DE69702368T2

DE69702368T2 - Gear pump

Info

Publication number: DE69702368T2
Application number: DE69702368T
Authority: DE
Inventors: Clement Kiefer
Original assignee: Pierburg SARL
Current assignee: Pierburg Pump Technology France SARL
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: FR2747743A1; ES2147429T3; DE69702368D1; EP0802327A1; EP0802327B1; ATE194212T1

Abstract

The pump has a casing (3) in which are mounted two gears (4,5) which are opposed and engaged and one of which is attached to a drive shaft (20). a hollow cylinder (9) is fixed to one of the lateral walls (7) of the pump and positioned in front of an opening (8) in the lateral wall. The cylinder receives a piston (10) which moves in the axial direction of the gears. The head of the piston, at rest, engages against the front face of the gear teeth under the force of a spring . The head of the piston completely covers the face of one of the gears and the central points of the piston and gear tooth ring are on the same axis. the rear face of the piston is subjected to the hydraulic pressure within the pressure chamber (6) via a passage (13).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebepumpe, vorzugsweise eine Pumpe mit Außenverzahnung, umfassend einen Pumpenkörper, in dem zumindest zwei entgegenliegende gezahnte Räder angeordnet sind, die sich in Eingriff befinden, von denen eines mit einem Antrieb verbunden ist, einem Hohlzylinder, der an einer der seitlichen Wände der Getriebepumpe fixiert ist und vor einer Öffnung der seitlichen Wand angeordnet ist, wobei in dem Hohlzylinder ein Kolben ruht, der sich in axialer Richtung der Zahnräder bewegen kann, wobei der Kolbenkopf in Ruhestellung gegen die Vorderseite der Zahnräder anliegt, unter dem Effekt eines elastischen Elementes. Zum besseren Verständnis wird in der weiteren Folge des Textes die "Vorderseite der Zahnräder" als Verzahnungsseite bezeichnet, rechtwinklig zur Verzahnungsachse, gegenüber dem vorgenannten Kolben.The present invention relates to a gear pump, preferably a pump with external gearing, comprising a pump body in which at least two opposing toothed wheels are arranged, which are in engagement, one of which is connected to a drive, a hollow cylinder fixed to one of the side walls of the gear pump and arranged in front of an opening in the side wall, in which hollow cylinder rests a piston which can move in the axial direction of the gears, the piston head in the rest position resting against the front of the gears, under the effect of an elastic element. For a better understanding, in the rest of the text the "front of the gears" is referred to as the toothing side, perpendicular to the toothing axis, opposite the aforementioned piston.

Aufgrund der derart einfachen Struktur, begleitet von einer ausreichenden Verdrängungspräzision, sind Zahnradpumpen an eine Vielzahl von hydraulischen Antrieben angepaßt. Insbesondere werden sie weitläufig als Schmierölpumpen in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Der durch die Zahnradpumpe produzierte Öldruck kühlt die Kolbenköpfe, schmiert und kühlt die Kolbengleitbuchsen, die Hauptlager und die Pleuellager wie auch die Kipphebel und versorgt die Lager der Nockenwellen. Der Antrieb und die Verdrängung der Flüssigkeit resultiert aus der Tatsache, daß sie in die freien Zahnzwischenräume der miteinander kämmenden Zahnräder eindringt, sich in Rotationsrichtung an der Außenseite entlang der Wandung des Pumpenkörpers bewegt, um in den Druckbereich einzudringen und aus den Zahnzwischenräumen in Richtung der Druckkammer durch den gegenseitigen Eingriff der Zähne miteinander ausgedrückt wird. Da es eine Gegebenheit ist, daß jeder Zahnzwischenraum vor der vollständigen Entleerung durch einen Zahn des gegenüberliegenden Zahnrades blockiert ist, entsteht das, was man als Druckflüssigkeit bezeichnet, die, um einen Energieverlust zu vermeiden, sowie einen Stoßlauf der Zahnradpumpe, in die Druckkammer über Bohrungen oder Nuten umgeleitet werden muß.Due to such a simple structure, accompanied by sufficient displacement precision, gear pumps are adapted to a variety of hydraulic drives. In particular, they are widely used as lubricating oil pumps in internal combustion engines. The oil pressure produced by the gear pump cools the piston heads, lubricates and cools the piston sliding bushes, the main bearings and the connecting rod bearings as well as the rocker arms and supplies the camshaft bearings. The drive and displacement of the liquid results from the fact that it penetrates into the free spaces between the teeth of the meshing gears, moves in the direction of rotation on the outside along the wall of the pump body to penetrate into the pressure area and is squeezed out of the spaces between the teeth towards the pressure chamber by the mutual engagement of the teeth with each other. Since it is a fact that every tooth gap is blocked by a tooth of the opposite gear before it is completely emptied, what is known as pressure fluid is created, which, in order to avoid a loss of energy and a surge in the gear pump, must be diverted into the pressure chamber via holes or grooves.

