CH243665A - Zahnradvorrichtung mit variablem Durchfluss eines flüssigen Arbeitsmittels. - Google Patents

Description

  Zahnradvorrichtung     mit    variablem     Durch-ffuss    eines     flüssigen        Arbeitsmittels.       In der Industrie werden für zahlreiche  Verwendungen     volumetrisch    wirkende Pum  pen und Flüssigkeitsgetriebe mit variablem       Durchfluss    gesucht. Unter diesen Anwendun  gen     ist    z. B. zu erwähnen das Pumpen von  Flüssigkeiten mit variabler Viskosität, bei  welchem eine solche Pumpe eine wesentlich  bessere Ausnützung der verfügbaren An  triebskraft, bei     konstanter    Drehgeschwindig  keit, ermöglicht. Ein weiteres Beispiel stellt  die Kraftübertragung in einem hydraulischen  Getriebe dar.

   Ein solches hydraulisches Ge  triebe wird gebildet durch hydraulische  Kupplung einer Zahnradpumpe mit varia  blem     Durchfluss    mit einem hydraulischen  Zahnradmotor mit konstantem oder variablem       Durchfluss,    wobei die erstere den Flüssig  keitsdruck     erzeugt    und der letztere diesen  Druck verwertet. Bei konstanter Drehzahl  der druckerzeugenden Pumpe wird die Dreh  zahl des Flüssigkeitsmotors     variiert,    indem  man die sekundliche     Durchflussmenge    der  druckerzeugenden Pumpe oder des Flüssig-         keitsmotors    oder beider variiert.

   Das zu über  tragende Drehmoment stellt sich je nach dem  Widerstand des Flüssigkeitsmotors automa  tisch durch Variation des Flüssigkeitsdruckes  ein.  



  Gegenstand vorliegender Erfindung ist  eine     Zahnradvorrichtung    mit     variablem          Durchfluss    eines flüssigen Arbeitsmittels, bei  welcher     Vorrichtung    mit einem Zahnrad ein  zweites Zahnrad, das axial verschiebbar ist,  im Eingriff steht, und bei welcher Vorrich  tung die     wirksame    Breite dieser Zahnräder  begrenzt wird einerseits durch einen axial  verschiebbaren,     korrespondierend    zur Ver  zahnung des     einen        Zakurades    gezahnten       Dichtungsschild,    anderseits durch einen     mit     korrespondierend zu den Zähnen des andern  Zahnrades ausgebildeten,

   in dieses zweite  Zahnrad dichtend eingreifenden Zähnen     ver-          sehenen        Dichtungsschild,    wobei eine als Dich  tungsstück ausgebildete mobile Wand sowie  Mittel vorgesehen sind, welche     bewirken,    dass  der eine der genannten axial verschiebbaren      Teile sowie die mobile Wand der Bewegung  des     andern        axial    verschiebbaren Dichtungs  schildes folgen, das Ganze derart, dass durch  Verschieben des einen     axial    verschiebbaren  Teils die wirksame Breite der genannten mit  einander in Eingriff stehenden Zahnräder und  damit das     Durchflussvolumen    verändert wer  den kann,

   ohne     da.ss    seitliche tote, den Wir  kungsgrad herabsetzende Räume entstehen.  



  In der Zeichnung ist eine beispielsweise       Ausführungsform    des Erfindungsgegenstan  des .schematisch dargestellt. Es zeigen:       Fig.    1 einen axialen Schnitt durch eine  Zahnradpumpe mit variabler Fördermenge,       Fig.    2     einen    Schnitt gemäss Linie     A-B     in     Fig.    1,       Fig.    3 einen Schnitt gemäss Linie     C-D     in     Fig.    1,       Fig.    4 einen Schnitt gemäss Linie     E-F     in     Fig.    1.  



  Die     dargestellte    Zahnradpumpe besitzt  ein Gehäuse, welches aus den dicht mitein  ander verbundenen Teilen 1 und 2 zusammen  gesetzt ist. Der Teil 1 besitzt eine zylin  drische Kammer, in welcher ein Zahnrad 3  gelagert ist, dessen Zähne     klauenartig    aus  gebildet sind, um der Flüssigkeit den radia  len Austritt zu     ermöglichen,    und welche ein  seitig an einer     Nabenscheibe    sitzen. Die Na  benscheibe liegt dabei am Boden des Teils 1  des Gehäuses an, und die genau bis an die  Grenzfläche zwischen den Teilen 1 und 2 des  Gehäuses reichenden     klauenartigen    Zähne lie  gen mit ihrem Rücken an der zylindrischen  Wandung des Teils 1 an.

