DE19915319C2 - Doppel-Zahnradpumpe - Google Patents
Doppel-ZahnradpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Doppel-Zahnradpumpe, zum Beispiel
Innenzahnradpumpe, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Hydraulische Doppel-Zahnradpumpen der vorstehend genannten Art sind
bekannt (DE 196 22 518 A1). Sie sind dafür vorgesehen, von der einen der
beiden Pumpen über den ersten Druckkanal einen hydraulischen Verbraucher,
z. B. einen Motor einer Maschine oder die Lenkhilfe eines Gabelstaplers mit
einer konstanten Menge des Hydraulikmediums zu versorgen. Die zweite der
beiden Pumpen fördert durch den zweiten Druckkanal zu einem weiteren
hydraulischen Verbraucher. Tritt aufgrund einer Drehzahlerhöhung, d. h. bei
einer vorbestimmten Drehzahl, und einer entsprechenden Zunahme der
Fördermenge eine Druckdifferenz auf, so wird bei dem Erreichen eines
entsprechend vorbestimmten Druckes in dem ersten Druckkanal aus diesem
zusätzlich oder ergänzend Hydraulikmedium über ein hierzu vorgesehenes
Rückschlagventil dem zweiten Druckkanal zugeführt.
Bei dieser bekannten Doppel-Hydropumpe sind die Ventile, nämlich das den
Strom in dem ersten Druckkanal steuernde Stromregelventil, das die
Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Druckkanal im Bedarfsfall
öffnende Rückschlagventil und ein Schaltventil, unmittelbar in den
Gehäuseteilen der Doppel-Hydropumpe untergebracht. Das Schaltventil dient
dazu, z. B. bei einem übermäßigen Drehzahlanstieg in dem ersten Druckkanal
eine Verbindung über einen Verbindungskanal zu öffnen, um den Druck weiter
zu melden oder eine Regeleinrichtung, z. B. ein Druckregelventil, zu
beaufschlagen. Durch die Unterbringung der Ventile in dem Pumpengehäuse ist
eine gewichtssparende und kompakte Bauweise der Doppel-Hydropumpe
angestrebt. Die Herstellung dieser Doppel-Hydropumpe ist jedoch
verhältnismäßig aufwendig und daher teuer und erfordert das Eingehen von
Kompromissen bezüglich der Funktion. So erfordert das häufige Ansprechen
der Ventile im Ventilgehäuse dessen Herstellung aus einem verschleißfesten
und Präzision gewährleistenden Werkstoff, um die Leckmengen möglichst
gering zu halten, z. B. Späroguß. Nach der Herstellung der Ausnehmungen für
die Pumpen im Pumpenteil des Gehäuses und der Bohrungen im Ventilteil wird
das Gehäuse einer Phosphatierung unterzogen, um die Reibung der darin
gleitenden Teile möglichst niedrig zu halten. Anschließend muß die durch die
Phosphatierung aufgebrachte Schicht auf die Endmaße präsionsbearbeitet
werden.
Die einteilige Ausbildung des Ventilgehäuses und des Pumpengehäuses zwingt
zu der beschriebenen Fertigungsweise auch bei dem Pumpengehäuse, obwohl
insbesondere bei den mittleren Betriebsdrücken, die von den Doppelpumpen für
die geschilderten Zwecke abgefordert werden, diese nicht notwendig ist. Das
Stromregelventil und das Schaltventil sind parallel nebeneinander angeordnet
und über aufwendig zu fertigende dazwischen angeordnete Verbindungskanäle
miteinander verbunden.
Aus DE 85 17 637 U1 ist eine Doppel-Zahnradpumpe bekannt, bei der das
Stromregelventil in einem separaten Ventilgehäuse angeordnet ist. Ein
Schaltventil ist bei dieser Konstruktion nicht vorgesehen.
Aus DE 28 17 173 A1 ist eine Radialkolbenpumpe mit zwei Pumpenelementen
bekannt, bei der eine Steuerventilanordnung im Pumpengehäusedeckel
integriert ist. Der Pumpengehäusedeckel nimmt auch eines der beiden
Wellenlager der Pumpe auf und ist somit ein wesentliches Funktionsbauteil des
Pumpengehäuses selbst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppel-Zahnradpumpe der
vorstehend genannten Art zu schaffen, die eine erheblich günstigere Fertigung
ermöglicht und daher preisgünstiger herstellbar ist, ohne daß die
Funktionsfähigkeit und die Betriebssicherheit beeinträchtigt sind.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Ausbildung gemäß Patentanspruch 1
erreicht.