Um die großen Überdrücke zu vermeiden, die sich aufgrund der Druckflüssigkeit ergeben, besitzen einige Pumpen in der Seitenwand des Pumpenkörpers gegenüber der Vorderseite der zwei Zahnräder und gegenüber dem Bereich, wo die zwei Zahnräder miteinander kämmen, einen kleinen beweglichen Kolben, den eine hintere Feder gegen die Vorderseiten der Zahnräder drückt und der, unter der Wirkung des Überdrucks der Druckflüssigkeit zurückgleiten kann und die Flüssigkeit in Richtung der Ansaugkammer ablaufen läßt. Diese Vorrichtung ermöglicht eine Verringerung der lokalen Überdrücke, die 8 bis 15 bar erreichen und übersteigen können. Aufgrunddessen muß die Federkraft hoch sein, so daß, wenn der Kolben gegen die Vorderseite der zwei Verzahnungen drückt, eine Reibung entsteht, die zu einem nicht zu vernachlässigenden Energieverlust führt.In order to avoid the high overpressures caused by the pressurized fluid, some pumps have a small movable piston in the side wall of the pump body, opposite the front of the two gears and opposite the area where the two gears mesh, which is pressed against the front of the gears by a rear spring and which, under the effect of the overpressure of the pressurized fluid, can slide back and drain the fluid towards the suction chamber. This device allows local overpressures, which can reach and exceed 8 to 15 bar, to be reduced. For this reason, the spring force must be high, so that when the piston presses against the front of the two gears, friction is created, which leads to a non-negligible loss of energy.

Das Dokument US-A-2,437,791, auf welchem der Oberbegriff des Anspruches 1 basiert, beschreibt eine Zahnradpumpe mit analogem Aufbau, bei der die Axiallasten der Zahnräder durch einen Axialversatz einer dichten Seitenwand aufgefangen werden.The document US-A-2,437,791, on which the preamble of claim 1 is based, describes a gear pump with an analogous structure in which the axial loads of the gears are absorbed by an axial offset of a tight side wall.

Die Getriebepumpen arbeiten nach dem volumetrischen Prinzip, welches die Eigenschaft aufweist, nach der die Verdrängung und der Flüssigkeitsdruck proportional steigen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit steigt. Als Konsequenz dessen wird der dauerhaft zulässige Arbeitsdruck für eine ökonomische Nutzung und eine ausreichende Lebensdauer bei der Abwesenheit einer Regelung überschritten. Um die Verdrängung konstant halten zu können, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Getriebe- bzw. Zahnradpumpe steigt und um so den permanenten Arbeitsdruck konstant halten zu können, ist es möglich, in der mit der Druckkammer verbundenen Druckleitung der Zahnradpumpe ein Überdruckventil vorzusehen, das sich im Falle eines vorbestimmten Arbeitsdruckes öffnet; der Druck verringert sich, und die überschüssige Flüssigkeitsverdrängung wird in das Flüssigkeitsreservoir zurückgeführt, von der Druckleitung unter Durchlauf einer Rückkehrleitung. Diese Regelungstechnik wird aber in nachteiliger Weise von einer nicht zu vernachlässigenden Leistungsaufnahme der Zahnradpumpe begleitet, welche beispielsweise um die 1300 W für eine Verdrängung von 10 l/Min. erreichen kann; wenn die Last steigt, verringert sich diese Dissipation der Leistung nur relativ gering.Gear pumps operate on the volumetric principle, which has the property that the displacement and fluid pressure increase proportionally as the rotation speed increases. As a result, the permanent permissible working pressure for economical use and sufficient service life is exceeded in the absence of regulation. In order to be able to keep the displacement constant when the rotation speed of the gear pump increases and thus to be able to keep the permanent working pressure constant, it is possible to provide a pressure relief valve in the pressure line of the gear pump connected to the pressure chamber, which opens when a predetermined working pressure is reached; the pressure decreases and the excess fluid displacement is returned to the fluid reservoir from the pressure line via a return line. However, this control technology is disadvantageously accompanied by a not insignificant power consumption of the gear pump, which can reach, for example, around 1300 W for a displacement of 10 l/min.; when the load increases, this dissipation of power decreases only relatively slightly.

