DE4322614C2 - Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit Trochoidenverzahnung - Google Patents
Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit TrochoidenverzahnungInfo
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- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C15/0049—Equalization of pressure pulses
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Description
Die Erfindung betrifft eine innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen,
vorzugsweise mit Trochoidenverzahnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannt sind innenachsige Zahnradpumpen der eingangs bestimmten Gattung durch die
Schrift DE 34 44 859 A1.
Der jedem Zahngrund im Hohlrad zugeordnete Entlastungsquer
schnitt mündet am Außendurchmesser des Hohlrades, ist jedoch von einer bei Förderdruck
in den Förderräumen öffnenden Rückschlagventilanordnung im Ansaugbereich geschlossen.
Vorbekannt ist es, durch die Schrift DE 32 10 759 A1; Fig. 7, innenachsige Zahnrad
pumpen mit umlaufenden Förderräumen und im Gehäuse axiale Abflußtaschen in
folgender Weise zu regeln: In einem oder mehreren Durchlaufbereichen der umlau
fenden Kammern im Gehäuse sind axiale Abflußtaschen eingeordnet, welche über
einen durch den Förderdruck der Pumpe gegen Federkraft bewegten Ventilschieber
zum Rücklauf hin entlastbar sind. Sofern der Ventilschieber zum Rücklauf hin ge
schlossen ist, stehen die fördernden, umlaufenden Kammern über die axialen
Abflußtaschen und ein Rückschlagventil mit der Förderseite in Verbindung.
Ein Nachteil dieser Ausführung ist, daß die Rückschlagventile nur öffnen, wenn der
Druck in den fördernden Kammern höher als der Druck im Förderkanal ist. Der höhere
Druck muß jedoch in dem Förderbereich, der nahe dem Ansaugbereich liegt und in
dem die Abdichtung nur durch formparallele Spalte zwischen den Konturen von Innen-
und Außenverzahnung erfolgte, aufgebracht werden.
Bei diesem Aufbau ergibt sich ein geringerer Wirkungsgrad der Zahnradpumpe durch
höhere Spaltverluste, insbesondere in dem, dem Saugbereich nahen Förderbereich der
Zahnradpumpe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Zahnradpumpe der eingangs bestimmten
Gattung, die mit stark unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird, eine Fördermengen
regelung in Anpassung an einen gewünschten Förderdruckverlauf zu schaffen, bei der geringe
Verlustleistungen in der Zahnradpumpe entstehen und eine Saugdrosselung vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im gekennzeichnenden Teil des Hauptan
spruches genannten Merkmale gelöst. Mittels dieses Aufbaues ist es möglich, förderdruck
abhängig einen Teil des Volumens eines jeden der umlaufenden Förderräume vor oder nach
der Druckförderung ohne Gegendruck auszuschieben. Es werden sowohl Leistungsverluste,
die bei einer Überdruckentlastung entstehen, als auch die Nachteile einer Saugdrosselung,
die Gasblasenbildung, vermieden.
Auf die erzielbaren Vorteile wird in der
Erläuterung des Ausführungsbeispiels eingegangen.
Anhand einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestattete Zahnradpumpe mit der zugehörigen
Regeleinrichtung;
Fig. 2 die drehzahlabhängigen Förderkennlinien bei unterschiedlichen
Ausschiebevolumen;
Fig. 3 eine weitere Zahnradpumpenbauart erfindungsgemäß ausgestaltet.
In Fig. 1 ist eine innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen und Tro
choidenverzahnung sowie der zugehörigen Regelungseinrichtung dargestellt.
Innerhalb einer Kammer eines Gehäuses 1 ist ein Hohlrad 4 drehbar gelagert. Es steht mit
einem auf einer exzentrisch zu seiner Drehachse gelagerten Antriebswelle 2 sitzenden und
angetriebenen Stirnrad 3 im Eingriff. Jeder Zahngrund 6 des Hohlrades 4 weist einen an
dessen Außendurchmesser 8 geführten Entlastungskanal 7 auf, der jeweils im Förderbe
reich FB in am Außendurchmesser 8 des Hohlrades 4 verlaufenden Förderkanalabschnitten
10; 11; 12 in der Führungsbohrung 9 im Gehäuse 1 mündet.
An der Führungsbohrung 9 für das Hohlrad 4 sind angrenzend mehrere Förderkanalab
schnitte 10; 11; 12 angeordnet, die einen oder mehrere Entlastungskanäle 7 des Hohlrades 6
im Förderbereich FB überdecken. Dabei weisen die Förderkanalabschnitte 10; 11; 12 einen
Abstand A zueinander auf, der mindestens der Breite der Entlastungskanäle 7 am Umfang
des Außendurchmessers 8 des Hohlrades 4 entspricht. Mit dieser Bemessung wird die Be
einflussung von mit Druck fördernden Förderräumen durch benachbarte entlastete Förder
räume vermieden.