Dadurch, daß das Pumpengehäuse einerseits und das Ventilgehäuse
andererseits getrennte Bauteile bilden, wobei das Pumpengehäuse wiederum
einteilig oder aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein kann, ist die
Voraussetzung dafür geschaffen, in Anpassung an die jeweilige Funktion den
optimalen Werkstoff einzusetzen. So ist es bei der vorzugsweise als Doppel-
Innenzahnradpumpe ausgebildeten Hydro-Pumpe von Vorteil, das
Pumpengehäuse aus Aluminium herzustellen. Dieser Werkstoff ergibt die bei
den gewünschten Betriebsdrücken erforderliche Festigkeit und den niedrigen
Reibwert ohne Nachbehandlung. Das Ventilgehäuse hingegen kann weiterhin
aus einem verschleißfesten und präzise bearbeitbaren Werkstoff hergestellt
werden, zu dem der genannte Sphäroguß, aber auch Stahl, Bronze, Messing
und auch Kunststoff zu rechnen sind.
Die gesonderte Ausbildung des Ventilgehäuses schafft auch die Ausgangslage
für eine Reihe weiterer Gestaltungsmöglichkeiten, die ihrerseits zu einer
beträchtlichen Verringerung des Fertigungs- und Montageaufwands führen:
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Doppel-Innenzahnradpumpe mit dem einteiligen Gehäuse verläuft zur Verringerung des Platzbedarfs der Abschnitt des ersten Druckkanals, in welchem das Stromregelventil untergebracht ist, quer zur Drehachse der Pumpenwelle und ist mit dem Druckraum der ersten Pumpe über einen erweiterten Ringraum des Druckkanals verbunden. Hierzu muß aus Herstellungsgründen aber in dem Gehäuse eine den Druckkanal formende seitliche Bohrung eingebracht sein, deren Öffnung nach außen durch eine Verschlußschraube verschlossen werden muß. Weiterhin ist das Schaltventil in einer gesonderten Bohrung untergebracht, die parallel zu dem das Stromregelventil aufnehmenden Abschnitt des ersten Druckkanals verläuft und mit diesem über eine Querbohrung ausgehend von der genannten Druckkanalerweiterung verbunden ist. Auch diese Bohrung für das Schaltventil bedarf zum Verschließen der beidseitig an dem Gehäuse vorhandenen Öffnungen einer jeweiligen Verschlußschraube, wobei sich auf einer davon die Feder des Schaltventilkörpers abstützt.
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Doppel-Innenzahnradpumpe mit dem einteiligen Gehäuse verläuft zur Verringerung des Platzbedarfs der Abschnitt des ersten Druckkanals, in welchem das Stromregelventil untergebracht ist, quer zur Drehachse der Pumpenwelle und ist mit dem Druckraum der ersten Pumpe über einen erweiterten Ringraum des Druckkanals verbunden. Hierzu muß aus Herstellungsgründen aber in dem Gehäuse eine den Druckkanal formende seitliche Bohrung eingebracht sein, deren Öffnung nach außen durch eine Verschlußschraube verschlossen werden muß. Weiterhin ist das Schaltventil in einer gesonderten Bohrung untergebracht, die parallel zu dem das Stromregelventil aufnehmenden Abschnitt des ersten Druckkanals verläuft und mit diesem über eine Querbohrung ausgehend von der genannten Druckkanalerweiterung verbunden ist. Auch diese Bohrung für das Schaltventil bedarf zum Verschließen der beidseitig an dem Gehäuse vorhandenen Öffnungen einer jeweiligen Verschlußschraube, wobei sich auf einer davon die Feder des Schaltventilkörpers abstützt.
Infolge der erfindungsgemäß gesonderten Ausbildung des Ventilgehäuses ist
die Begrenzungsfläche des Ventilgehäuses, die im zusammengebauten
Zustand der Doppelpumpe an dem Pumpengehäuse anliegt, zugänglich.
Dadurch kann der in dem Ventilgehäuse befindliche Teil des ersten
Druckkanals zweckmäßigerweise weitgehend senkrecht zu der genannten
Begrenzungsfläche ausgeführt werden und kann in einen ersten
Druckkanalabschnitt und einen zweiten Druckkanalabschnitt unterteilt sein. Der
erste Druckkanalabschnitt, in dem das Schaltventil angeordnet ist, kann als eine
von der Begrenzungsfläche ausgehende Sackbohrung ausgeführt werden, die
eines Verschlusses durch eine Verschlußschraube nicht bedarf. In diesem Fall
entfallen somit die Verschlußschrauben und deren Montage. An dem ersten
Druckkanalabschnitt schließt sich der zweite Druckkanalabschnitt an, der quer
zu dem ersten Druckkanalabschnitt und quer oder parallel zu der Antriebswelle
verläuft. In dem zweiten Druckkanalabschnitt ist das Stromregelventil
aufgenommen.