Hinzu kommt die Tatsache, daß die Flüssigkeitslast, die zurückströmt, die Bildung von Schaum in dem Flüssigkeitsreservoir antreibt und daß der Schaum daher angesaugt werden kann.Added to this is the fact that the liquid load flowing back drives the formation of foam in the liquid reservoir and that the foam can therefore be sucked in.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die beschriebene Zahnradpumpe zunächst so zu konfigurieren, um eine deutliche Verringerung des Leistungsverlustes zu erzielen und eine Schaumbildung zu vermeiden.An object of the present invention is to configure the described gear pump initially in such a way as to achieve a significant reduction in power loss and to avoid foam formation.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, die Reibkräfte zwischen den miteinander kämmenden Rädern und der Einrichtung zur Verringerung eines Überdruckes zu verkleinern.Another aim of the invention is to reduce the frictional forces between the meshing wheels and the device for reducing excess pressure.

Es ist ebenfalls ein Ziel der Erfindung, die Arbeitsgeräusche der Pumpe zu reduzieren.It is also an aim of the invention to reduce the operating noise of the pump.

Diese Ziele werden erreicht dank einer Pumpe vom Typ, wie oben definiert, bei der der Kolbenkopf die Seite vor einem der Zahnräder vollständig abdeckt, wobei die Mittelpunkte des Kolbenkopfes und des Kopfkreises der Zähne dieses Zahnrades auf derselben Achse angeordnet sind und wobei die Rückseite des Kolbens unter einem hydraulischen Druck steht, der in der Druckkammer herrscht, über eine Versorgungsleitung zwischen der Druckkammer und der Rückseite.These objectives are achieved thanks to a pump of the type defined above, in which the piston head completely covers the front side of one of the gears, the centres of the piston head and of the tip circle of the teeth of this gear being arranged on the same axis, and the rear side of the piston being subjected to a hydraulic pressure prevailing in the pressure chamber, via a supply line between the pressure chamber and the rear side.

Dank der koaxialen Anordnung zwischen dem Kolben und dem Zahnrad ist es möglich, das Spiel zwischen dem Kolbenkopf und der Vorderseite der Verzahnungen zu vergrößern und daher die Reibkräfte zu verringern.Thanks to the coaxial arrangement between the piston and the gear, it is possible to increase the clearance between the piston head and the front of the gear teeth and therefore reduce the friction forces.

Vorzugsweise kann das elastische Element durch eine Spiralfeder gebildet sein, die zwischen der Rückseite des Kolbenkopfes und der Innenseite der Abdeckung des Hohlzylinders eingefügt ist.Preferably, the elastic element can be formed by a spiral spring which is inserted between the back of the piston head and the inside of the cover of the hollow cylinder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat diejenige Seite des Kolbenkopfes, die dem Zahnrad gegenüberliegt, einen ausgenommenen Zentralbereich, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Bodens der Zahnzwischenräume, wobei der Gesamtdurchmesser des Kolbenkopfes etwas größer ist als der Durchmesser des Kopfkreises des Zahnrades. Auf diese Weise kann sich nur die Oberfläche der Vorderseite des Rades in Kon takt mit dem Kolbenkopf befinden, die mit dem Zahnkranz korrespondiert. Die Reibkräfte werden dadurch deutlich reduziert. Darüber hinaus wird der Kolben leichter, und seine Massenträgheit sinkt.According to a preferred embodiment, the side of the piston head opposite the gear wheel has a recessed central area whose diameter is slightly smaller than the diameter of the bottom of the tooth spaces, the total diameter of the piston head being slightly larger than the diameter of the tip circle of the gear wheel. In this way, only the surface of the front of the wheel can be in contour. contact with the piston head, which corresponds to the ring gear. This significantly reduces the frictional forces. In addition, the piston becomes lighter and its mass inertia is reduced.

