CN103827494B - 内齿轮泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内齿轮泵(1)，其作为具有防滑控制功能的车辆液压制动设备的回油泵。本发明提出，内齿轮泵(1)的齿圈(4)支承在由塑料制成的轴承圈(5)内，该轴承圈在内齿轮泵(1)的压力侧P上具有压力袋形腔(12)，其中，压力袋形腔(12)承受内齿轮泵(1)的排出压力。本发明使齿圈(4)上径向力平衡。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的内齿轮泵。
背景技术
专利DE19613833B4公开了一种内齿轮泵，具有内啮合的齿圈和小齿轮，该小齿轮偏心设置在齿圈内并在一个周向段上与齿圈啮合，从而通过小齿轮的旋转驱动同样驱动齿圈旋转并且内齿轮泵以本身公知的方式输送液压液。齿圈可旋转地支承在泵壳内。齿圈是内啮合的齿轮，小齿轮是外啮合的齿轮，为在表述上与齿圈区别开来在这里称为小齿轮。齿圈和小齿轮也可以称为内齿轮泵的齿轮。在内齿轮泵的两个齿轮相互啮合的周向段外侧，齿圈与小齿轮之间存在一个这里称为泵室的月牙形间隙。泵室内设置隔离件，根据其形状也称为月牙或月牙体。齿圈齿的齿顶在外部紧贴在隔离件上并且小齿轮的齿顶在内部紧贴在隔离件上，从而液压液被封闭在齿轮的齿隙内并在内齿轮泵的齿轮旋转驱动时从吸入面被输送到压力面。隔离件将泵室分成一个吸入区和一个压力区，吸入区与泵进口连通和压力区与泵出口连通。
发明内容
依据本发明的具有权利要求1所述特征的内齿轮泵具有轴承圈，该轴承圈以不可相对旋转的方式设置在泵壳内并且齿圈以可旋转的方式支承在该轴承圈内。轴承圈实现了齿圈的可旋转轴承结构使用与泵壳材料不同的材料，例如更耐磨的和／或摩擦更少的材料，或例如泵壳也可以由比轴承圈的材料更廉价的材料制造。
依据本发明的内齿轮泵的轴承圈在泵室压力区的区域内具有向内朝齿圈敞开的、被加载压力的压力袋形腔。压力袋形腔是空腔或一种凹部，它径向不必太深而是可以是平的。通过压力加载，齿圈在泵室压力区的区域内被从外面加载压力。由此在泵室的压力区内从内部对齿圈的压力加载理想地得到补偿或至少部分得到补偿。通过从内部加载压力产生的径向力完全或至少部分得到补偿，需要时还得到过度补偿，从而产生的作用于齿圈的径向力为零或至少很小或至少得到减少。补偿的程度取决于齿圈的对轴承圈压力袋形腔加载压力的周向面以及压力袋形腔内压力加载的程度与从内部对齿圈的压力加载之比和内部承受压力的面积。通过轴承圈内的压力袋形腔，依据本发明的内齿轮泵的齿圈完全或部分地得到径向补偿。
本发明本身针对一种内齿轮泵设计，该内齿轮泵在泵室内具有隔离件并由于大多数情况下为月牙形的隔离件也常常称为月牙泵。但本发明也可以用于泵室内没有隔离件的所谓齿圈泵。
从属权利要求的内容是在权利要求1中给出的发明的有利设计方案和改进方案。
依据权利要求2，压力袋形腔与泵室内的压力区和／或泵出口连通，其中，压力区与泵出口连通，从而如果不考虑液压液流过内齿轮泵所产生的压力损失的话，两者内存在相同压力。本发明设计方案的优点是，从外部在压力袋形腔内对齿圈的压力加载与从内部在泵室压力区内的压力加载相配合，由此径向平衡尽可能与泵室压力区内和泵出口内变化的压力无关。
依据本发明的一种设计方案，轴承圈由塑料制成(权利要求3)，例如由聚四氟乙烯(PTFE；权利要求4)制成。聚四氟乙烯具有低摩擦阻力和高磨损稳定性的良好滑动轴承特性。塑料和特别是聚四氟乙烯的另一优点是轴承圈的轴向校准，与齿轮的宽度精确配合，并且要是存在的话，与内齿轮泵的隔离件的宽度精确配合。
依据本发明的一种改进方案，密封袋形腔的周向端部上设有密封唇，该密封唇紧贴在齿圈外部(权利要求5)。优选地，这种密封唇处于密封袋形腔的两个周向端部上。轴承圈的弹性特别是在它由塑料制成的情况下实现了构成这种密封唇。
依据权利要求6，为进行密封，密封唇的外侧被压力袋形腔内存在的压力加载。由此密封唇在更高压力下更强地被压在齿圈的外侧上，由此它在高压下如在低压下同样好地密封。
依据权利要求7设有朝侧面敞开的密封袋形腔。泵壳的相邻端面壁和在侧面限定泵室和密封袋形腔的所谓轴向盘处的密封利用被密封袋形腔内存在的压力加载的密封件实现。密封袋形腔内存在的压力和作用于密封件的压力径向压缩密封件，由此密封件向侧面伸长。这意味着，密封件随着压力的增长更强地紧贴在泵壳的端面壁或轴向盘上，从而改善压力增高时的密封效果。由此达到低压时与高压时同样良好的密封性。