Eine weitergehende Einsparung wird dadurch erzielt, daß das Schaltventil dem
Stromregelventil in dem ersten Druckkanalabschnitt vorgeschaltet ist. Da es
hierdurch stromaufwärts von dem Stromregelventil in dem ohnehin
vorhandenen ersten Druckkanalabschnitt angeordnet
ist, entfällt die gesondert herzustellende Bohrung zu
seiner Aufnahme einschließlich der beiden Verschlußelemente
zu deren endseitigem Abschluß.
Bei der eingangs geschilderten bekannten Doppel-
Innenzahnradpumpe ist die Drosselöffnung in dem ersten
Druckkanal, die den für das Ansprechen des Schaltventils
erforderlichen Druck aufbaut, in einem gesonderten Teil
hierfür enthalten, nämlich in der entsprechend
ausgestalteten Verschlußschraube zum Verschließen der den
ersten Druckkanal bildenden Bohrung. Nach einer
Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wiederum eine
Einsparung dadurch möglich, daß der gegen Federbelastung
verstellbare Schaltventilkolben die Drosselöffnung selbst
bildet und/oder definiert. Hierzu ist vorteilhaft der
Schaltventilkolben als Topfkolben ausgebildet, wobei die
Drosselöffnung die Kolbenwand stromaufwärts von dem
Kolbenboden durchsetzt und so angeordnet ist, daß die
Verbindung des ersten Druckkanalabschnitts mit dem zweiten
Druckkanalabschnitt, d. h. zum Stromregelventil hin,
besteht.
Der Schaltventilkolben ist zweckmäßigerweise an einem Ende
von einer Druckfeder beaufschlagt, die sich auf dem Boden
der Sackbohrung abstützt, und wird hierdurch andererseits
an die Begrenzungsfläche des Pumpengehäuses angedrückt, an
der das Ventilgehäuse im zusammengebauten Zustand anliegt.
Hierdurch ist der Verstellbereich des Schaltventilkolbens
definiert.
Vorteilhafter ist es jedoch, den Verstellbereich des
Schaltventilkolbens dadurch festzulegen, daß die der
Druckfeder gegenüberliegende Stirnseite des
Schaltventilkolbens gegen einen Federring gedrückt wird,
der in eine Ringnut der Sackbohrung eingesprengt ist. Denn
dadurch läßt sich das Ventilgehäuse mit den eingebauten
Ventilen als fertiges Bauteil handhaben und vertreiben,
ohne daß der Schaltventilkolben und die zugehörige
Druckfeder aus der Sackbohrung herausfallen können.
Bei der eingangs geschilderten bekannten Doppel-
Innenzahnradpumpe ist der die Druckfeder des
Schaltventilkolbens aufnehmende Raum über eine gesonderte
Verbindung mit dem ersten Druckkanal verbunden. Auch diese
läßt sich kostensparend bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung und Anordnung des Schaltventils dadurch
erzielen, daß in der Umfangsfläche des Schaltventilkolbens
und/oder in der örtlich zugeordneten Wand der Sackbohrung
eine Axialnut vorgesehen ist.
Eine weitere
Einsparung kann dadurch erzielt werden, daß das Stromregelventil
die Funktion des Rückschlagventils übernimmt, das in der
Verbindungsbohrung zwischen dem ersten und dem zweiten
Druckkanal angeordnet ist. In diesem Fall bedarf auch diese
Verbindungsbohrung keiner besonderen Bearbeitung,
insbesondere nicht der Einarbeitung eines Ventilsitzes für
das Rückschlagventil.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen
sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen
zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt längs der Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3;
Fig. 3 eine Untenansicht in Richtung des Pfeiles X in
Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 3, in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 6a eine Einzeldarstellung des Schaltventilkolbens in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 6b eine Einzeldarstellung eines modifizierten
Schaltventilkolbens in vergrößertem Maßstab;
Fig. 7 einen zu Fig. 1 analogen Schnitt durch eine
modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppel-
Hydropumpe;
Fig. 8 einen zu Fig. 1 analogen Axialschnitt durch eine
Ausführungsform ohne Rückschlagventil.