Dank der Verbindung zwischen der Druckkammer und der Rückseite des Kolbens, welcher auf der Rückseite des Kolbens einen Gegendruck von einigen Bar erzeugt, kann die anliegende Federkraft deutlich gesenkt werden, was nicht nur die Reibkräfte zwischen dem Kolbenkopf und der Vorderseite des Zahnrades senkt, sondern auch ein deutlich leichteres Arbeiten der Pumpe ermöglicht.Thanks to the connection between the pressure chamber and the back of the piston, which generates a counter pressure of several bars on the back of the piston, the applied spring force can be significantly reduced, which not only reduces the friction forces between the piston head and the front of the gear, but also allows the pump to work much more easily.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rückseite des Kolbens, auf die die Federkraft wirkt, und die eine Gegendruckkammer bildet, einfach mit der Druckkammer der Pumpe durch eine Versorgungsleitung verbunden, die insbesondere durch den Kolbenkopf oder durch die Wand des Pumpenkörpers gehen kann.According to a first embodiment of the present invention, the rear face of the piston, on which the spring force acts and which forms a back pressure chamber, is simply connected to the pressure chamber of the pump by a supply line which can in particular pass through the piston head or through the wall of the pump body.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gegendruckkammer auch mit einer zweiten Rückkehrleitung zur Belüftungskammer versehen. Diese Rückkehrleitung zur Belüftungskammer ist mit einem geeichten Sperrventil versehen.According to a second preferred embodiment of the invention, the back pressure chamber is also provided with a second return line to the ventilation chamber. This return line to the ventilation chamber is provided with a calibrated shut-off valve.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Gegendruckkammer mit einer zur Außenseite der Pumpe führenden Leitung versehen, insbesondere einer Leitung, die die Rückkehr der durch die Pumpe transportierten Flüssigkeit zu einem Reservoir ermöglicht.According to a third preferred embodiment of the present invention, the back pressure chamber is provided with a line leading to the outside of the pump, in particular a line which enables the return of the liquid transported by the pump to a reservoir.

In beiden Fällen sieht man einen Durchmesser der Rückkehrleitung vor, der größer ist als der Durchmesser der Versorgungsleitung der Gegendruckkammer.In both cases, the diameter of the return line is larger than the diameter of the supply line of the back pressure chamber.

Die Getriebepumpe gemäß der Erfindung ist in beispielhafter Weise in den Zeichnungen dargestellt und in der folge beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:The gear pump according to the invention is shown by way of example in the drawings and described below. In the drawings:

Fig. 1 eine allgemeine Darstellung der die Zahnrad bildende Pumpe bildenden Elemente im Raum;Fig. 1 is a general representation of the elements forming the gear pump in space;

Fig. 2 eine Darstellung der Zahnradpumpe mit einem Teilschnitt im Raum;Fig. 2 is a representation of the gear pump with a partial section in space;

Fig. 3 eine schematische Ansicht in Vertikalschnitt in der Ebene der Achse des Hohlzylinders der ersten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 3 is a schematic view in vertical section in the plane of the axis of the hollow cylinder of the first embodiment of the invention.

Fig. 4 eine schematische Ansicht in Vertikalschnitt in der Ebene der Achse des Hohlzylinders einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 4 is a schematic view in vertical section in the plane of the axis of the hollow cylinder of a second preferred embodiment of the invention.

Fig. 5 eine schematische Ansicht im Vertikalschnitt in der Ebene der Achse des Hohlzylinders einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 5 is a schematic view in vertical section in the plane of the axis of the hollow cylinder of a third preferred embodiment of the invention.

Identische oder äquivalente Teile tragen in der Gesamtheit der Figuren dieselben Bezugszeichen.Identical or equivalent parts bear the same reference numerals throughout the figures.

