DE3924482C2

DE3924482C2 -

Info

Publication number: DE3924482C2
Application number: DE19893924482
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. 7123 Sachsenheim De Olbrich; Hayno Dipl.-Ing. 7163 Oberrot De Rustige
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-05-16
Also published as: EP0410150A2; DE3924482A1; EP0410150A3

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Zahnradpumpe funktioniert die Dichtplatte gewissermaßen als Stromregler, da bei entsprechender Beaufschlagung der Druckfelder ein Teil des von der Pumpe geförderten Druckmittels entlang der Zahnradseitenflächen unmittelbar von der Hochdruck- zur Niederdruckseite fließen kann. Dabei erwärmt sich das abgeregelte Druckmittel unter Umständen sehr stark; es wird unmittelbar der Saugseite der Pumpe wieder zugeführt, was zu einer Überhitzung der Pumpe führen kann.The invention relates to a gear pump according to the genus Main claim. In such a known gear pump The sealing plate functions as a current regulator, as it were appropriate exposure to the pressure fields part of the Pump pumped pressure medium along the gear side surfaces can flow directly from the high pressure to the low pressure side. Under certain circumstances, the regulated pressure medium heats up very much strong; it is immediately fed back to the suction side of the pump, which can cause the pump to overheat.

Aus dem DE 88 06 388 U1 ist eine Zahnradmaschine mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern bekannt, deren Wellen in brillenförmigen Lagerkörpern gelagert sind und an deren Zahnradseitenflächen eine Dichtplatte durch die Einwirkung zweier konzentrisch verlaufender Druckfelder angedrückt wird. Die Dichtplatte hat die Kontur des Gehäuseinnenraums und überdeckt die gesamte Seitenfläche der Zahnräder. Die beiden auf die Dichtplatte einwirkenden konzentrischen Druckfelder sind nicht miteinander verbunden. Durch ein Steuerventil kann der Druck eines Druckfeldes gesteuert werden, so daß die Andruckkraft der Dichtplatte an die Zahnradseitenflächen beeinflußt werden kann. Wird diese Zahnradmaschine als Pumpe eingesetzt, kann bei entsprechender Beaufschlagung der Druckfelder bzw. des steuerbaren Druckfeldes ein Teil des von der Pumpe geförderten Druckmittels an den Zahnradseitenflächen entlang unmittelbar von der Hochdruck- zur Niederdruckseite fließen. Dabei erwärmt sich dieser Druckmittelstrom sehr stark. Da er unmittelbar der Pumpe wieder zugeführt wird, kann dies zu einer Überhitzung führen. From DE 88 06 388 U1 is a gear machine with two in external engagement meshing gears known, the shafts in glasses-shaped Bearing bodies are mounted and a on their gear side surfaces Sealing plate due to the action of two concentric ones Pressure fields is pressed. The sealing plate has the contour of Housing interior and covers the entire side surface of the gears. Concentrate the two acting on the sealing plate Pressure fields are not interconnected. Through a control valve the pressure of a pressure field can be controlled so that the pressure force the sealing plate on the gear side surfaces are affected can. If this gear machine is used as a pump, at appropriate application of pressure fields or controllable Part of the pressure medium delivered by the pump to the pressure field Gear side surfaces along directly from the high pressure to the low pressure side flow. This pressure medium flow heats up very much strong. Since it is immediately returned to the pump, this can happen cause overheating.

