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Zahnradpumpe mit stets gleicher Durchflußrichtung trotz Umkehr der
Drehrichtung und mit Änderung der Liefermenge bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung an Zahnradpumpen, um unabhängig
von der Richtung, in der das gezahnte Antriebsrad umläuft, die Flüssigkeit stets
im gleichen Sinne durch die Leitung zu fördern und die Liefermenge unabhängig von
der Umdrehungszahl des Zahnrades (in gewissen Grenzen) zu regeln.
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Erreicht wird der angestrebte Zweck im wesentlichen dadurch, daß das
Antriebsrad stets mit zwei Zahnrädern in Angriff ist, so daß das Antriebsrad mit
jedem dieser Zahnräder ein Getriebe bildet, das in entgegengesetzter Richtung auf
eine gemeinsame Saugleitung und Druckleitung einwirkt, wobei eine der beiden vorhandenen
Saugleitungsöffnungen ganz oder teilweise abgesperrt werden kann.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es bedeutet:
Abb. i eine schematische Ansicht des Getriebes mit den damit in Verbindung stehenden
Leitungen, wobei die Pumpe auf Höchstleistung eingestellt ist, Abb.2 die Einstellung
des Regelungshahnes auf Höchstleistung für umgekehrten Gang der Pumpe, Abb. 3 eine
Einstellung des Hahnes, bei der die Pumpe leer läuft, Abb. q. eine Einstellung des
Hahnes mit verminderter Leistung, Abb. g und 6 einen Längs- und Querschnitt durch
eine Ausführungsform der Pumpe mit gleichbleibender Leistung, unabhängig von der
Drehrichtung des Antriebsrades, und Abb.7 und 8 einen Aufriß und einen Längsschnitt,
bei dem die Pumpe auch für ',:eide Drehrichtungen des Antriebsrades stet: im gleichen
Sinne die Flüssigkeit liefert, jedoch mit dem Unterschiede, daß hier eine Regelung
der Liefermenge unabhängig von der Umdrehungszahl des Antriebsrades erzielt wird.
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Gemäß der Ausführungsform nach Abb. i bis .4 ist in einem Gehäuse
eine Gruppe Zahnradgetriebe vorgesehen, die aus einem Antriebsrad R und zwei
Zahnräder r, r' gebildet wird. Das Antriebsrad kann dabei entweder mit dem
Zahnrad r oder dem Zahnrad r' die Pumpenarbeit verrichten. Die kleinen Räder r,
r' greifen in die gleiche Speiseleitung A ein.
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An die Leitung A ist eine Leitung c angeschlossen, deren anderes Ende
-in die Leitung .1' der für das Antriebsrad R vorgesehenen Kammer mündet. Der Leitung
_-i diametral gegenüberliegend und mit Bezug auf die Räder r, r' symmetrisch
angeordnet liegt die Abflußleitung S, die sich an zwei Kanäle C, C
anschließt, welche sich symmetrisch zu beiden Seiten der Achse des Antriebsrades
R und der kleinen Räder r, r'
verteilen.
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An der Stelle, an der die beiden Leitungen C, C mit
der Ausflußleitung S zusammentreffen, ist ein Regelungshahn V vorgesehen, der entweder
beide Leitungen C, C mit S oder eine der beiden Leitungen C,
C mit S in Verbindung bringt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Dreht sich das Hauptrad R im Sinne
des Uhrzeigers, dann laufen die Räder r, r' im
entgegengesetzten
Sinne, d. 1i. von rechts nach links, um. Befindet sich der Hahn V in der aus Abb.
1 ersichtlichen Stellung, dann ist die Leitung C mit der Ausflußleitung S in Verbindung,
dagegen die Leitung C abgesperrt, so daß nur das Getriebe R-r wirken kann.
Das Rad r saugt dann die Flüssigkeit von A
an, und (las Hauptrad R
fördert die Flüssigkeit von A' durch Leitung c. Die von dem Getriebe R-)- angesaugte
Flüssigkeit nimmt ihren Weg durch Leitung C über Hahn I' zur Abflußleitung S.
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Gleichzeitig versucht (las Getriebe R-r' die Flüssigkeit aus der Leitung
C' anzusaugen und nach A und ,1' zti fördern. Da aber die Leitung C mit der
Abflußleitung S nicht in Verbindung steht, kann das Getriebe R-r' nicht arbeiten
und läuft leer. Man erhält dadurch ein wirksames Getriebepaar R-r und ein unwirksames
Getriebepaar R-r'. 1\Tur von dein wirksamen Getriebepaar wird die Flüssigkeit von
A angesaugt und aus S herausgedrückt.
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Läßt man das Antriebsrad R in umgekehrtem Sinne des Uhrzeigers laufen,
dann drehen sich die Räder r, r' von links nach rechts.
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Stellt man gleichzeitig den Hahn V gemäß Abb. a ein, so daß die Leitung
C mit dein Auslaß in Verbindung steht, während die Leitung C von dem Auslaß
abgesperrt ist, dann wirkt das Getriebepaar R-r', und das Zahnrad;-' saugt die Flüssigkeit
unmittelbar aus der Leitung A an, während das Hauptrad R über c bei A' die Flüssigkeit
ansaugt. Die Flüssigkeit wird dann über Leitung C
nach S gefördert, während
das Getriebepaar R-r unwirksam ist und keine Förderung über Leitung C stattfindet.
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Man ersieht hieraus, daß, ganz gleich in welchem Sinne, das Rad umläuft,
bei richtiger Hahnstellung stets die Flüssigkeit in gleichem Sinne angesaugt und
aus der Pumpe herausgedrückt wird.
