DE3003108A1

DE3003108A1 - Zahnradpumpe fuer hydraulische schaltungsanordnungen

Info

Publication number: DE3003108A1
Application number: DE19803003108
Authority: DE
Inventors: Michele Guiseppe Camino
Original assignee: Fiat Allis Macchine Movimento Terra SpA
Current assignee: Fiat Allis Europe SpA
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2450963A1; JPS55119993A; JPS6220397B2; BR8001045A; IT1119682B; IT7967480A0; PL222465A1; GB2049814A

Description

Zahnradpumpe für hydraulische Schaltungsanordnungen

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart. Solche Pumpen dienen insbesondere dem Zweck, bei Erdbewegungsmaschinen das Fahrwerk und das Werkzeug anzutreiben, wobei die vom Antriebsmotor entwickelte Leistung für diese Zwecke ausreichen muß.

Bei einer bekannten Pumpe dieser Art (Patent Nr. 915 vom 17. November 1970) werden die beiden Zahnradpaare dann parallel geschaltet, wenn der Förderdruck eine bestimmte Grenze nicht zu überschreiten braucht. Wenn die hydraulische Anordnung aber einen über dieser Grenze liegenden Druck erfordert, dann wird eines der beiden Zahnradpaare kurzgeschlossen, damit das andere Zahnradpaar mit der ganzen Motorleistung fördern kann. Das führt zwar zu einer Verringerung der von der Pumpe gelieferten Fördermenge, aber zu einer entsprechenden Vergrößerung des Förderdrucks.

Der Erfindung liegt nun folgende Aufgabe zugrunde: Die mit den beiden Zahnradpaaren ausgerüstete Pumpe soll sich schneller von dem einen auf den anderen Betriebszustand umschalten lassen, und zwar unter gleichen Betriebsbedingungen. Dabei soll der unerwünschte Druckmittel verbrauch verringert werden, der in der hydraulischen Schaltung für den Anschluß und die Steuerung der beiden Zahnradpaare erfolgt. Auch soll sich die Wirkungsweise der beiden Paare von Zahnradpumpen durch Einfachheit und Betriebssicherheit auszeichnen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch gekennzeichnete Ausgestaltung der Zahnradpumpe gelöst.

In den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der 030 0 37/0610

Erfindung dargestellt ist, zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Zahnradpumpe nach der Erfindung mit der hydraulischen Schaltungsanordnung ,

Fig. 2 schematisch die Anordnung der Leitungen der hydraulischen Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Pumpe in einer in Durchmesserrichtung verlaufenden Ebene und

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3.

Im Gehäuse 2 der für eine Erdbewegungsmaschine bestimmten Zahnradpumpe 1 ist die hydraulische Steuer- und Antriebsanlage der Pumpe 1 untergebracht. Der nicht näher dargestellte Antriebsmotor treibt eine im Gehäuse 2 gelagerte Welle 33 an, die zwei Paare 3 und 4 von Pumpenzahnrädern kämmen läßt. Das erste Paar 3 umfaßt ein auf der Welle 33 befestigtes Zahnrad 3a und ein damit kämmendes Zahnrad 3b, während das zweite Zahnradpaar 4 ein angetriebenes Zahnrad 4a enthält, das mit einem Zahnrad 4b kämmt und auf einer Welle 33a befestigt ist, die eine gleichachsige Fortsetzung der Welle 33 bildet. Dem ersten Zahnradpaar 3 wird das hydraulische Druckmittel von einem Vorratsbehälter 27 aus durch einen ersten Einlaß 5 zugeführt. Der Auslaß 6 dieses ersten Zahnradpaares 3 steht mit einem nicht näher dargestellten hydraulischen Verteiler in Verbindung, der dazu dient, die Bewegung des vom Fahrzeug getragenen Werkzeugs zu steuern. Vom Vorratsbehälter 27 führt ein zweiter Einlaß 7 zum zweiten Zahnradpaar 4, dessen Auslaß 8 zu einer zylindrischen Kammer 9 verläuft. Diese Kammer 9 ist an ihrem einen Ende durch ein erstes Steuerventil 10 und an ihrem anderen Ende durch ein zweites Steuerventil 11 verschließbar. Das Ver-

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schlußstück 12 des ersten Steuerventils 10 wird durch eine Feder 13 auf seinen Sitz gedrückt. Von diesem Ventil 10 aus erstreckt sich eine Leitung 14 zum Auslaßkanal 6 des ersten Zahnradpaares 3. Die Verbindung zwischen dem Auslaß 8 des zweiten Zahnradpaares 4 und dem Auslaß 6 des ersten Zahnradpaares 3 ist unterbrochen, solange das Ventil 10 durch die Wirkung seiner Feder 13 geschlossen ist. Das Verschlußstück 15 des zweiten Steuerventils 11 wird ebenfalls durch eine Feder 16 auf seinen Sitz gedruckt, der von einem durch Rippen an der Innenwand der Kammer 9 befestigten Kegel gebildet wird. Das VerschlußstUck 15 hat die Gestalt eines Topfes 15a, der in einer Steuerkammer 25 gleitend geführt ist und die Druckfeder 16 aufnimmt. Der Boden dieses Topfes hat ein Loch 31, das durch den Sitzkegel verschließbar ist und den Durchflußkanal bildet, der die Kammern 25 und 9 verbindet.