In der EP 00 12 328 A1 ist eine Zahnradpumpe beschrieben, bei der die zu den Zahnradseitenflächen weisenden Stirnseiten der Lagerkörper mit segmentartigen Aussparungen versehen sind. In diese Aussparungen sind eine Dichtscheibe und eine Andruckscheibe eingesetzt, die etwa die Form einer "Drei" haben, im Hochdruckbereich der Pumpe angeordnet sind und bis in den Niederdruckbereich reichen. Zwischen der Dichtscheibe und der Andruckscheibe ist durch radiale Kanäle in der Andruckscheibe eine Druckkammer gebildet, die mit dem Druckraum der Pumpe in Verbindung steht, so daß innerhalb dieser Druckkammer immer der Förderdruck der Pumpe herrscht. Durch die Dichtscheibe und die Andruckscheibe wird somit eine reine Dichtfunktion erzielt, ohne daß der Anpreßdruck steuerbar ist. Damit ist eine Steuerung oder Regelung des Bypass-Stroms ebenfalls nicht möglich.EP 00 12 328 A1 describes a gear pump in which the to the end faces of the bearing bodies that face the gearwheel side surfaces segment-like recesses are provided. In these recesses are a sealing washer and a pressure washer, which is about the Have a "three" shape, located in the high pressure area of the pump and reach into the low pressure range. Between the sealing washer and the pressure plate is through radial channels in the pressure plate a pressure chamber is formed which communicates with the pressure chamber of the pump stands so that the delivery pressure is always within this pressure chamber the pump prevails. Through the sealing washer and the pressure washer a pure sealing function is thus achieved without the Contact pressure is controllable. This is a control or regulation of the Bypass current is also not possible.

Aus der DE 29 03 545 A1 ist weiterhin eine Zahnradpumpe bekannt geworden, bei der der Druckmittelstrom bzw. der Leckölstrom zwischen Zahnradseitenflächen und Gehäusewand teilweise über eine Rückleitung einem Behälter zugeführt wird. Dazu mündet zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse ein Kanal, der durch einen federdruckbelasteten Deckel verschlossen ist. Übersteigt der Druck in der Pumpe einen bestimmten Wert, wird der Deckel gegen die Wirkung der Feder abgehoben. Damit kann Druckmittel sowohl von der Druckseite der Pumpe zur Saugseite gelangen als auch über die Rückleitung zum Behälter abfließen. Auf diese Weise wird der Druckmittelstrom von der Druck zur Saugseite bei zu hohem Druck in der Pumpe verringert. Eine Überhitzung des Druckmittels soll so verhindert werden. Eine derartige Pumpe ist nicht in der Lage, den Druckmittelstrom zu steuern, wenn der Druck - insbesondere beim Anlauf - unterhalb dieses bestimmten Wertes liegt.A gear pump is also known from DE 29 03 545 A1 become, in which the pressure medium flow or the leakage oil flow between Gear side surfaces and housing wall partly via a return line is fed to a container. To this ends between the gears and the housing has a channel through a spring-loaded cover is closed. If the pressure in the pump exceeds a certain one Worth, the lid is lifted against the action of the spring. In order to can pressure fluid both from the pressure side of the pump to the suction side reach as well as flow off via the return line to the container. On in this way the pressure medium flow from the pressure to the suction side too high pressure in the pump reduced. Overheating of the pressure medium should be prevented in this way. Such a pump is not in able to control the pressure medium flow when the pressure - in particular when starting - is below this certain value.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der das abgeregelte Druckmittel nicht zur Saugseite der Pumpe, sondern in den Vorratsbehälter geführt wird, wo es sich mit dem dort vorhandenen Druckmittel mischt und entsprechend abgekühlt wird, so daß eine übermäßige Erwärmung des abgeregelten Druckmittels vermieden wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Mittel gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüche.In contrast, it is the object of the invention to provide a gear pump to create the type mentioned, in which the regulated pressure medium not to the suction side of the pump, but to the storage container is performed where it mixes with the pressure medium present there and is cooled accordingly, so that excessive heating of the regulated pressure medium is avoided. This task is performed according to the Invention by those mentioned in the characterizing part of claim 1 Means solved. Further advantages of the invention result from the Subclaims.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe, in Fig. 2 einen Schnitt längs II-II nach Fig. 1, in Fig. 3 einen Schnitt längs III-III nach Fig. 2, in Fig. 4 einen Schnitt längs IV-IV nach Fig. 2, in den Fig. 5 bis 8 Ein zelteile im Längsschnitt und in der Draufsicht, in Fig. 9 eine Prinzipskizze.The invention is explained in more detail in the following description and drawing. This shows in Fig. 1 a longitudinal section through a gear pump, in Fig. 2 is a section along II-II of Fig. 1, Fig. 3 shows a section along III-III of Fig. 2, Fig. 4 shows a section along IV -IV according to Fig. 2, in Figs. 5 to 8 A individual parts in longitudinal section and in plan view, in Fig. 9 is a schematic diagram.