Bei der Zahnradpumpe (1) erfolgt die Verdrängung der Flüssigkeit auf eine Weise, daß die Flüssigkeit auf der Ansaugseite in der Belüftungskammer (2) der Pumpe in die freien Zahnzwischenräume der Zahnräder (4, 5) im Eingriff eindringt, die in dem Pumpenkörper (3) angeordnet sind; sie bewegt sich an der Außenseite entlang der Wandung des Pumpenkörpers, in Richtung der Rotation der Räder, in Richtung der Verdrängungsseite der Pumpe und wird durch den Eingriff der Zähne miteinander ausgestoßen. Gegeben, daß jeder Zahnzwischenraum vor der vollständigen Entleerung durch den korrespondierenden Zahn des gegenüberliegenden Zahnrades geschlossen ist, führt zu einem Resultat, daß man als Druckflüssigkeit bezeichnet, die in die Druckkammer (6) über nicht dargestellte Bohrungen abgeführt wird, um Energieverluste zu vermeiden sowie einen Kollisionslauf der Zahnräder. Die Zahnräder, von denen eines, beispielsweise das Rad (4) mit einem Antriebselement (20), nicht dargestellt in den Fig. 1 und 2, angetrieben wird, drehen mit einem sehr reduzierten Spiel in radialer und axialer Richtung gegeneinander sowie gegen den Pumpenkörper. In der Seitenwand (7) des Pumpenkörpers, gegenüber der Antriebsseite der Getriebepumpe, befindet sich ein Durchgangsloch (8), das in koaxialer Weise bezüglich des Zahnrades angeordnet ist, ein Loch, dessen Oberfläche der Oberfläche des Kopfkreises der Zähne des Zahnrades entspricht. Auf der Außenseite der Wand (7) des Pumpenkörpers, vor dem Durchgangsloch, ist in koaxialer Weise ein Hohlzylinder (9) angeordnet, der mit der Wand (7) des Pumpenkörpers verbunden ist. Der Zylinder (9) und die Wand (7) können aus zwei unterschiedlichen miteinander verbundenen Teilen gebildet sein. Wie in den Fig. 3, 4, 5 dargestellt, sind der Zylinderkörper und die Wand (7) aus einem Stück gemacht, und der Zylinderboden ist durch eine Abdeckung verschlossen. Der Innendurchmesser des Hohlzylinders entspricht dem Durchmesser des Durchgangsloches. In der Bohrung des Hohlzylinders ruht in beweglicher Weise ein Kolben (10), der, in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, die Form eines Hohlzylinders aufweist, dessen ebener Kolbenkopf (11) in Ruhestellung gegen die Vorderseite des Zahnrades anliegt. Gegeben, daß die Oberfläche des Kolbenkopfes der Oberfläche des Kopfkreises der Zähne des Zahnrades entspricht, ist die Vorderseite desselben vollständig durch den Kolbenkopf abgedeckt. Zwischen der Innenseite des Kolbens und der Bodenwand des Hohlzylinders oder der Abdeckung des Zylinders, ist eine zylindrische Spiraldruckfeder (12) eingefügt, deren Federkraft den Kolbenkopf in axialer Richtung gegen die Vorderseite des Zahnrades drückt, wobei er diese Vorderseite des Zahnrades vollständig abdeckt.In the gear pump (1), the displacement of the liquid takes place in such a way that the liquid on the suction side in the ventilation chamber (2) of the pump penetrates into the free spaces between the teeth of the gears (4, 5) in engagement, which are arranged in the pump body (3); it moves on the outside along the wall of the pump body, in the direction of rotation of the wheels, towards the displacement side of the pump and is ejected by the engagement of the teeth with each other. Given that each space between the teeth is closed by the corresponding tooth of the opposite gear before being completely drained, leads to a result that is called pressure fluid, which is discharged into the pressure chamber (6) via holes not shown in order to avoid energy losses and collision of the gears. The gears, one of which, for example the wheel (4) is driven by a drive element (20), not shown in Fig. 1 and 2, rotate with a very reduced play in the radial and axial direction against each other and against the pump body. In the side wall (7) of the pump body, opposite the drive side of the gear pump, there is a through hole (8) arranged coaxially with respect to the gear, a hole whose surface corresponds to the surface of the tip circle of the teeth of the gear. On the outside of the wall (7) of the pump body, in front of the through hole, a hollow cylinder (9) is arranged coaxially, which is connected to the wall (7) of the pump body. The cylinder (9) and the wall (7) can be made of two different connected parts. As shown in Fig. 3, 4, 5, the cylinder body and the wall (7) are made of one piece, and the cylinder bottom is closed by a cover. The inner diameter of the hollow cylinder corresponds to the diameter of the through hole. A piston (10) rests in a movable manner in the bore of the hollow cylinder, which, in the embodiment shown in Fig. 1 and 2, has the shape of a hollow cylinder, the flat piston head (11) of which rests against the front of the gear in the rest position. Given that the surface of the piston head corresponds to the surface of the tip circle of the teeth of the gear, the front of the same is completely covered by the piston head. Between the inside of the piston and the bottom wall of the hollow cylinder or the cover of the cylinder, a cylindrical spiral compression spring (12) is inserted, the spring force of which presses the piston head in the axial direction against the front of the gear, completely covering this front of the gear.