Die als Doppel-Innenzahnradpumpe ausgebildete Pumpe gemäß
Fig. 1 besitzt ein Gehäuse aus Aluminium mit mehreren
Gehäuseteilen. Die Gehäuseteile umfassen einen Gehäuseteil
1 zur Aufnahme einer ersten Innenzahnradpumpe 2, einen
Gehäuseteil 3, der eine zweite Innenzahnradpumpe 4 aufnimmt
und den Gehäuseteil 1 stirnseitig abschließt, und einen
Deckelteil 5, der den Gehäuseteil 1 stirnseitig
verschließt. Der Gehäuseteil 1 weist einen für beide
Innenzahnradpumpen 2, 4 gemeinsamen Ansaugkanal 6 und einen
zweiten Druckkanal 7 auf, in den die zweite
Innenzahnradpumpe 4 fördert. Ein erster Druckkanal 8, der
von dem Druckraum der ersten Innenzahnradpumpe 2 ausgeht,
ist ebenfalls in dem Gehäuseteil 1 ausgebildet (Fig. 2).
Beide Druckkanäle 7 und 8 münden an einer Begrenzungsfläche
10 des Gehäuseteils 1.
Die Innenzahnradpumpen 2, 4 sind durch eine Antriebswelle
11 angetrieben, auf der das Ritzel der zweiten
Innenzahnradpumpe 4 einstückig ausgebildet ist, während an
einem abgesetzten Teil der Antriebswelle 11 das Ritzel der
ersten Innenzahnradpumpe 2 über eine Keilverzahnung 12
befestigt ist. Die erste Innenzahnradpumpe 2 arbeitet mit
einem geringeren Durchsatz an Hydraulikmedium als die
zweite Innenzahnradpumpe 4; beide Innenzahnradpumpen können
jedoch auch gleich ausgelegt sein. Art und Ausbildung der
Innenzahnradpumpen 2, 4 und deren Funktionsweise sind
hinlänglich bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren
Erläuterung.
Mit dem Gehäuseteil 1 ist ein im wesentlichen
quaderförmiges Ventilgehäuse 15 aus Sphäroguß verbunden,
das durch drei nicht näher dargestellte Schrauben 16 (Fig.
3) mit seiner oberen Begrenzungsfläche 17 an die
Begrenzungsfläche 10 des Gehäuseteils 1 abgedichtet
angepreßt ist. Der Druckkanal 7 in dem Gehäuseteil 1 setzt
sich in dem Ventilgehäuse 15 in einem zweiten Druckkanal 18
fort und mündet an der unteren Begrenzungsfläche 19 des
Ventilgehäuses. Den zweiten Druckkanal 18 durchsetzt ein
federbelastetes Rückschlagventil 20, das in den zweiten
Druckkanal 18 öffnen und eine Verbindung zu einem ersten
Druckkanal 22 in dem Ventilgehäuse 15 herstellen kann, wie
nachfolgend näher beschrieben ist. Das Rückschlagventil 20
ist in einem Haltekörper 21 aufgenommen, der in eine
Bohrung des Ventilgehäuses 15 eingeschraubt ist.
Gemäß Fig. 2 mündet der erste Druckkanal 8 in dem
Gehäuseteil 1 senkrecht in der unteren Begrenzungsfläche 10
dieses Gehäuseteils und setzt sich in dem Ventilgehäuse 15
in einer Sackbohrung 24 fort, die ihrerseits senkrecht von
der oberen Begrenzungsfläche 17 des Ventilgehäuses 15 aus
eingebracht ist. Die Sackbohrung 24 bildet einen ersten
Druckkanalabschnitt des im Ventilgehäuse 15 vorgesehenen
ersten Druckkanals 22, dessen ein Stromregelventil 25
aufnehmender zweiter Druckkanalabschnitt quer zu der
Sackbohrung 24 verlaufend an diese anschließt. An den das
Stromregelventil 25 aufnehmenden zweiten
Druckkanalabschnitt schließt sich ein senkrecht in der
unteren Begrenzungsfläche 19 des Ventilgehäuses 15
mündender dritter Druckkanalabschnitt 23 des ersten
Druckkanals 22 an.