Description of the invention example

In der Zeichnung ist mit 10 das Gehäuse einer Zahnradpumpe bezeichnet, das einen Innenraum 11 mit der Querschnittsform einer Acht aufweist und das beidseitig durch Deckel 12, 13 verschlossen ist. Im Innenraum 11 kämmen zwei Zahnräder 14, 15 im Außeneingriff miteinander. Ihre Zahnradwellen 16, 17 sind in Buchsen 18 bis 21 gelagert, welche in Bohrungen 22 bis 25 von brillenförmigen Lager körpern 26, 27 angeordnet sind, welche mit geringem axialem Spiel an den Deckeln 12, 13 anliegen. Der Zahnradwelle 17 hat einen Fortsatz 17A, der durch eine Bohrung 13A im Deckel 13 nach außen dringt und zum Antrieb der Zahnradpumpe dient.In the drawing, 10 denotes the housing of a gear pump, which has an interior 11 with the cross-sectional shape of an eight and which is closed on both sides by covers 12 , 13 . In the interior 11 , two gears 14 , 15 mesh with one another in external engagement. Your gear shafts 16 , 17 are mounted in bushings 18 to 21 , which bodies 26 , 27 are arranged in bores 22 to 25 of glasses-shaped bearings, which abut the covers 12 , 13 with little axial play. The gear shaft 17 has an extension 17 A, which penetrates through a bore 13 A in the lid 13 and serves to drive the gear pump.

Zwischen den Seitenflächen der Zähnräder 14, 15 und der Brille 27 ist eine Dichtplatte 30 angeordnet, wie sie in Fig. 2 und ins besondere in Fig. 7 dargestellt ist. Die Dichtplatte 30 ist in einer passenden Ausnehmung 27A der Brille 27 angeordnet, hat etwa die Form einer Drei und befindet sich auf der Hochdruckseite HD der Pumpe. Dort ist die Auslaßbohrung 31, die in das Innere des Gehäuses mündet und an welche eine Verbraucherleitung 32 angeschlossen ist. Diametral gegenüberliegend ist im Gehäuse 10 die Einlaßbohrung 33 ausgebildet, welche über eine Saugleitung 34 mit dem Behälter 35 in Verbindung steht. A sealing plate 30 , as shown in FIG. 2 and in particular in FIG. 7, is arranged between the side surfaces of the toothed wheels 14 , 15 and the glasses 27 . The sealing plate 30 is arranged in a suitable recess 27 A of the glasses 27 , has approximately the shape of a three and is located on the high-pressure side HD of the pump. There is the outlet bore 31 , which opens into the interior of the housing and to which a consumer line 32 is connected. Diametrically opposite, the inlet bore 33 is formed in the housing 10 , which is connected to the container 35 via a suction line 34 .