Wenn, im Betrieb, eine bestimmte Verdrängung überschritten wird, wird der Kolben, dank 15 der Druckkraft der Spiralfeder, in das Innere des Hohlzylinders gedrückt, so daß sich ein Fenster zwischen dem Kolbenkopf und der Vorderseite des Zahnrades öffnet, so daß die überschüssige Verdrängung über die Schräge dieser Ableitung direkt auf die Ansaugseite strömen kann, zu der Belüftungs- bzw. Ansaugkammer der Zahnradpumpe, und daß sich ein Druckgefälle aufbaut. Auf diese Weise verringert sich der Leistungsverlust deutlich, und eine geringere Flüssigkeitsmenge muß in dem Kreislauf angetrieben werden. Es wird nichts weiter angesaugt, als die Flüssigkeitsmenge, die effektiv nutzbar ist. Beispielsweise im Fall einer klassischen Zahnradpumpe, ohne beweglichen Kolben, und für eine Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Umdrehungen pro Minute, bei der der Leistungsverlust 1240 Watt für eine Verdrängung von 20 Litern pro Minute beträgt, reduziert die Verwendung der Zahnradpumpe, ausgeführt mit einem beweglichen Kolben, den Leistungsverlust auf 960 Watt. Darüber hinaus vermeidet dies eine Schaumbildung der Flüssigkeit.When, during operation, a certain displacement is exceeded, the piston is pressed into the interior of the hollow cylinder thanks to the pressure force of the spiral spring, so that a window opens between the piston head and the front of the gear wheel, so that the excess displacement can flow via the slope of this discharge directly to the suction side, to the ventilation or suction chamber of the gear pump, and a pressure gradient is built up. In this way, the power loss is significantly reduced and a smaller amount of liquid has to be driven in the circuit. Nothing more is sucked in than the amount of liquid that can be effectively used. For example, in the case of a classic gear pump, without a moving piston, and for a rotation speed of 3000 revolutions per minute, where the power loss is 1240 watts for a displacement of 20 liters per minute, the use of the gear pump, designed with a moving piston, reduces the power loss to 960 watts. In addition, it avoids the formation of foam in the liquid.

Wie in der Fig. 2 zu sehen, oder auch in den Fig. 3, 4, 5, ist der Durchmesser des Kolbens (11) etwas größer als diejenige der Bohrung des Pumpenkörpers (3), in dem das Zahnrad (4) angeordnet ist, dem er gegenüber liegt. Bei dieser Ausführungsform kommt der Zylinder in Anlage gegen den Rand dieser Bohrung. Wenn die Verzahnung nicht bündig ist, sondern leicht zurückgezogen, führt dies zu einem sehr geringen Spiel, das in vorteilhafter Weise die Reibkräfte verringert.As can be seen in Fig. 2, or also in Figs. 3, 4, 5, the diameter of the piston (11) is slightly larger than that of the bore of the pump body (3) in which the gear (4) is located, which it is opposite. In this embodiment, the cylinder comes into contact with the edge of this bore. If the teeth are not flush, but slightly recessed, this leads to a very small clearance, which advantageously reduces the friction forces.