Das Stromregelventil 25 in der dargestellten Form und seine
Wirkungsweise sind bekannt (vgl. DE 196 22 518 A1, DE 196 22 517 A1)
und bedürfen daher nur einer kurzen Erläuterung:
Das Stromregelventil 25 weist einen gegen eine Feder verschiebbaren hohlen Regelkolben 28 auf, in den über eine Blende 29 das Hydraulikmedium eintritt und ihn über radiale Öffnungen 26 in den dritten Druckkanalabschnitt 23 wieder verläßt. Der Regelkolben 28 ist gegen die Federkraft von dem Hydraulikdruck vor der Blende 29 beaufschlagt. Durch die entsprechende Verstellung des Regelkolbens 28 gegen die Federbelastung werden die radialen Öffnungen 26 mehr oder weniger verschlossen und dadurch wird der Mengenstrom an Hydraulikmedium geregelt. Steigt der Druck des Hydraulikmediums stromaufwärts von der Blende 29 auf einen vorbestimmten Wert, z. B. bei Erreichen der eingangs genannten vorbestimmten Drehzahl der Pumpe, so wird der Regelkolben 28 gegen die Federkraft so weit in Fig. 2 nach links verschoben, daß eine örtliche Erweiterung des ersten Druckkanals 22 freigegeben wird. In diese örtliche Erweiterung mündet die von dem Rückschlagventil 20 (Fig. 1) gesteuerte Verbindungsöffnung zu dem zweiten Druckkanal 18. Durch den herrschenden Druck wird das Rückschlagventil 20 aufgesteuert, so daß zwischen dem ersten Druckkanal 8, 22, 23, 24 und dem zweiten Druckkanal 18 eine Verbindung hergestellt ist und Hydraulikmedium überströmen kann.
Das Stromregelventil 25 weist einen gegen eine Feder verschiebbaren hohlen Regelkolben 28 auf, in den über eine Blende 29 das Hydraulikmedium eintritt und ihn über radiale Öffnungen 26 in den dritten Druckkanalabschnitt 23 wieder verläßt. Der Regelkolben 28 ist gegen die Federkraft von dem Hydraulikdruck vor der Blende 29 beaufschlagt. Durch die entsprechende Verstellung des Regelkolbens 28 gegen die Federbelastung werden die radialen Öffnungen 26 mehr oder weniger verschlossen und dadurch wird der Mengenstrom an Hydraulikmedium geregelt. Steigt der Druck des Hydraulikmediums stromaufwärts von der Blende 29 auf einen vorbestimmten Wert, z. B. bei Erreichen der eingangs genannten vorbestimmten Drehzahl der Pumpe, so wird der Regelkolben 28 gegen die Federkraft so weit in Fig. 2 nach links verschoben, daß eine örtliche Erweiterung des ersten Druckkanals 22 freigegeben wird. In diese örtliche Erweiterung mündet die von dem Rückschlagventil 20 (Fig. 1) gesteuerte Verbindungsöffnung zu dem zweiten Druckkanal 18. Durch den herrschenden Druck wird das Rückschlagventil 20 aufgesteuert, so daß zwischen dem ersten Druckkanal 8, 22, 23, 24 und dem zweiten Druckkanal 18 eine Verbindung hergestellt ist und Hydraulikmedium überströmen kann.
In der senkrecht zur oberen Begrenzungsfläche 17
verlaufenden Sackbohrung 24 ist das im ganzen mit 30
bezeichnete Schaltventil angeordnet. Das Schaltventil 30
umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen
topfförmigen Ventilkolben 31 (Fig. 6a), der abgedichtet in
der Sackbohrung 24 gleitend geführt ist, und eine
Schraubendruckfeder 32, die sich auf dem Boden 33 der
Sackbohrung 24 abstützt (Fig. 5). Der Ventilkolben 31
bildet mit einem nach unten vorspringenden Rand 34 einen
Federteller zur Führung der Druckfeder 32, durch die er
gegen einen in einer nicht bezeichneten Nut der Sackbohrung
24 gehaltenen Federring 35 gedrückt wird. Auf einem unter
der Begrenzungsfläche 17 gebildeten Absatz der Sackbohrung
24 liegt ein Dichtring 36 auf.
Der Ventilkolben 31 weist über seinem Boden 38 zwei die
Kolbenwand durchsetzende, auf dem Kolbenumfang um etwa 75°
zueinander versetzte Drosselöffnungen 40 auf, die in einen
erweiterten Ringraum 41 der Sackbohrung 24 münden. An den
Ringraum 41 schließt der zweite Druckkanalabschnitt des
ersten Druckkanals 22 an, in welchem das Stromregelventil
25 angeordnet ist. Somit bildet das Innere des topfförmigen
Kolbens 31 mit den Drosselöffnungen 40 einen Teil des
ersten Kanalabschnitts.
