume ausfüllen.According to the invention, two of each other in Gears located a gear in a gear Adjustment chamber shifted parallel to the other gear ben that by changing the size of the tooth mesh the flow rate is the setpoint of the volume flow can be adjusted. To avoid liquid leakage To avoid this, special filler pieces are recommended see the ent when moving one gear fill standing cavities.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeich nungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Zahnradpumpen näher erläutert. Es zeigt:The invention is based on the in the drawing Solutions schematically illustrated embodiments of Gear pumps according to the invention explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Außenzahnradpumpe in einer Seitenansicht im Schnitt, Fig. 1 is an external gear pump, in a side view, in section,

Fig. 2 die Außenzahnradpumpe nach Fig. 1 in einer Queransicht im Schnitt A-A, Fig. 2, the external gear pump according to Fig. 1, in a cross-sectional view AA

Fig. 3 eine Innenzahnradpumpe in einer Seitenansicht im Schnitt, Fig. 3 is an internal gear pump in a side view in section,

Fig. 4 eine weiter Ausbildung einer Innenzahnrad pumpe in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 4 shows a further embodiment of an internal gear pump in a side view in section.

In dem Pumpengehäuse 3 der Außenzahnradpumpe 1 ist ein Antriebszahnrad 6 angeordnet, das mit einer Antriebswelle 5 verbunden ist. Das Antriebszahnrad 6 steht mit einem Gegenzahnrad 7 in Eingriff, das in einer Verstellkammer 11 angeordnet ist. Das Gegenzahnrad 7 ist auf einer Ver stellstange 8 gelagert, die axial verschiebbar ist. An der einen Seite des Gegenzahnrads 7 ist auf der Verstell stange 8 ein Füllstück 9 angeordnet, das in dem einen Kammerabschnitt 13 der Verstellkammer 11 geführt ist. Das Füllstück 9 weist einen allgemein zylinderförmigen Durch messer auf, wobei in der Zylindermantelfläche 14 eine konkav gewölbte Ausnehmung 15 ausgebildet ist. In diese Ausnehmung 15 greift abschnittsweise das Antriebszahnrad 6 und ein in der Wandung 16 des Kammerabschnitts 13 der Verstellkammer 11 ausgebildeter konvex gewölbter Wandvor sprung 17 ein. Durch diesen Wandvorsprung 17 in Verbin dung mit der Ausnehmung 15 wird das Füllstück 9 in dem Kammerabschnitt 13 geführt. Der Durchmesser des die Abschlußscheibe 10 aufnehmenden Kammerabschnitts 12 ent spricht dem Außendurchmesser des Gegenzahnrads 7 und muß so groß sein, daß eine Rotation des Gegenzahnrads 7 auf der Verstellstange 8 möglich ist. Durch Verschiebung des Gegenzahnrades 7 im Bezug auf das Antriebszahnrad 6 kann die Größe des Zahneingriffs der Zähne des Antriebszahn rads 6 und Gegenzahnrads 7 verändert werden, wodurch gleichzeitig die Förderstrommenge verändert wird.A drive gear 6 , which is connected to a drive shaft 5 , is arranged in the pump housing 3 of the external gear pump 1 . The drive gear 6 is in engagement with a counter gear 7 , which is arranged in an adjustment chamber 11 . The counter gear 7 is mounted on an adjusting rod 8 Ver, which is axially displaceable. On one side of the counter gear 7 is a filler piece on the adjustment rod 8 is disposed 9, the adjustment chamber in the one chamber section 13 is guided. 11 The filler 9 has a generally cylindrical diameter, a concave recess 15 being formed in the cylindrical surface 14 . In this recess 15 engages in sections the drive gear 6 and a formed in the wall 16 of the chamber portion 13 of the adjustment chamber 11 convex curved wall projection 17 . Through this wall projection 17 in connec tion with the recess 15 , the filler 9 is guided in the chamber section 13 . The diameter of the end plate 10 receiving chamber portion 12 speaks ent the outer diameter of the counter gear 7 and must be large enough that a rotation of the counter gear 7 on the adjusting rod 8 is possible. By shifting the counter gear 7 with respect to the drive gear 6 , the size of the meshing of the teeth of the drive gear 6 and counter gear 7 can be changed, thereby simultaneously changing the flow rate.