   In diesem Zahnrad  3 ist ein gezahnter Dichtungsschild 4,     dessen     Zähne die Zwischenräume zwischen den Zäh  nen des Zahnrades 3 in Umfangsrichtung  vollständig ausfüllen, axial verschiebbar,  welcher an einer !Welle 5 angeordnet ist,  welche die     Nabenscheibe    des Zahnrades 3  durchsetzt und welche in einer Nabe am  Boden des Teils 1 dicht, aber axial verschieb  bar gelagert ist. Mit dem Zahnrad 3 steht  ein zweites, kleineres Zahnrad 6 im Innen  eingriff, welches im Zahnrad 3 axial ver  schiebbar ist. Im Teil 2 des Gehäuses ist ein    Dichtungsschild 7 drehbar gelagert, welcher       klauenartige    Zähne     aufweist,    die genau in  die Zahnlücken des Zahnrades 6 hinein  passen.

   Die Länge dieser Zähne des Dich  tungsschildes 7 ist. so bemessen, dass sie in  keiner Stellung vollständig aus den Zähnen  des Zahnrades 6 heraustreten können. Der  Dichtungsschild 7 stützt sich auf den Boden  des Teils 2 des Gehäuses ab, und zwischen  ihn und den Kern des Zahnrades 6 ist eine       Druckfeder    8 eingesetzt, welche bewirkt, dass  das Zahnrad 6 gegen den     Diehtungsschild    4  gedrückt wird. Der freie Raum zwischen dem  Zahnrad 3 und dem Zahnrad 6 gegenüber der  Eingriffsstelle von deren Verzahnungen ist  durch eine mobile Wand, welche in diesem  Falle als Dichtungsstück 9 von sichelförmi  gem Profil     ausgebildet    ist, ausgefüllt.

   Dieses  Dichtungsstück 9 ist axial verschiebbar in  einer Führung im Teil     \?    des Gehäuses ge  führt. Zwischen dem Teil 2 und dem einen  Ende dieses Dichtungsstückes 9 ist eine       Druckfeder    10 eingesetzt, welche     bewirkt.     dass dieses Dichtungsstück 9 gegen den Dich  tungsschild 4 gedrückt wird. Die Länge des  Dichtungsstückes 9 ist so bemessen, dass es  in keiner Stellung vollständig aus seiner  Führung im Teil 2 des Gehäuses heraustreten  kann.     Unmittelbar    an der Trennungsebene  der Teile 1 und 2 des Gehäuses ist am Teil 1       ein,    Ansaugstutzen 11 und ein Druckstutzen  12 vorgesehen, welche Stutzen beidseitig der  Eingriffsteile der Zahnräder 3 und 6 liegen.  



  Die Wirkungsweise dieser Zahnradpumpe  mit variabler Fördermenge ist folgende:  Das Fördervolumen der Zahnradpumpe  ist abhängig von der Breite     a        (vergl.        Fig.    1),  auf welcher die Zähne des Zahnrades 3 von  den Zähnen des Dichtungsschildes 4 und die  Zähne des Zahnrades 6 von den Zähnen des  Dichtungsschildes 7 freigegeben sind. Dieser  Raum wird seitlich einerseits durch den  Dichtungsschild 4 mit seinen zwischen die  Zähne des Zahnrades 3 eingreifenden Zähnen  und anderseits durch den Dichtungsschild 7  mit seinen zwischen die Zähne des Zahnrades  6 eingreifenden Zähnen dicht abgeschlossen.  Der     Absehluss    des Förderraumes zwischen      den Zahnrädern 3 und 6 wird durch das  Dichtungsstück 9 vervollständigt.

   Wird nun  die Welle 5 mit dem Dichtungsschild 4 gegen  den Teil 2 des Gehäuses zu verschoben, im  dargestellten Falle also nach links, so wird  die wirksame Breite des Zahnrades 3 ver  kleinert und der     Dichtungsschild    4 drückt  das Zahnrad 6 und das Dichtungsstück 9 ent  gegen der Wirkung der Druckfedern 8 und  10 in den Teil 2 des Gehäuses, wobei das  Zahnrad 6 entsprechend der     Abnahme    der  wirksamen Breite des Zahnrades 3 weiter in  die     klauenartigen        Zähne    des Dichtungs  schildes 7 hineingedrückt wird.