In dem Ventilgehäuse 15 ist parallel zur Sackbohrung 24 ein
Verbindungskanal 42 ausgebildet, der in der unteren
Begrenzungsfläche 19 mündet und an seinem oberen Ende über
eine Querbohrung 43 mit der Sackbohrung 24 verbunden ist.
Der Verstellbereich des Ventilkolbens 31 ist definiert
durch den Federring 35 und eine in der Sackbohrung 24
ausgebildete Schulter 44 und so festgelegt, daß in jeder
möglichen Stellung des Ventilkolbens 31 die
Strömungsverbindung mit dem Stromregelventil 25 über die
Drosselöffnungen 40 gewahrt bleibt. Die Mündungsöffnung der
Querbohrung 43 zu dem Verbindungskanal 42 ist jedoch in der
in Fig. 5 gezeigten Schaltstellung des Ventilkolbens 31
durch diesen verschlossen.
Der Ventilkolben 31 weist an seinem Außenumfang eine rundum
verlaufende Eindrehung 37 auf, die ihm ein spulenförmiges
Aussehen verleiht (Fig. 6a). Die Eindrehung 37
korrespondiert in der in den Fig. 2 und 5 gezeigten oberen
Endstellung des Ventilkolbens 31 mit dem Ringraum 41. Von
der Eindrehung 37 ausgehend erstreckt sich in Achsrichtung
des Ventilkolbens 31 auf seiner äußeren Umfangsfläche über
den Rand 34 hinweg eine enge Axialnut 39, die an dem
angefasten unteren Stirnrand des Ventilkolbens mündet. Die
Axialnut 39 stellt eine gedrosselte Strömungsverbindung
zwischen dem Druckkanal 22 und dem die Druckfeder 32
aufnehmenden Raum der Sackbohrung 24 her. Bei stationärem
Betrieb herrscht somit in diesem Raum der gleiche Druck wie
über dem Kolbenboden 38, so daß der Ventilkolben 31 durch
die Druckfeder 32 in Anlage an dem Federring 35 gehalten
und der Verbindungskanal 42 damit geschlossen bleibt.
Wächst der Strömungsdruck in dem stromauf von den
Drosselöffnungen 40 liegenden Druckkanalabschnitt über
einen vorbestimmten Wert an, z. B. aufgrund eines
übermäßigen Anstiegs der Antriebsdrehzahl an der
Antriebswelle 11, so wird dadurch der Ventilkolben 31 gegen
die Kraft der Feder 32 nach unten gedrückt, so daß die
Mündung der Querbohrung 43 und damit der Verbindungskanal
42 freigegeben wird. Dadurch baut sich in dem
Verbindungskanal 42 der gleiche Druck auf, der
beispielsweise an eine Regeleinrichtung gemeldet werden
kann, um durch geeignete Maßnahmen die übermäßige
Antriebsdrehzahl an der Antriebswelle 11 zu reduzieren.
Diese nicht gezeigte Regeleinrichtung kann beispielsweise
ein Druckregelventil sein, das für eine Druckerhöhung in
dem zweiten Druckkanal 18 sorgt und damit den
Leistungsbedarf der zweiten Innenzahnradpumpe 4 erhöht.
Eine modifizierte Ausführungsform des Ventilkolbens 31
zeigt Fig. 6b. Dieser Ventilkolben 31' weist anstelle der
engen Axialnut 39 an dem Ventilkolben 31 im Bereich der
Eindrehung 37' eine die Kolbenwand durchsetzende
Drosselbohrung 39' auf, die eine gedrosselte
Strömungsverbindung zwischen dem Druckkanal 22 und dem die
Druckfeder 32 aufnehmenden Raum der Sackbohrung 24
herstellt. Auf der äußeren Umfangsfläche des Ventilkolbens
31 kann daher auf die gesondert einzubringende Axialnut 39
verzichtet werden. Somit kann der Ventilkolben 31 mit
geringerem Aufwand, z. B. durch spitzenloses Rundschleifen,
hergestellt werden, wobei auch in einem Arbeitsgang an der
äußeren Umfangsfläche vorgesehene Ringnuten 34'
eingearbeitet werden.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von
derjenigen gemäß Fig. 1 nur durch die Art der Lagerung der
Antriebswelle 11'. Während bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 die Antriebswelle 11 mittels Gleitlagern dreifach
gelagert ist, d. h. der Deckelteil 5 ebenfalls ein
Gleitlager enthält, ist die Antriebswelle 11' nur zweifach
gelagert. Das Ritzel der ersten Innenzahnradpumpe 2' ist
auf dem so gebildeten Wellenstummel über eine
Keilverzahnung aufgekeilt und fliegend angeordnet. Der
Deckelteil 5' dient nur dem abgedichteten Verschluß des
Gehäuseteils 1', so daß die durch eine Wellenlagerung
geforderte Präzision seiner Anordnung entfällt.