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Stellt man den Hahn gemäß Abb. 3 ein, dann sind beide Leitungen C,
C mit S verbunden. Während aber in diesem Falle nur die Flüssigkeit
durch die Leitung C hindurch (furch S gedrückt wird, findet durch die Leitung
C eine Ansaugung der Flüssigkeit statt, sö daß nur ein Teil der Flüssigkeit
durch den Auslaß gelangt.
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Wie Abb. d, erkennen läßt, kann man durch geeignete Halmstellung erreichen,
daß man bei gleicher Umdrehungszahl des Antriebsrades R eine verschiedene Flüssigkeitsmenge
fördern kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.5 und 6 wird auch bei verschiedenem
Drehungssinn des Antriebsrades die Flüssigkeit stets im gleichen Sinne durch den
Auslaß gedrückt. An Stelle des von Hand verstellten Hahnes T' der Abb. i bis 4 wird
aber hier eine selbstt # äti,e - Steuerung vorgesehen. Bei der Ausführungsform
nach Abb.5 und 6 sind die Leitungen C, C an ihrem unteren Ende an
ein horizontal liegendes zvlindrischesRohr C" angeschlossen.
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In diesem Rohr liegt eine Kugel W, die in dein Rohr entlangrollen
kann.
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Die Kugel Tf' kann sich gegen zwei Ventilsitze z, bzw. v' anlegen,
die an den äußersten Enden des Rohres vorgesehen sind, und kann damit abwechselnd
die Leitung C oder C absperren.
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Dreht sich das Rad R im Sinne des Uhrzeigers, dann wird in der Leitung
C ein Druck und in der Leitung C ein Unterdruck entstehen, so daß die Kugel
W gegen den Sitz v' angepreßt wird und die Eintrittsöffnung zur Leitung C' absperrt,
so daß die Saugwirkung aufhört und das Getriebe R-r' wirkungslos wird, während das
Getriebe R-r die Flüssigkeit von A ansaugt und über C hindurchdrückt.
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Ändert man die Drehrichtung desAntriebsrades R, dann erhält man in
C einen Unterdruck und in C einen Überdruck, so daß die Kugel W gegen
den Ventilsitz v angepreßt wird und dadurch die Leitung C absperrt, demzufolge
das Getriebe R-r wirkungslos wird, während das Getriebe R-r' die Flüssigkeit von
A nach S fördert.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.5 und 6 ist angenommen, daß die Liefermenge
von der Geschwindigkeit des Triebrades R abhängt. Um nun die Liefermenge bei gleicher
Umdrehungszahl des Triebrades R ändern zu können, ist die aus Abb. 7 und 8 ersichtliche
Ausführungsform getroffen worden. Hier sind von der bei A liegenden Seite des Rades
R zur Seite A' zwei Leitungen c vorgesehen und bilden eine ringförmige Kammer. Am
unteren Teil dieser ringförmigen Kammer ist eine Öffnung vorhanden, mit der eine
kleine zylindrische Leitung 0' in Verbindung steht, die senkrecht zur Kammer verläuft.
Die Zulaßöffnung zu dieser Leitung 0' kann durch ein Ventil N mehr oder weniger
abgesperrt werden, was mit Hilfe eines Handrades M oder dadurch möglich ist, daß
man die beiden Leitungen C, C mit Hilfe einer Leitung in Verbindung
setzt, die ein einstellbares Verschlußorgan besitzt, um die Verbindung . zwischen
den beiden Leitungen mehr oder weniger abzusperren.
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DieLeitungC steht mit Hilfe einer kleinen Leitung 0'' mit der Leitung
C" in Verbindung, derart, daß durch größeres oder geringeres öffnen des Ventils
N die Flüssigkeitsmenge geregelt wird, die durch C hindurch
in
die ringförmige Kammer gelangt, wodurch sich bei der gleichen Geschwindigkeit der
Pumpe eine verschiedene Liefermenge erzielen läßt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 7 und 8 ist die Leitung C" nicht
mehr unmittelbar mit der Ausflußleitung S verbunden, sondern erst über eine Zwischenleitung
S', die in eine Kammer g mündet, von der eine Anzahl Abzweigungen s nach außen führen.
Die %-erschiedenen Auslaßöffnungen s liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt
mit der Achse des Rades übereinstimmt. Die Welle (IesTriebradesR ragt über die Kammer,
in der das Triebrad läuft, heraus und durchzieht die Kammer g und berührt fast die
Innenfläche der Platte, die von den Auslaßöffnungen s durchzogen wird. Eine Scheibe
z ist genügend groß, um die inneren Enden der Auslaßöffnungen s zu überdecken, und
zwar besitzt die Scheibe a eine solche Form, daß sie zti einem Zeitpunkt immer nur
eine der Auslaßöffnungen .r frei läßt. Da nun die Scheibe s mit dein Triebrad R
umläuft, so «-erden über die Zulaßstellen t die Auslaßöffnungen s einzeln freigegeben.
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Bei beiden Ausführungsformen, nämlich derjenigen der Abb. 5 und 6
wie auch derjenigen der Abb. 7 und 8, ist die Ventilkugel TV vorhanden, so daß unabhängig
von der Drehrichtung des Triebrades R die Lieferung stets im gleichen Sinne erfolgt.
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Es ergeben sich für die Pumpe folgende Vorteile: a) Die Förderrichtung
der Flüssigkeit bleibt bei beliebigem Drehungssinn der Pumpe stets die gleiche.
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b) Die Liefermenge -läßt sich unabhängig von der Geschwindigkeit und
dem Drehungssinn der Pumpe regeln.
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c) Falls die Pumpe mehrere Verteilungsstellen im Auslaß hat, läßt
sich die Verteilung in sehr gleichmäßiger Weise vornehmen.