Die Dichtplatte 30 bedeckt nur teilweise die Zahnradseitenflächen, das heißt nicht einmal die Hälfte derselben. Wie bereits oben aus geführt, befindet sie sich auf der Hochdruckseite und hat etwa die Form einer Drei. Ihre gerade Begrenzungslinie 30A hat einen geringen Abstand a gegenüber einer die Wellenmitten verbindenden gedachten Geraden. Oberhalb der Dichtplatte 30 sind zwei der Druckfelder A und B ausgebildet, welche durch Dichtungen 36, 37 begrenzt sind. Die Dichtung 37 erstreckt sich um die Wellenbohrungen herum und endet an der Begrenzungslinie 30A. Radial außerhalb verläuft konzentrisch die Dichtung 36, sie hat einen bestimmten Abstand zur Gehäuseinnenwand. Das Druckfeld A befindet sich zwischen der Dichtung 36 und der Gehäuseinnenwand, während sich das Druckfeld B zwischen den beiden Dichtungen befindet. Das Druckfeld A ist stets von der Hochdruck seite - das heißt vom Pumpenförderdruck - beaufschlagt, und zwar über eine Ausnehmung 38, die sich entlang des Gehäuseinnenraums erstreckt. Das Druckfeld B ist über eine kleine Bohrung 39 beauf schlagt, welche durch die Dichtplatte 30 hindurchdringt - siehe hierzu insbesondere Fig. 3 - und endet an den Zahnkammern. Daraus ist zu erkennen, daß der Druck in den Zahnkammern - es ist ebenfalls etwa der Förderdruck der Pumpe - auch im Druckfeld B herrscht.The sealing plate 30 only partially covers the gear side surfaces, that is, not even half of them. As already mentioned above, it is located on the high pressure side and has the shape of a three. Its straight boundary line 30 A has a small distance a from an imaginary straight line connecting the shaft centers. Above the sealing plate 30 , two of the pressure fields A and B are formed, which are delimited by seals 36 , 37 . The seal 37 extends around the shaft bores and ends at the boundary line 30 A. Radially outside, the seal 36 is concentric and has a certain distance from the inner wall of the housing. The pressure field A is between the seal 36 and the housing inner wall, while the pressure field B is between the two seals. The pressure field A is always acted upon from the high pressure side - that is, the pump delivery pressure - via a recess 38 which extends along the interior of the housing. The pressure field B is struck through a small bore 39 which penetrates through the sealing plate 30 - see in particular FIG. 3 in this regard - and ends at the tooth chambers. From this it can be seen that the pressure in the tooth chambers - it is also the delivery pressure of the pump - also prevails in the pressure field B.

An die Bohrung 39 schließt sich im Lagerkörper 27 eine Bohrung 40 an, welche Verbindung zu einer den Deckel durchdringenden Bohrung 41 hat. An diese Bohrung ist eine Leitung 42 angeschlossen, in welcher sich ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 43 befindet und die zum Behälter 35 führt. An den beiden Buchsen 18, 19 sind an ihren der Dichtplatte zugewandten Innenseiten relativ breite, d.h. groß dimensionierte Längsnuten 45, 46 ausgebildet, welche sich über die gesamte Länge der Buchsen erstrecken. In den Fig. 5 und 6 ist nur die Lagerbuchse 18 gezeichnet, die Lager buchse 19 ist ebenso ausgebildet, deren Längsnut ist mit 46 bezeichnet. Im Schnittbild nach Fig. 2 sind diese Längsnuten als breite Linien dargestellt (Ziffern 45, 46). An der dem Deckel 12 zugewandten Seite des Lagerkörpers 27 ist eine flache Ausnehmung 27B ausgebildet. In diese Ausnehmung münden die Längsnuten 45, 46 an den Buchsen 18, 19. Von der Ausnehmung 27B führt ein Kanal 48 entlang des Lagerkörpers zum Inneren des Gehäuses und dann zum Behälter 35, also nicht zur Saugseite der Pumpe, was wesentlich ist. Die Fig. 8 zeigt eine Ansicht auf diese Stirnseite des Lagerkörpers 27. Daraus ist zu erkennen, daß die Ausnehmung 27B verhältnismäßig schmal ist, so daß auf der Stirnseite des Lagerkörpers 27 noch Platz bleibt für ein Druckfeld 27E, das von der Hochdruckseite her beaufschlagt und so dimensioniert ist, daß es den Lagerkörper leicht an die Zahnrad seitenflächen drückt.The bore 39 is a bore 40 joins in the bearing body 27, which has a connection to the cover penetrating hole 41st A line 42 is connected to this bore, in which there is an electromagnetically actuated control valve 43 and which leads to the container 35 . Relatively wide, that is to say large-dimensioned, longitudinal grooves 45 , 46 are formed on the two bushings 18 , 19 on their inner sides facing the sealing plate, which extend over the entire length of the bushings. In FIGS. 5 and 6 only the bearing bush 18 is drawn, the bearing bush 19 is also formed, the longitudinal groove is denoted by 46. In the sectional view of FIG. 2, these longitudinal grooves are represented as wide lines (numbers 45, 46). At the cover 12 side facing the bearing body 27 is a shallow recess 27 is formed B. The longitudinal grooves 45 , 46 at the bushes 18 , 19 open into this recess. A channel 48 leads from the recess 27 B along the bearing body to the interior of the housing and then to the container 35 , that is to say not to the suction side of the pump, which is essential. Fig. 8 shows a view of this face of the bearing body 27. From this it can be seen that the recess 27 B is relatively narrow, so that there is still space for a pressure field 27 E on the end face of the bearing body 27 , which is acted upon from the high pressure side and is dimensioned such that it easily contacts the gear wheel side faces presses.