Im Rahmen der Erfindung kann von der Gestaltung der
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele abgewichen
werden. So ist es möglich, anstelle des topfförmigen
Ventilkolbens 31 des Schaltventils 30 einen Massivkolben
einzusetzen und die Drosselöffnungen 40 in der Kolbenwand
zu ersetzen durch eine an der äußeren Umfangsfläche des
Ventilkolbens vorgesehene Axialnut. Weiterhin können die
Ritzel der ersten und zweiten Innenzahnradpumpe beide
einstückig mit der Antriebswelle gefertigt sein oder beide
drehfest formschlüssig verbunden sein. Die formschlüssige
Verbindung kann durch eine Keilverzahnung, durch Paßfedern
oder durch einen polygonalen Wellenquerschnitt erfolgen.
Die beschriebene Gestaltung des Schaltventils 30 ist auch
dann von Vorteil, wenn das Ventilgehäuse und das
Pumpengehäuse nicht jeweils gesonderte Bauteile darstellen,
sondern einstückig miteinander sind. In diesem Fall muß
zwar von der unteren Begrenzungsfläche des Gehäuses her
eine an die Stelle der Sackbohrung 24 tretende und durch
ein Verschlußelement nachträglich zu verschließende Bohrung
hergestellt werden. In dieser Bohrung muß auch eine
Schulter zur Abstützung des von der Feder beaufschlagten
Schaltventilkolbens vorgesehen sein. Jedoch kann der
Schaltventilkolben, der die für seine Funktion
erforderliche Drosselöffnung selbst aufweist, wie
beschrieben dem Stromregelventil unmittelbar vorgeschaltet
sein, sodaß eine gesonderte Anordnung entfällt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von
derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 5 nur dadurch, daß auch
hier das Rückschlagventil 20 der Verbindungsbohrung
zwischen dem zweiten Druckkanalabschnitt 22' und dem eine
Fortsetzung des zweiten Druckkanals 7' bildenden zweiten
Ventilgehäuse-Druckkanal 18' wegfällt. Die Abdichtung bzw.
Freigabe dieser Verbindungsbohrung übernimmt das
Stromregelventil 25' allein.
Claims (20)
1. Doppel-Zahnradpumpe, mit einem Pumpengehäuse (1, 3, 5), in welchem auf
einer gemeinsamen Antriebswelle (11) zwei Pumpenrotoren (2, 4) umlaufen
und Hydraulikmedium jeweils in voneinander getrennte Druckkanäle (8, 22,
23, 34; 7, 18) fördern, und mit einem Ventilgehäuse (15) zur Aufnahme eines
Stromregelventils (25) und eines Schaltventils (30), wobei das
Stromregelventil (25) in dem Druckkanal (22) der ersten Pumpe (2)
angeordnet ist und bei Drucksteigerung auf einen vorbestimmten Wert eine
Verbindung mit dem Druckkanal (18) der zweiten Pumpe (4) freigibt, und
wobei das Schaltventil durch den Druck vor mindestens einer Drosselöffnung
(40) in dem Druckkanal (8, 24) der ersten Pumpe (2) beaufschlagt ist und bei
einem Druckanstieg vor der Drosselöffnung auf einen zweiten vorbestimmten
Wert über einen Verbindungskanal (42, 43) eine Verbindung zu einer
Regeleinrichtung oder dergleichen freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der in dem Ventilgehäuse (15) verlaufende Teil des Druckkanals der ersten Pumpe (2) einen an den Druckkanalteil (8) der ersten Pumpe im Pumpengehäuse (1) anschließenden ersten Abschnitt (24) und mindestens einen zweiten Abschnitt (22) aufweist, welcher quer zu dem ersten Druckkanalabschnitt (24) verläuft, wobei das Stromregelventil (25) in dem zweiten Druckkanalabschnitt (22) untergebracht ist; und
dass das Schaltventil (30) in dem ersten Druckkanalabschnitt (24) angeordnet und dem Stromregelventil (25) vorgeschaltet ist.