Diese vorteilhafte Anordnung ist nicht möglich bei den Pumpen, bei denen ein kleiner Gegendruckkolben gegenüber dem Verzahnungsbereich angeordnet ist, zwischen den Achsen der zwei Räder.This advantageous arrangement is not possible with pumps in which a small counterpressure piston is arranged opposite the gearing area, between the axles of the two wheels.

In der Ausführungsform, die in den Fig. 3, 4, 5 dargestellt ist, weist der Kolbenkopf einen zentralen ausgenommenen Bereich E auf, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Rades am Grundkreis der Verzahnung. Es besteht daher weder ein Kontakt noch eine Reibung zwischen dem zentralen Bereich des Kolbens und dem zentralen Bereich der Verzahnung oder der Ritzel.In the embodiment shown in Figs. 3, 4, 5, the piston head has a central recessed area E whose diameter is slightly smaller than the diameter of the wheel at the base circle of the gearing. There is therefore no contact or friction between the central area of the piston and the central area of the gearing or the pinions.

Wie beispielsweise in Fig. 3 zu sehen, steigt der Druck dank der Ansaugleitung (13), wenn der Druck in der Druckkammer (6) steigt, in dem Teil des Zylinders (9) auf der Rückseite des Kolbens (10), der eine Gegendruckkammer (14) bildet, in begleitender Weise. Die wesentliche Funktion der Feder (12) in dieser Konfiguration ist es daher, den Kolben (10) beim Anfahren der Pumpe gegen das Zahnrad (4) zu halten, um eine gute Dichtheit zu garantieren.As can be seen, for example, in Fig. 3, thanks to the suction pipe (13), when the pressure in the pressure chamber (6) increases, the pressure increases in a concomitant manner in the part of the cylinder (9) on the back of the piston (10) which forms a back pressure chamber (14). The essential function of the spring (12) in this configuration is therefore to hold the piston (10) against the gear (4) when the pump starts, in order to guarantee good sealing.

Beispielsweise für eine Pumpe, bei der der Druck in der Druckkammer bei 5 Bar eingestellt sein muß, und die mit einem Rad von einem Durchmesser von 34 mm ausgestattet ist, bei Abwesenheit einer Leitung (13), die eine Erhöhung des Druckes in der Kammer (14) ermöglicht, muß die Feder eine Kraft im Bereich von 30 daN zur Verfügung stellen. Dahingegen muß die Feder dank des Gegendrucks, der in der Kammer (14) aufgebaut ist, nichts weiter als eine Kraft von ca. 5 daN zur Verfügung stellen. Die Größe der Feder und daher ihr Preis verringert sich insgesamt dadurch, und ihre Montage wird ebenfalls deutlich erleichtert.For example, for a pump in which the pressure in the pressure chamber must be set at 5 bar and which is equipped with a wheel with a diameter of 34 mm, in the absence of a pipe (13) that allows the pressure in the chamber (14) to be increased, the spring must provide a force of around 30 daN. On the other hand, thanks to the counterpressure built up in the chamber (14), the spring must provide no more than a force of around 5 daN. The size of the spring and therefore its price is therefore reduced overall, and its assembly is also made much easier.

Bei der in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Gegendruckkammer (14) mit der Ansaugkammer über eine Ansaugrückkehrleitung (19) verbunden, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Ansaugleitung (13). Die Rückkehrleitung (19) ist durch ein Kugelventil geschlossen, das eine dichtende Kugel (15) umfaßt, auf die eine Ventilfeder (16) drückt, sowie einen einen Stopfen bildenden Anschlag (18). Diese Ausführungsform ermöglicht eine gegenüber der Umgebung abgeschlossene Zirkulation des Öles zwischen der Druckkammer (6), der Gegendruckkammer (14) und der Belüftungskammer (2): Es handelt sich um einen dichten internen Kreislauf. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für eine Pumpe, die an der Außenseite eines Motorgehäuses angeordnet ist.In the embodiment shown in Fig. 4, the back pressure chamber (14) is connected to the suction chamber via a suction return line (19) whose diameter is larger than the diameter of the suction line (13). The return line (19) is closed by a ball valve comprising a sealing ball (15) against which a valve spring (16) presses, and a stop (18) forming a plug. This embodiment enables the oil to circulate between the pressure chamber (6), the back pressure chamber (14) and the ventilation chamber (2) in a manner sealed from the environment: it is It is a sealed internal circuit. This embodiment is particularly suitable for a pump that is arranged on the outside of a motor housing.

Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Gegendruckkammer (14) durch eine Rückkehrleitung (17) mit der Umgebung verbunden. Diese Leitung (17) ist selbst mit Hilfe eines geeichten Ventiles, das eine Kugel umfaßt (15), eine Ventilfeder (16) und einen Anschlag (18) verschließbar. Diese Ausführungsform weist einen offenen Kreislauf zwischen der Druckkammer (6), der Gegendruckkammer (14) und dem Leitungsausgang (17) auf und eignet sich insbesondere für eine Pumpe, die in einem Flüssigkeitsreservoir, beispielsweise im Inneren eines Motorgehäuses angeordnet ist.In the embodiment shown in Fig. 5, the back pressure chamber (14) is connected to the environment by a return line (17). This line (17) can itself be closed by means of a calibrated valve comprising a ball (15), a valve spring (16) and a stop (18). This embodiment has an open circuit between the pressure chamber (6), the back pressure chamber (14) and the line outlet (17) and is particularly suitable for a pump which is arranged in a liquid reservoir, for example inside a motor housing.

Bei den beiden Ausführungsformen, die in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind, begrenzt die Verwendung des zusätzlichen geeichten Ventiles den Gegendruck und erleichtert so die Bewegung und den Gang des Kolbens, was eine schnellere Regelung ermöglicht. Die Ventilfeder ist so gewählt, daß sich das Ventil bei dem gewünschten Regeldruck öffnet.In the two embodiments shown in Figs. 4 and 5, the use of the additional calibrated valve limits the back pressure and thus facilitates the movement and stroke of the piston, allowing for faster regulation. The valve spring is selected so that the valve opens at the desired control pressure.

Claims

1. Gear pump, comprising a pump body (3) in which at least two oppositely toothed wheels (4, 5) are arranged, which are in engagement, one of which is connected to a drive (20), characterized by a hollow cylinder (9) which is fixed to one of the side walls (7) of the gear pump (1) and is arranged in front of an opening (8) of the side wall (7), wherein in the hollow cylinder (9) rests a piston (10) which can move in the axial direction of the gears (4, 5), wherein the piston head (11) in the rest position rests against the front of the gears (4, 5), under the effect of an elastic element; and in that the head of the piston (11) completely covers the front of one of the gears (4, 5), in that the centers of the piston head (11) and the tip circle of the gear teeth are arranged on the same axis, and in that the rear side of the piston is under a hydraulic pressure which prevails in the pressure chamber (6) by means of a supply line (13) between the pressure chamber (6) and the rear side to form a counterpressure chamber (14).

2. Gear pump according to claim 1, characterized in that the elastic element is a spiral spring (12) which is inserted between the rear side of the piston head (11) and the inside of the cover of the hollow cylinder (9).

3. Gear pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that the piston head has a central recessed area E side by side in front of the gear, the diameter of which is substantially equal to or smaller than the diameter of the base circle of the gear, and in that the outer diameter of the piston head is substantially equal to or larger than the tip circle of the gear.

4. Gear pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the back pressure chamber (14) is connected to the pressure chamber (6) exclusively by a supply line which passes through the piston head.

5. Gear pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the back pressure chamber (14) is connected to the pressure chamber (6) exclusively by a supply line which passes through a wall of the pump body.

6. Gear pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the back pressure chamber (14) is provided with a return line (19) which connects the back pressure chamber and the ventilation chamber (2), and in that the return line (19) is provided with a calibrated shut-off valve (15, 16, 18).

7. Gear pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the back pressure chamber (14) is provided with a line (17) which connects the back pressure chamber (14) to the outside of the pump, and in that this line leads to the outside and is provided with a calibrated shut-off valve (15, 16, 18).

8. Gear pump according to one of claims 6 or 7, characterized in that the return line (17, 19) has a diameter which is larger than the diameter of the supply line (13).