   Das     Förder-          volumen    der Zahnradpumpe wird also ver  kleinert, ohne dass dabei seitliche tote Räume  entstehen, welche den Wirkungsgrad der       Zahnradpumpe    herabsetzen würden. In um  gekehrter Weise wird das     Fördervolumen    der  Zahnradpumpe vergrössert, wenn die Welle 5  mit dem Dichtungsschild 4 in entgegen  gesetzter Richtung, im dargestellten Fall  also nach rechts, verschoben wird, wobei die  Druckfedern 8 und 10 :das Nachrücken des  Zahnrades 6 und des Dichtungsstückes 9  sicherstellen.  



  Statt der Druckfedern 8 und 10, welche  das Zahnrad 6 und das Dichtungsstück 9  gegen den Dichtungsschild 4 drücken, könn  ten die Teile 6 und 9 auch durch mechanische  Mittel mit dem Dichtungsschild 4 verbunden  sein. Dies könnte z. B. in folgender Weise  verwirklicht     sein:    Das Zahnrad 6 ist mit  einem Achszapfen versehen, welcher aus dem  Gehäuseteil 2, in     Fig.    1 also nach links, aus  tritt. Dieser Achszapfen ist ausserhalb des  Gehäuseteils 2 drehbar, aber in bezug auf  axiale Verschiebung fest, in einem Bügel,  mit welchem durch eine den Gehäuseteil 2  durchsetzende Stange auch das Dichtungs  stück 9 verbunden ist, .gehalten.

   Dieser Bü  gel ist durch eine Kupplungsstange, welche  ausserhalb der Gehäuseteile 1 und 2 liegt, mit  einem zweiten Bügel fest verbunden, in wel  chem drehbar, aber in bezug auf axiale Ver  schiebung fest, die Welle 5 sitzt. Bei einer  Verschiebung der Welle 5 mit dem     Dich-          tnngsschild    4 wird dabei über die beiden    durch die Kupplungsstange miteinander ver  bundenen Bügel auch das Zahnrad 6 und das  Dichtungsstück 9 in entsprechender Weise       mitverschoben.     



  Es könnte auch auf hydraulischem Wege  bewirkt werden, dass das Zahnrad 6 stets der  Bewegung des Dichtungsschildes 4 folgt. Die  letztere Lösung könnte z. B. so getroffen  sein, dass am Zahnrad 6 ein Achszapfen an  geordnet ist, welcher den Dichtungsschild 7  und den Teil 2 des     Gehäuses    durchsetzt und  dessen Ende drehbar, aber in axialer Rich  tung fest an     einem    Flansch gehalten ist, wel  cher an einer Kolbenstange sitzt, deren Kol  ben in     einem    besonderen Gehäuse verschieb  bar in und     unter    der Wirkung eines Druck  mittels, z. B. der Arbeitsflüssigkeit der Zahn  radpumpe, steht.  



  Der Antrieb der Zahnradpumpe erfolgt  über den Dichtungsschild 4. Es     könnte    aber  auch z. B. das Zahnrad 6, der Dichtungs  schild 7 oder das Zahnrad - 3 angetrieben  werden. Ebenso könnte statt durch Verschie  bung der     Welle    5 mit dem Dichtungsschild 4  die Veränderung der wirksamen Breite der  Zahnräder 3 und 6 durch     Verschiebung    des  Zahnrades 6 und des Dichtungsstückes 9 er  folgen, wobei der Dichtungsschild 4 durch  Federdruck, hydraulische     Anpressung    oder  ein     mechanisches    Gestänge     mitverschoben     wird.  



  Die beschriebene     Zahnrädpumpe    eignet  sich für alle industriellen Zwecke, wo es ver  langt wird, die Fördermenge variieren zu  können,     insbesondere    auch z. B. zum Pumpen  einer Flüssigkeit mit variabler Viskosität.       Die        Erfindung    beschränkt sich nicht nur auf  Zahnradpumpen, sondern erstreckt sich auch  auf hydraulische Getriebe, welche durch  hydraulische Kupplung zweier Zahnradvor  richtungen gebildet werden, von welchen  eine variablen und die andere variablen oder  konstanten     Durehfluss    besitzt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Zahnradvorrichtung mit variablem Durch fluss eines flüssigen Arbeitsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Zahnrad ein zweites Zahnrad, das axial verschiebbar ist, im Eingriff steht, dass die wirksame Breite dieser Zahnräder begrenzt wird einerseits durch einen axial verschiebbaren, korrespon dierend zur Verzahnung des einen Zahnrades geza.hnten Diehtungssehild, anderseits durch einen mit korrespondierend zu den Zähnen des andern Zahnrades ausgebildeten, in dieses zweite Zahnrad dichtend eingreifenden Zäh nen versehenen Dichtungsschild, und dass eine als Dichtungsstück ausgebildete mobile Wand sowie Mittel vorgesehen sind, welche bewirken.,