dadurch gekennzeichnet,
dass der in dem Ventilgehäuse (15) verlaufende Teil des Druckkanals der ersten Pumpe (2) einen an den Druckkanalteil (8) der ersten Pumpe im Pumpengehäuse (1) anschließenden ersten Abschnitt (24) und mindestens einen zweiten Abschnitt (22) aufweist, welcher quer zu dem ersten Druckkanalabschnitt (24) verläuft, wobei das Stromregelventil (25) in dem zweiten Druckkanalabschnitt (22) untergebracht ist; und
dass das Schaltventil (30) in dem ersten Druckkanalabschnitt (24) angeordnet und dem Stromregelventil (25) vorgeschaltet ist.
2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilkörper des Schaltventils (30) als in Förderrichtung in einem
ersten Druckkanalabschnitt (24) gegen Federbelastung verstellbarer
Ventilkolben (31) ausgebildet ist und dass die Drosselöffnung (40) durch den
Ventilkolben gebildet oder definiert ist.
3. Zahnradpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaltventilkolben (31) ein Topfkolben ist und die Drosselöffnung
(40) die Kolbenwand durchsetzt.
4. Zahnradpumpe nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckkanal (8, 24) im Bereich der Drosselöffnung (40) zu einem
Ringraum (41) erweitert ist, an den der weiterführende Druckkanalabschnitt
(22, 23) anschließt.
5. Zahnradpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaltventilkolben (31) durch eine Druckfeder (32) belastet ist, die
sich auf dem Boden (33) einer über den Ringraum (41) hinaus in Achsrichtung
des Schaltventilkolbens weitergeführten verschlossenen Bohrung (24)
abstützt.
6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilgehäuse (15) ein in Bezug auf das Pumpengehäuse
gesondertes, mit diesem verbindbares Bauteil ist.
7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpengehäuse und das Ventilgehäuse aus unterschiedlichem
Werkstoff bestehen.
8. Zahnradpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Doppel-Innenzahnradpumpe das Pumpengehäuse aus
Aluminium und das Ventilgehäuse aus Sphäroguß besteht.
9. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Druckkanalabschnitt (24) als Sackbohrung ausgeführt ist.
10. Zahnradpumpe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sackbohrung weitgehend senkrecht zu der im zusammengebauten
Zustand an dem Pumpengehäuse (1) anliegenden Begrenzungsfläche (17)
des Ventilgehäuses verläuft.
11. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaltventilkolben (31) durch eine Druckfeder (32) belastet ist, die
sich auf dem Boden (33) der Sackbohrung (24) abstützt.
12. Zahnradpumpe nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Raum zwischen dem Boden der Sackbohrung und dem
Schaltventilkolben durch eine zweite Drosselöffnung (39, 39') mit dem ersten
Druckkanalabschnitt verbunden ist.
13. Zahnradpumpe nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Drosselöffnung (39) durch eine Axialnut in der Umfangsfläche
des Schaltventilkolbens und/oder der Sackbohrung gebildet ist.
14. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verstellbereich des Schaltventilkolbens (31) durch einen Anschlag
(44) in der Sackbohrung (24) und durch die im zusammengebauten Zustand
an dem Ventilgehäuse (15) anliegende Begrenzungsfläche (10) des
Pumpengehäuses (1) definiert ist.
15. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verstellbereich des Schaltventilkolbens (31) durch einen Anschlag
(44) in der Sackbohrung (24) und durch einen in einer Ringnut der
Sackbohrungswand aufgenommenen Federring (35) definiert ist.
16. Zahnradpumpe nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag (44) durch einen Absatz der Sackbohrung gebildet ist.
17. Zahnradpumpe nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlag durch eine in der Sackbohrung aufgenommene Büchse
gebildet ist.
18. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verbindungskanal (42, 43) einen quer von dem ersten
Druckkanalabschnitt (24) abzweigenden Abschnitt (43) und einen parallel zu
dem ersten Druckkanalabschnitt verlaufenden Abschnitt (42) aufweist.
19. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Druckkanalabschnitt (24) eine geradlinige axiale Fortsetzung
des ersten Druckkanals (18) des Pumpengehäuses (1, 3, 5) ist.
20. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Ventilgehäuse-Druckkanal (18) für die zweite Pumpe (104)
axial fluchtend den zweiten Druckkanal (7) des Pumpengehäuses (1, 3, 5) als
gerade Bohrung fortsetzt.
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