Die Förderräume F in den Umlaufstellungen a bis i des Hohlrades 6 innerhalb des Gehäuses 1
zeigen deren Veränderung während des Umlaufes. In der Umlaufstellung a des Hohlrades 6
weisen die Förderräume F jeweils maximales Volumen und in der Umlaufstellung zwischen
e und f - 180° von a gedreht - jeweils minimales Volumen auf. Beim Durchlauf des Förder
bereiches FB - nicht dargestellt -, er erstreckt sich von der Stellung a nach der Stellung mittig
zwischen e und f, erfolgt das Fördern, während beim Umlauf von der Stellung mittig zwi
schen e und f zur Stellung a das Ansaugen aus dem Ansaugkanal 13 abläuft.
Die Förderkanalabschnitte 10; 11; 12 sind über Kanäle 10K; 11K; 12K mit der zugehörigen
Regeleinrichtung verbunden, die ein förderdruckgesteuertes Ventil 20, zwei Folgeventile 22
und ein Überdruckventil 23 aufweist.
Der Kanal 10K, das Überdruckventil 23 und der Steueranschluß 20 ST des förderdruckge
steuerten Ventils 20 sind am Förderkanal 15 direkt angeschlossen. Die Kanäle 11K; 12K
sind jeweils unter Zwischenschaltung eines Folgeventils 22 mit dem Förderkanal 15 und
weiterhin jeweils mit unterschiedlichen Schaltstrecken des Ventils 20, einem 4/3 Wegeventil,
verbunden. Das Überdruckventil 23 begrenzt den Höchstdruck im Förderkanal 15 und
öffnet zu einem Entlastungskanal 21, der vorzugsweise mit dem Saugraum der Zahnrad
pumpe verbunden ist.
Die Kanäle 11K und 12K sind bei anliegendem Druck über die Folgeventile 22 jeweils mit
dem Förderkanal 15 verbunden, die Fördermengen aus den Förderkanalabschnitten 11; 12
gelangen in den Förderkanal 15.
Bei einem ersten Druck, unterhalb des Höchstdruckes im Förderkanal 15, wird das Ventil 20
in seine 2. Stellung gebracht. Der Kanal 11K wird mit dem Entlastungskanal 21 verbunden
und damit praktisch drucklos, das zugehörige Folgeventil 22 ist zum Förderkanal 15 hin ge
schlossen. Die Fördermenge des Förderkanalabschnittes 11 strömt drucklos über den Ent
lastungskanal 21 ab.
Bei einem zweiten Druck, unterhalb des Höchstdruckes, jedoch höher als der erste Druck im
Förderkanal 15, gelangt das Ventil 20 in seine 3. Stellung. Beide Kanäle 11K; 12K werden
mit dem Entlastungskanal 21 verbunden und damit praktisch drucklos, die zugehörigen
Folgeventile 22 sind zum Förderkanal 15 hin geschlossen. Die Fördermengen der Förder
kanalabschnitte 11; 12 strömen drucklos über den Entlastungskanal 21 ab. Mittels des Ent
lastens der Förderkanalabschnitte 11; 12 wird eine Leistungseinsparung erzielt, weil ein Ab
strömen über das Überdruckventil 23 mengenmäßig stark reduzierbar ist. Alternativ ist es
auch möglich, z. B. Kanal 12K an den Förderkanal 15 direkt anzuschließen, dann würden
die Kanäle 10K; 11K indirekt über Folgeventile 22 am Förderkanal 15 und direkt am
Ventil 20 angeschlossen sein.
In Fig. 2 sind die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Zahnradpumpe nach Fig. 1
erzielbaren drehzahlabhängigen Förderkennlinien dargestellt.
Die Kennlinie G zeigt den Förderverlauf ohne Absteuerung eines Fördervolumenanteils, alle
Förderkanalabschnitte 10; 11; 12 sind am Förderkanal 15 angeschlossen.
Die Kennlinie M zeigt den Förderverlauf mit einer Absteuerung des zwischen den Stellungen
a bis b verdrängten Fördervolumenanteils, der Förderkanalabschnitt 11 ist zum Entlastungs
kanal 21 hin geöffnet.
Die Kennlinie S zeigt den Förderverlauf mit einer Absteuerung des zwischen den Stellungen
a bis c verdrängten Fördervolumenanteils, die Förderkanalabschnitte 11 und 12 sind mit dem
Entlastungskanal 21 verbunden.
Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise die Fördermenge reguliert werden kann, ohne Ansaug
drosselung, nur durch druckloses Ausschieben eines Teiles des Fördervolumens aus den
Förderräumen.