Der an die Leitung 14 angeschlossene Raum, der von der Kammer 9 durch das Ventil 10 getrennt ist, steht durch eine Leitung 18 mit der Kammer 19 eines Steuerschiebers 19, 20 in Verbindung, der zwei Schaltstellungen aufweist und dessen Steuerkolben 20 in der Kammer 19 gleitend geführt ist. Auf dessen eines Ende 20a wirkt eine Druckfeder 30, die den Kolben in der ersten Schaltstellung zu halten sucht. Am anderen Ende hat der Kolben 20 eine Schubfläche 20b, auf die der in der Leitung 18 herrschende Druck wirkt. Ein erster Bereich 21 der Steuerschieberkammer 19 steht über Leitungen 23 und 24 mit der Kammer 25 in Verbindung, die durch das zweite Steuerventil 11 von der Kammer getrennt ist. Ein im Abstand vom ersten Bereich 21 angeordneter zweiter Bereich 22 der Kammer, der ebenso wie der Bereich 21 einen größeren Durchmesser hat, steht durch eine Abflußleitung 26 mit dem Behälter 27 in Verbindung. In seiner Mitte hat der Steuerkolben 20 eine Einschnürung 28. Wird der Kolben durch den auf seine Schubfläche 20b wirkenden Flüssigkeitsdruck in seine zweite Schaltstellung verschoben, dann verbindet die Einschnürung 28 die beiden Bereiche 21 und 22 der Steuerschieberkammer 19 miteinander.

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Die Wirkung der Pumpe ist folgende:

Die beiden Zahnradpaare 3 und 4 fördern das Druckmittel in ihre Auslaßleitungen 6 und 8. Solange der in der Auslaßleitung 6 herrschende Druck eine bestimmte Grenze nicht überschreitet, vermag der Druck in der Auslaßleitung 8 das Verschlußstück 12 des Steuerventils 10 offen zu halten, während das Steuerventil 11 geschlossen bleibt. Infolgedessen fließt der vom Zahnradpaar4geförderte Strom über die Leitung 8, die Kammer 9 und die Leitung 14 der Auslaßleitung 6 des Zahnradpaares 3 zu. Mithin ist die dem Verteiler zufließende Strömungsmenge gleich der Summe der von den beiden Zahnradpaaren 3 und geförderten Strömungsmenge. Das Verschlußstück 15 des Steuerventils 11 wird also durch die Feder 16 auf seinen Sitz gedrückt und schließt den Strömungsweg von der zylindrischen Kammer 9 zur Leitung 17. Dabei wird die Feder 16 durch den Druck in der Kammer 25 unterstützt, der auf eine.r Höhe aufrechterhalten wird, die dem Druck in der zylindrischen Kammer 9 entspricht.

Wenn aber der in der Auslaßleitung 6 und deren Zweigleitung 14 herrschende Förderdruck, der über die Leitung 18 auf die Schubfläche 20b des Steuerkolbens 20 wirkt, eine bestimmte Grenze überschreitet, dann verschiebt sich der Steuerkolben 20 entgegen der Kraft der Federung 30 in die zweite Schaltstellung. Wenn das geschieht, wird an der Einschnürung 28 des Steuerkolbens 20 eine Verbindung zwischen den beiden Bereichen 21 und 22 der Steuerschieberkammer 20 hergestellt. Infolgedessen wird die Kammer 25 über die Leitungen 24, 23 und 26 auf Abfluß in den Vorratsbehälter 27 geschaltet. Daher fällt der Druck in der Kammer 25 und vermag das Verschlußstück 15 des Steuerventils 11 nicht mehr geschlossen zu halten. Der in der Kammer 9 herrschende Druck öffnet daher das Steuerventil 11, so daß dieses die Leitungen 8 und 17 miteinander verbindet

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und somit das Zahnradpaar 4 kurzschließt und auf Abfluß schaltet. Daher verbraucht das Zahnradpaar 4 keine Antriebsleistung mehr. In diesem Betriebszustand schließt die Feder 13 das Verschlußstück 12 des Steuerventils 10, weil in der auf Abfluß geschalteten zylindrischen Kammer 9 kein Überdruck mehr besteht. Infolgedessen steht die gesamte Motorleistung zum Antrieb des Zahnradpaares 3 zur Verfugung, das den Verteiler mit entsprechend hohem Druck, wenn auch mit der verringerten Strömungsmenge speist. Auf diese Weise vermag die Pumpe in diesem Betriebszustand das Druckmittel mit höherem Druck, wenn auch mit einer geringeren Strömungsmenge, zu fördern als in dem anderen Betriebszustand.