Durch entsprechende Schaltung des Elektromagnetventils 43 kann der Druck im Druckfeld B stufenlos variiert werden. Wenn das Ventil 43 geschlossen ist, herrscht im Druckfeld B praktisch der Pumpenförder druck, der - wie oben beschrieben - über die Bohrung 39 in das Druckfeld gelangt. Im Druckfeld A herrscht stets der Förderdruck der Pumpe.The pressure in the pressure field B can be varied continuously by appropriate switching of the solenoid valve 43 . When the valve 43 is closed, there is practically the pump delivery pressure in the pressure field B, which - as described above - passes through the bore 39 into the pressure field. The delivery pressure of the pump always prevails in pressure field A.

Wird das Ventil 43 durch entsprechende Ansteuerung seines Elektro magneten 43A geöffnet, so kann aus dem Druckfeld B Druckmittel über die Bohrungen 40, 41 sowie die Leitung 42 und das Ventil 43 zum Behälter abströmen. Je nach Öffnungsgrad des Ventils 43 und der damit verbundenen Druckabsenkung im Druckfeld B wird nun die Dicht platte 30 durch den unterhalb von ihr in den Zahnkammern herrschenden Druck mehr oder weniger stark von den Zahnradseiten flächen abgehoben. Dadurch kann Druckmittel von der Hochdruckseite unterhalb der Platte abströmen. Durch die Form der Druckplatte gelangt dieses abströmende Druckmittel in die Längsnuten 45, 46 der Buchsen 18, 19 und zur Ausnehmung 27A am Lagerkörper 27. Von dort fließt es über die Bohrung 48 und durch das Innere der Zahnradpumpe in den Behälter 35 ab. Entsprechend dem Steuerdruck im Druckfeld B kann die Dichtplatte 30 mehr oder weniger stark von den Zahnrad seitenflächen abgehoben werden, wodurch eine mehr oder weniger große Druckmittelmenge von der Hochdruckseite zu den Längsnuten 45, 46 abströmen kann. Dabei erwärmt es sich unter Umständen sehr stark, wird aber dadurch, daß es in den Druckbehälter fließt, wieder abge kühlt. Es fließt somit kein an der Dichtplatte durch Reibungskraft erwärmtes Druckmittel unmittelbar zur Saugseite. Ist das Ventil 43 völlig geschlossen, so liegt die Dichtplatte voll an den Zahnrad seitenflächen an, so daß kein Druckmittel mehr von der Hoch- zur Niederdruckseite abfließen kann. Die Fördermenge ist nun maximal. Hieraus ist zu erkennen, daß die Dichtplatte durch entsprechende Steuerung des Druckes im Druckfeld B die Funktion eines Strom regelventils hat, wodurch die Fördermenge der Pumpe auf einfachste Weise geregelt werden kann. Eine Überhitzung der Zahnradpumpe wird sicher dadurch vermieden, daß das im Bypass abgesteuerte Druckmittel zum Behälter fließt und dort gekühlt wird.If the valve 43 is opened by appropriate actuation of its electric magnet 43 A, pressure medium can flow out of the pressure field B through the bores 40 , 41 and the line 42 and the valve 43 to the container. Depending on the degree of opening of the valve 43 and the associated reduction in pressure in the pressure field B, the sealing plate 30 is now more or less lifted off from the gear sides by the pressure prevailing below it in the tooth chambers. This allows pressure medium to flow from the high pressure side below the plate. Due to the shape of the pressure plate, this outflowing pressure medium reaches the longitudinal grooves 45 , 46 of the bushings 18 , 19 and the recess 27 A on the bearing body 27 . From there it flows through the bore 48 and through the interior of the gear pump into the container 35 . According to the control pressure in the pressure field B, the sealing plate 30 can be lifted more or less strongly from the gear side surfaces, whereby a more or less large amount of pressure medium can flow out from the high pressure side to the longitudinal grooves 45 , 46 . It may heat up very strongly, but is cooled by the fact that it flows into the pressure vessel. Thus, no pressure medium heated on the sealing plate by frictional force flows directly to the suction side. If the valve 43 is completely closed, the sealing plate lies fully against the gear side surfaces, so that no pressure medium can flow away from the high to the low pressure side. The delivery rate is now maximum. From this it can be seen that the sealing plate has the function of a flow control valve by appropriately controlling the pressure in the pressure field B, whereby the delivery rate of the pump can be regulated in the simplest way. Overheating of the gear pump is reliably avoided in that the pressure medium which is deactivated in the bypass flows to the container and is cooled there.