Mindestens einer der Förderkanalabschnitte - in Fig. 1, Pos. 11 und 12 - ist zum Erzielen
der vorbeschriebenen Wirkungsweise über ein förderdruckgesteuertes Ventil 20, entweder
mit dem Förderkanal 15 oder dem Entlastungskanal 21 verbindbar.
In Fig. 3 ist eine weitere Zahnradpumpenausführung mit Evolventenverzahnung dargestellt,
bei der die Erfindung ebenfalls anwendbar ist, weil im Förderbereich FB mehrere durch den
Eingriff der Verzahnung geschlossene Förderräume F vorhanden sind.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Antriebswelle
3 Stirnrad
4 Hohlrad
5 -
6 Zahngrund im Hohlrad
7 Entlastungskanal
8 Außendurchmesser des Hohlrades
9 Führungsbohrung im Gehäuse 1
10; 11; 12 Förderkanalabschnitte
10K; 11K; Kanäle, die mit den Förderkanalabschnitten 10; 11; 12
12K verbunden sind
13 Ansaugkanal
15 Förderkanal
20 förderdruckgesteuertes Ventil (4/3 Wegeventil)
21 Entlastungskanal
22 Folgeventil
23 Überdruckventil
A Abstand zwischen den Förderkanalabschnitten
F Förderräume
FB Förderbereich
a bis i Umlaufstellungen während des Ansaug- und Förderzyklus
2 Antriebswelle
3 Stirnrad
4 Hohlrad
5 -
6 Zahngrund im Hohlrad
7 Entlastungskanal
8 Außendurchmesser des Hohlrades
9 Führungsbohrung im Gehäuse 1
10; 11; 12 Förderkanalabschnitte
10K; 11K; Kanäle, die mit den Förderkanalabschnitten 10; 11; 12
12K verbunden sind
13 Ansaugkanal
15 Förderkanal
20 förderdruckgesteuertes Ventil (4/3 Wegeventil)
21 Entlastungskanal
22 Folgeventil
23 Überdruckventil
A Abstand zwischen den Förderkanalabschnitten
F Förderräume
FB Förderbereich
a bis i Umlaufstellungen während des Ansaug- und Förderzyklus
Claims (2)
1. Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit
Trochoidenverzahnung, folgender Bauart:
- a) In einer Kammer eines Gehäuses (1) ist ein Hohlrad (4) gelagert, welches mit einem zu diesem exzentrisch gelagerten Stirnrad (3) im Eingriff steht;
- b) im Förderbereich (FB) sind ein oder mehrere Förderräume (F) erfassende Förderkanalabschnitte (11; 12) angeordnet;
- c) mindestens einer der Förderkanalabschnitte (11; 12) ist über ein förder druckgesteuertes Ventil (20) gesteuert, entweder mittelbar mit dem Förder kanal (15) oder über das Ventil (20) mit einem Entlastungskanal (21) verbindbar,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- d) Jeder Zahngrund des Hohlrades (4) weist einen an dessen Außendurch messer (8) geführten radialen Entlastungskanal (7) auf, der am Außen durchmesser (8) des Hohlrades mündet;
- e) in der Führungsbohrung (9) des Hohlrades (4) sind die ein oder mehrere Entlastungskanäle (7) im Förderbereich (FB) überdeckenden Förderkanal abschnitte (10; 11; 12) angeordnet;
- f) die Förderkanalabschnitte (10; 11; 12) weisen einen Abstand (A) unter einander auf, der mindestens der Breite des Entlastungskanals (7) am Außendurchmesser (8) des Hohlrades (4) entspricht;
- g) die alternativ an den Förderkanal (15) anschaltbaren Förderkanalabschnit te (11; 12) sind an dem Ventil (20) jeweils direkt angeschlossen und über ein druckgesteuertes Folgeventil (22) mit dem Förderkanal (15) verbindbar.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934322614 DE4322614C2 (de) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit Trochoidenverzahnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934322614 DE4322614C2 (de) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit Trochoidenverzahnung |
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DE4322614A1 DE4322614A1 (de) | 1995-01-19 |
DE4322614C2 true DE4322614C2 (de) | 1997-04-24 |
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ID=6492173
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DE19934322614 Expired - Fee Related DE4322614C2 (de) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Innenachsige Zahnradpumpe mit umlaufenden Förderräumen, vorzugsweise mit Trochoidenverzahnung |
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DE3210759A1 (de) * | 1981-09-17 | 1983-10-06 | Walter Schopf | Pumpenkombination mit mengenreguliereinrichtung |
DE3444859A1 (de) * | 1983-12-14 | 1985-06-27 | Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5630 Remscheid | Rotationszellenpumpe fuer hydrauliksysteme |
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1993
- 1993-07-07 DE DE19934322614 patent/DE4322614C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4322614A1 (de) | 1995-01-19 |
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