Fig. 3 zeigt eine Innenzahnradpumpe 2, bei der das Innen zahnrad 18 auf einer Verstellstange 8 drehbar gelagert in einer Verstellkammer 11 angeordnet ist. Der in der Ver stellkammer 11 befindliche Endabschnitt 19 der Verstell stange 11 ist mit einem in dem einen Kammerabschnitt 13 der Verstellkammer 11 verschieblich gelagerten Füllstück 20 fest verbunden. An dem Füllstück 20 ist ein das Innenzahnrad 18 abschnittsweise umgreifend und über das Innenzahnrad 18 vorragend ausgebildeter sichelförmiger Füllstückabschnitt 21 angeformt. An dessen Endabschnitt ist ein Zapfen 22 vorgesehen, der in einer Führungsnut 23 im Pumpengehäuse 2 geführt ist. An der dem Füllstück 20 abgewandten Seite des Innenzahnrades 18 ist eine Abschlußscheibe 10 auf der Verstellstange 8 angeordnet. Der Kammerabschnitt 13 für das Füllstück 20 ist in einem einseitig offenen Zylinder 24 ausgebildet, der mit der Antriebswelle 5 verbunden ist. Der Öffnungsabschnitt 25 ist als Außenring 26 mit Innenverzahnung ausgebildet, die mit dem Innenzahnrad 18 in Wirkeingriff ist. Zur Ver stellung der Verstellstange 18 können hydraulische Ver stellzylinder vorgesehen werden, die das Füllstück 20 mit dem Innenzahnrad 18 und der Abschlußscheibe 10 sowie der Verstellstange 8 gegen den Druck einer Druckfeder axial verschieben. Es ist auch möglich, eine axiale Verschie bung des Innenzahnrades 18 dadurch zu bewirken, daß in den Verstellkammern 13, 12 jeweils entsprechende hydrau lische Überdrücke aufgebracht werden. Für einen Druckaus gleich zwischen den Kammern 13, 12 kann dann in der Ver stellstange 8 ein Druckausgleichkanal 29 vorgesehen werden. In diesem Fall dient der durch das Pumpengehäuse 2 geführte Endabschnitt der Verstellstange 8, der gegen das Pumpengehäuse 2 abgedichtet ist, lediglich zur Durch führung manueller Eingriffe. Fig. 3 shows an internal gear pump 2 , in which the internal gear 18 is rotatably mounted on an adjusting rod 8 in an adjusting chamber 11 . The end section 19 of the adjusting rod 11 located in the adjusting chamber 11 is fixedly connected to a filler piece 20 which is displaceably mounted in one chamber section 13 of the adjusting chamber 11 . The internal gear 18 is a partially formed clasping and the internal gear 18 projectingly formed crescent Füllstückabschnitt 21 on the filler piece 20th At its end section, a pin 22 is provided which is guided in a guide groove 23 in the pump housing 2 . On the side of the internal gear 18 facing away from the filler 20 , a cover plate 10 is arranged on the adjusting rod 8 . The chamber section 13 for the filler 20 is formed in a cylinder 24 which is open on one side and is connected to the drive shaft 5 . The opening section 25 is designed as an outer ring 26 with internal teeth, which is in operative engagement with the internal gear 18 . For Ver adjustment of the adjusting rod 18 hydraulic Ver actuating cylinders can be provided which axially move the filler 20 with the internal gear 18 and the cover plate 10 and the adjusting rod 8 against the pressure of a compression spring. It is also possible to effect an axial displacement of the internal gear 18 by applying respective hydraulic pressures in the adjustment chambers 13 , 12 . For a Druckaus equal between the chambers 13 , 12 , a pressure equalization channel 29 can then be provided in the adjusting rod 8 . In this case, the guided through the pump housing 2 end portion of the adjusting rod 8 which is sealed against the pump housing 2, is only used for the implementing manual intervention.