Das beschriebene AusfUhrungsbeispiel läßt sich in mannigfacher Hinsicht abwandeln, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Licht, Schmidt, Hansmann, Patentanwälte

before the European Patent Office

Patentanwälte Ucht Schmidt, Hanamann, Herrmann, Baumann ■ Dipl.-lflfl. Martin Licht

Afcwt-Roehaupter-Str. 65 ■ 8O0O Münch«! 70 _Dr p_ej_nhold Schmidt

Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann FIAT-ALLIS MACCHINE MOVIMENTO TERRA₅ S.p.A. Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

(eine italienische Gesellschaft) Dipl.-Phys.Eduard Baumann

Zona Industriale, Surbo

7-inU lorrp Albert-Roßhaupter-Str.

/Jim Lecce aooo München 70

Italien Telefon: (089) 7603091

Telex: 5212 284 pats d Telegramme: üpatli München

29. Januar 1980 ML/Hei PATENTANSPRÜCHE

IJ Zahnradpumpe zum Speisen hydraulischer Schaltungen mit im Gehäuse angeordneten zwei Paaren kämmender Pumpenzahnräder, deren jedes einen Einlaß und einen Auslaß hat, gekennzeichnet durch die folgende Ausgestaltung:

Die Auslaßleitung (8) des zweiten Zahnradpaares (4) mündet in die Auslaßleitung (6) des ersten Zahnradpaares (3); eine Stelle (9) der ersten Auslaßleitung (8) ist durch eine Zweigleitung (17) mit der zweiten Einlaßleitung (7) verbunden; stromab von der Stelle, an der die Zweigleitung (9, 17) abzweigt, ist 1n die zweite Auslaßleitung (8) ein erstes Steuerventil (10) eingeschaltet, dessen Verschlußstuck (12) unmittelbar dem Förderdruck des zweiten Zahnradpaares (4) unterliegt und durch diesen gesteuert wird; in die Zweigleitung (9, 17) ist ein zweites Steuerventil (11) eingeschaltet; durch den Druck in a%r ersten Auslaßleitung (6) 1st eine Steuereinrichtung (19, 20) verstellbar, durch die entgegen der Kraft einer Federung (30) der Durchfluß (31) des zweiten Steuerventils (11) steuerbar 1st, wenn der Förderdruck des zweiten Zahnradpaares (4) eine bestimmte Grenze überschreitet.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite

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Steuerventil (11) ein in der Zweigleitung (9, 17) gleitendes Verschlußstück (15) und einen Sitz aufweist, der in der Zweigleitung (9, 17) selbst gebildet ist und gegen den das Verschlußstück (15) durch eine Federung (16) gedruckt wird.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19, 20), die durch den Förderdruck in der ersten Auslaßleitung (6) verstellbar ist und entgegen der Wirkung der Federung (30) den Durchfluß (31) des zweiten Steuerventils (11) steuert, ein Steuerschieber (19, 20) mit zwei Schaltstellungen ist, dessen Schieberkolben (20) unter der Wirkung einer Federung (30) die erste Schaltstellung einzunehmen sucht, aber bei Anstieg des Förderdrucks des ersten Zahnradpaares über eine bestimmte Grenze dadurch in die zweite Schaltstellung verschiebbar ist, daß dieser Förderdruck einer Schubfläche (20b) des Steuerkolbens (20) über eine Steuerleitung (18) zugeleitet wird, die den Auslaß (6) mit einem neben der Schubfläche (20b) gelegenen Bereich (21) der Steuerschieberbohrung (19) verbindet, wobei der auf die Schubfläche (20b) wirkende Förderdruck die Kraft der Federung (30) überwindet; neben dem Verschlußstück (15) des zweiten Steuerventils (11) ist eine Steuerkammer (25) angeordnet und durch eine Steuerleitung (24) an einen Abschnitt der hydraulischen Schaltung angeschlossen, die Flüssigkeit unter hohem Druck enthält, wobei diese Steuerleitung (24) die Steuerkammer (25) mit einem ersten Bereich des Steuerschiebers (19, 20) verbindet; eine Auslaßleitung (26) verbindet einen zweiten Bereich (22) des Steuerschiebers (19, 20) mit einem unter niedrigem Druck stehenden Behälter (27); der Kolben (20) ist mit einem Obertragungskanal (28) versehen, der den ersten Bereich (2t) mit dem zweiten Bereich (22) des Steuerschiebers verbindet, wenn sich der Kolben (20) 1n seiner zweiten txiale« Schaltstellung befindet.

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