   dass der eine der genannten axial verschiebbaren Teile sowie die mobile Wand der Bewegung des andern axial verschieb baren Teils folgen, das Ganze derart, dass durch Verschieben des einen axial verschieb baren Teils die wirksame Breite der erwähn ten miteinander im Eingriff stehenden Zahn räder und damit das Durchflussvolumen ver ändert werden kann, ohne dass seitliche tote, den Wirkungsgrad herabsetzende Räume ent stehen. UNTERANSPRüGHE: 1.

   Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Zahnrad im Inneneingriff mit dem andern Zahnrad steht und dass die mobile Wand als Dichtungsstück von sichel förmigem Profil ausgebildet ist, welches den Raum zwischen den beiden Zahnrädern ge genüber deren Eingriffstelle ausfüllt.

   2. Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass im einen, einen zylin drischen Raum sowie den Ansaugstutzen und den Druckstutzen aufweisenden Teil eines zweiteiligen Gehäuses ein Klauenzahnrad ge lagert ist, dessen Zähne mit ihrer Rückseite an die zylindrische Wand dieses Raumes anliegen, und in dessen klauenförmigen Zäh nen ein korrespondierend gezahnter, eine seitliche Abdichtung bildender Dichtungs schild axial verschiebbar angeordnet ist, wel cher am einen Ende einer die Nabe des Klauenzahnrades und den Boden jenes Teils des Gehäuses durchsetzenden Welle sitzt,

   und dass mit diesem Klauenzahnrad ein kleineres Zahnrad axial verschiebbar im Eingriff steht, zwischen dessen Zähne korrespondie rend ausgebildete Klauen eines im andern Teil des Gehäuses drehbar gelagerten Dich tungsschildes eingreifen und so einen seit lichen Abschluss des wirksamen Raumes bil den, und dass das Dichtungsstück von sichel förmigem Profil in einer Führung im zweit genannten Teil des Gehäuses axial verschieb bar geführt ist. 3.

   Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und- 2, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtungsschild mit den in da.s axial ver- sehiebba.re Zahnrad eingreifenden Klauen und der Nabe dieses Zahnrades sowie zwischen dem zweitgenannten Teil des Gehäuses und dem Dichtungsstück je eine Druckfeder an geordnet ist, welche Federn bewirken, dass das axial verschiebbare Zahnrad und das Dichtungsstück gegen rlen in den Klauen des KlanenzaInrades axial verschiebbaren Dich tungsschild gedrückt werden, derart,

   dass jenes Zahnrad und da.s Dichtungsstück stets der Bewegung dieses Schildes folgen. 4. Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, da.ss das axial ver schiebbare Zahnrad und das Dichtungsstück durch mechanische. Mittel mit dem in den Klauen des Klauenza,hnra.des axial ver schiebbaren Dichtungsschild verbunden sind, derart, da.ss jenes Zahnrad und das Dich- tungsstücl@ stets den Bewegungen dieses Dichtungsschildes folgen. 5.

   Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, da.ss eine hydraulisch wirkende Einrichtung vorgesehen ist, durch welche das axial verschiebbare Zahnrad gegen den in den Klauen des Klauenzahnrades axial verschiebbaren Dichtungsschildgedrückt wird, derart, da.ss jenes Zahnrad stets den Bewegungen dieses Schildes folgt. 6. Zahnra.dvorrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ihr Antrieb über das axial nicht versehiebba.re Zahnrad erfolgt.

   7. Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ihr Antrieb über das axial verschiebbare Zahnrad erfolgt. B. Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ihr Antrieb über den mit dem axial nicht verschiebbaren Zahnrad im Eingriff stehenden Diehtungsschild erfolgt. 9.

   Zahnradvorrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ihr Antrieb über den mit dem axial verschiebbaren Zahnrad im Ein griff stehenden Dichtungsschild erfolgt.