Eine weitere Innenzahnradpumpe 32 ist in Fig. 4 schema tisch dargestellt. Bei dieser Innenzahnradpumpe 32 erfolgt die axiale Verstellung des Innenzahnrades 18 in einer Verstellkammer 11 mittels der Antriebswelle 5, die axial verstellbar gleichzeitig als Verstellwelle ausge bildet ist. Beidseitig zum Innenzahnrad 18 ist eine Abschlußscheibe 10 und ein Füllstück 27 auf der Antriebs welle 5 vorgesehen. Die Abschlußscheibe 10 und abschnittsweise das Innenzahnrad 18 sind in dem einen Kammerabschnitt 13 der Verstellkammer 11 geführt. Das Füllstück 27 befindet sich in dem anderen Kanalabschnitt 12 der Verstellkammer 11 und ist mittels eines Zapfens 22 in einer Führungsnut 23 im Pumpengehäuse geführt. Der Kanalabschnitt 12 weist einen kleineren Durchmesser als der Kanalabschnitt 13 auf und ist zu diesem versetzt angeordnet. Die Antriebswelle 5 ist in dem Füllstück 27 drehbar gelagert. Hierdurch wird eine Rotation des Füll stücks 27 bei einer Drehung der Antriebswelle 5 verhin dert. Außerdem wird das Füllstück 27 mittels einer Abschlußscheibe 28 in seiner Lage auf der Antriebswelle 5 gehalten. Der Außenring 26 mit Innenverzahnung ist in einer Ausnehmung 30 des Pumpengehäuses 31 gegen seit liches Verschieben gesichert gelagert. Die axiale Ver stellung der Antriebswelle und damit des Innenzahnrades 18 kann wie bei der Innenzahnradpumpe 2 durch gegen Druckfedern wirkende hydraulische Verstellzylinder oder aber auch durch Aufbau eines hydraulischen Drucks in den Kammerabschnitten 12, 13 erfolgen, wobei in diesem Fall ebenfalls beide Kammerabschnitte 13, 12 durch einen durch die Antriebswelle 5 geführten Druckausgleichskanal 29 miteinander verbunden werden, wie es durch Strichlinien angedeutet ist.Another internal gear pump 32 is shown schematically in Fig. 4. In this internal gear pump 32 , the axial adjustment of the internal gear 18 takes place in an adjustment chamber 11 by means of the drive shaft 5 , which is formed axially adjustable at the same time as an adjustment shaft. On both sides of the internal gear 18 , a cover plate 10 and a filler 27 on the drive shaft 5 is provided. The end plate 10 and sections of the internal gear 18 are guided in one chamber section 13 of the adjustment chamber 11 . The filler 27 is located in the other channel section 12 of the adjustment chamber 11 and is guided by means of a pin 22 in a guide groove 23 in the pump housing. The channel section 12 has a smaller diameter than the channel section 13 and is arranged offset to this. The drive shaft 5 is rotatably mounted in the filler 27 . As a result, rotation of the filling piece 27 is prevented during rotation of the drive shaft 5 . In addition, the filler 27 is held in position on the drive shaft 5 by means of a cover plate 28 . The outer ring 26 with internal teeth is mounted in a recess 30 of the pump housing 31 secured against shifting since Lich. The axial Ver position of the drive shaft and thus the internal gear 18 can be done as in the internal gear pump 2 by hydraulic adjusting cylinders acting against compression springs or also by building up a hydraulic pressure in the chamber sections 12 , 13 , in which case both chamber sections 13 , 12 also a pressure equalization channel 29 guided through the drive shaft 5 can be connected to one another, as is indicated by broken lines.

Claims

1. A method for controlling the volume flow of toothed wheel pumps, characterized in that a gear in an adjustment chamber is shifted parallel to the other gear from two meshing gears in such a way that the flow rate is the setpoint of the change in the size of the meshing Volume flow is adjusted.