In Fig. 9 ist die Drucksteuerung schematisch wiedergegeben. Die Dichtplatte 30 ist hier als Bypassventil dargestellt, welche Funktion sie ja auch hat. Der über die Dichtplatte abfließende Strom ist mit Q_V bezeichnet, der aus dem Druckfeld B abströmende geringe Druckmittelstrom mit Q_S. Hier ist gut zu erkennen, daß das über die Dichtplatte 30 abströmende Druckmittel unmittelbar in den Behälter 35 gelangt.In Fig. 9 the pressure control is shown schematically. The sealing plate 30 is shown here as a bypass valve, which function it also has. The current flowing through the sealing plate is designated Q _V , the low pressure medium flow flowing out of the pressure field B is designated Q _S. It can be clearly seen here that the pressure medium flowing out via the sealing plate 30 reaches the container 35 directly.

Es ist noch zu bemerken, daß der Druck im Druckfeld B auch noch auf andere Weise gesteuert werden kann, als mittels des Steuerventils 43, z.B. durch eine externe Drucksteuereinrichtung (Hilfspumpe, Hydraulikanlage, Druckspeicher etc.). Außerdem kann auch an beiden Zahnradseitenflächen eine Dichtplatte 30 angeordnet sein, falls dies erforderlich ist.It should also be noted that the pressure in the pressure field B can also be controlled in another way than by means of the control valve 43 , for example by an external pressure control device (auxiliary pump, hydraulic system, pressure accumulator, etc.). In addition, a sealing plate 30 can also be arranged on both gear side surfaces, if this is necessary.

Claims

1. Gear pump with meshing external gears ( 13 , 14 ), on the side faces of which on at least one side there is a sealing plate ( 30 ) on which at least two pressure fields (A, B) acted upon by pressure medium, of which the one in one of the pressure fields always Pump delivery pressure prevails, in the other a controllable pressure, by the control of which the sealing plate can be lifted off the side surfaces of the gearwheels, so that a bypass can be produced along the sealing plate from the high pressure side to the low pressure side, with gearwheel shafts which are mounted in bores or bushings and with a container from which the gear pump draws pressure medium, characterized by the combination of the following features:

a) the sealing plate ( 30 ) has the shape of a three and extends only in the region of the high-pressure side (HD), in such a way that the straight end edge of the sealing plate does not lead to an imaginary straight line, which is the center (M) of the gear shaft connects;
b) the bypass flow flows into the container via channels designed as grooves ( 45, 46 ) in the bores or bushings receiving the gear shaft;
c) a through hole ( 39 ) is formed in the middle of the sealing plate ( 30 ).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the pump delivery pressure applied pressure field (A) radially outside of the controlled Pressure field (B).

3. Pump according to claim 1 and / or 2, characterized in that the gear shafts ( 16 , 17 ) of the gears in glasses-shaped bearing bodies ( 26 , 27 ) are mounted on both sides of the gears and that the sealing plate ( 30 ) in a matching recess ( 27 A) one of the bearing bodies ( 27 ) is arranged.