2. The method according to claim 1, characterized in that that when shifting a gear in the Ver control chamber to avoid any in relation to the other gear emerging cavity a filler is tracked.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in net that the one gear and the filler together be moved with a shaft on which the tooth wheel is rotatably mounted.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in net that when moving an internal gear pump of a gear in the free adjustment chamber hollow a pressure equalization is carried out.

5. Gear pump for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that in an external gear pump ( 1 ) the counter gear ( 7 ) to the drive gear ( 6 ) on an adjusting rod ( 8 ) is rotatably mounted in an adjusting chamber ( 11 ), a filler ( 9 ) and a cover plate ( 10 ) being arranged on both sides of the counter gear ( 7 ).

6. Gear pump according to claim 5, characterized in that the diameter of the end plate ( 10 ) on the receiving chamber portion ( 12 ) corresponds to the outer diameter of the counter gear ( 7 ).

7. Gear pump according to claim 5, characterized in that the filler ( 9 ) is generally cylindrical in shape with a diameter corresponding to the outer diameter of the counter gear ( 7 ) and in the cylindrical surface ( 14 ) has a concavely curved recess ( 15 ) into which sections of the drive gear ( 6 ) and in the wall ( 16 ) of the chamber section ( 13 ) of the adjustment chamber ( 11 ) formed convexly curved wall projection ( 17 ) engages.

8. Gear pump for performing the method according to claim 1 to 4, characterized in that in an internal gear pump ( 2 ), the internal gear ( 18 ) on an adjusting rod ( 8 ) is rotatably mounted in an adjusting chamber ( 11 ), the in the adjusting chamber ( 11 ) located end section ( 19 ) of the adjusting rod ( 11 ) in a section ( 3 ) of the adjusting chamber ( 11 ) slidably mounted filler ( 20 ) in which one section, on which the internal gear ( 18 ) engages in sections and over the Internal gear ( 18 ) projecting a sichelförmi ger filler section ( 21 ) is formed, at the end portion of a pin ( 22 ) is arranged, which is guided in a guide groove ( 23 ) in the pump housing ( 2 ) that on the filler ( 20 ) facing away Side of the internal gear ( 18 ) has a cover plate ( 10 ) on the adjusting rod ( 8 ), and that the chamber section ( 13 ) in a cylin open on one side the ( 24 ) is formed, which is connected to a drive shaft ( 5 ) and the opening portion ( 25 ) as an outer ring ( 26 ) is formed with internal teeth, which is in operative engagement with the internal gear ( 18 ).

9. Gear pump for performing the method according to claim 1 to 4, characterized in that in an internal gear pump ( 32 ), the internal gear ( 18 ) is mounted on a coaxially adjustable drive shaft ( 5 ), with a cover plate ( 10 ) on both sides of the internal gear ( 18 ) ) and a filler ( 27 ) on the drive shaft ( 5 ) that the cover plate ( 10 ) and sections of the internal gear ( 18 ) in the one chamber section ( 13 ) of the adjustment chamber ( 11 ) and the filler ( 27 ) in the Another channel section ( 12 ) of the adjustment chamber ( 11 ) is arranged that the filler ( 27 ) by means of a pin ( 22 ) in a guide groove ( 23 ) in the pump housing ( 2 ) and on the drive shaft ( 5 ) is gela gert and that on the inner gear ( 18 ) abge facing section of the filler ( 27 ) a cover plate ( 28 ) is arranged on the drive shaft ( 5 ).

10. Gear pump according to claim 5 to 9, characterized in that the filler pieces ( 9 , 20 , 27 ) or the adjusting rod ( 8 ) and thus the counter gear ( 7 ) or internal gear ( 18 ) by means of hydraulic actuating cylinders against a compression spring axially are movable.

11. Gear pump according to claim 5 to 9, characterized in that the chamber sections ( 12 , 13 ) of the United adjusting chambers ( 11 ) for displacing the counter gear ( 7 ) or the internal gear ( 18 ) can be pressurized hydraulically or pneumatically, wherein both chamber sections ( 12 , 13 ) by means of a through the adjusting rod ( 8 ) or the drive shaft ( 5 ) guided pressure equalization channel ( 29 ) are connected to each other ver