依据权利要求8，密封袋形腔的密封件由弹性体制成，根据其材料特性，这种弹性体特别适用于密封袋形腔的侧面密封，特别是即使在变换的压力下也特别适用于密封袋形腔的侧面密封。
特别地，依据本发明的内齿轮泵设置为车辆液压制动设备的液压泵，例如作为所谓的具有防滑控制功能的车辆液压制动设备的回油泵和／或用于车辆液压外力制动设备的压力产生的回油泵。这一点是权利要求9的主题。因为制动液的润滑特性比液压液差，所以在车辆液压制动设备上使用依据本发明的内齿轮泵时，齿圈旋转支承在特有的轴承圈内，而不是直接设置在泵壳内，在这里是特别有利的。小尺寸(作为车辆液压制动设备的液压泵，依据本发明的内齿轮泵的齿轮具有约2-3mm的宽度)尤其还对制造精度提出了特殊要求，采用依据本发明的结构设计可以比齿圈直接旋转支承在泵壳内更好地满足这些要求。
依据本发明的内齿轮泵的泵壳可以是车辆液压制动设备的所谓液压集成块或这种液压集成块的一个区域(权利要求8)。这种液压集成块从具有防滑控制功能的车辆液压制动设备中公知。在它们中，除了单个或多个液压泵(这里为内齿轮泵)外或者说为这种内齿轮泵的每个制动回路，还装入电磁阀、液压储能器和防滑控制的其他液压部件并在液压上相互连接。作为用于驱动内齿轮泵的泵电动机的电动机，通常法兰连接在液压集成块上。
附图说明
下面借助附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。唯一附图示出依据本发明的内齿轮泵的侧视图。
具体实施方式
附图所示依据本发明的内齿轮泵1作为液压泵或所谓的回油泵设置在具有防滑控制功能的车辆液压制动设备内。小齿轮2偏心设置在内啮合的齿圈4内，齿圈可旋转地容纳在轴承圈5内。小齿轮2在一个周向段内与齿圈4啮合。通过小齿轮2利用泵轴3的旋转驱动，齿圈4一同被驱动旋转，从而内齿轮泵1以本身公知的方式输送流体，在依据本发明的内齿轮泵1所示的实施方式中为制动液。小齿轮2和齿圈4也称为内齿轮泵1的齿轮2、4。与齿轮2、4在其内相互啮合的周向段相对，内齿轮泵1在小齿轮2与齿圈4之间具有月牙形的泵室6。在泵室6两个端部的区域内，平行于泵轴3的孔通入泵室6内。两个孔中的一个形成泵进口7，另一个孔形成泵出口8。泵进口7也可以理解为内齿轮泵1的吸入侧，泵出口8理解为压力侧。
在泵进口7与泵出口8之间，泵室6内设置隔离件9，该隔离件由于其形状也常称为月牙或月牙件。隔离件9将泵室6的吸入侧和进口侧S与压力侧和出口侧P隔离。隔离件9的外侧紧贴在齿圈4的齿的齿顶上，并且隔离件9的内侧紧贴在小齿轮2的齿的齿顶上。在吸入侧S，隔离件9支承在螺栓上，该螺栓平行于泵轴3在隔离件9吸入侧S上穿过泵室6并形成隔离件9的支座16。
轴承圈5以不可相对旋转的方式设置在泵壳10内。它具有小齿轮2，也就是外啮合的齿轮，该小齿轮以不可相对旋转的方式设置在泵轴3上。泵壳盖未示出，以便可以看到内齿轮泵1的内部部件。泵室6在侧面由多个轴向板11限制，它们紧贴在齿轮2、4、隔离件9和轴承圈5的端面上。轴向板11由泵轴3和支座16穿过并由此保持不可相对旋转。轴向板11可以轴向运动，它们在其背离齿轮2、4的外侧上被施加泵出口8内存在的压力并由此密封贴靠地压在齿轮2、4和隔离件9的端面上。轴向板11覆盖压力侧P和隔离件9，并一直延伸到仅部分由轴向板11覆盖的吸入侧S的一部分内。为了泵的排出，两个轴向板11中的至少一个具有与泵出口8全等的孔。泵进口7处于轴向板11之外。
在泵室6的压力侧P区域内，轴承圈5具有压力袋形腔12，该压力袋形腔沿周向从隔离件9的中心区一直延伸到齿轮2、4相互啮合的区域附近。压力袋形腔12是一个在轴承圈5的内侧处敞开的空隙部。在该空隙部内，存在来自泵出口8或泵室6压力侧P的压力。在所示的实施例中，轴承圈5内的压力袋形腔12通过在轴向板11的面向齿轮2、4的内侧面中的切口13与压力侧P连通。切口13为T形，其立轴沿径向从压力侧P向外一直延伸到压力袋形腔12，在那里切口13的横梁沿周向延伸一段距离。切口13的形状对于本发明来说并不是强制性的，重要的是，压力袋形腔12与压力侧P或泵出口8的压力连通，这一点原则上也可以采用不同于轴向盘11内侧中的切口13的方式实现。
在压力袋形腔12的区域内，齿圈4的外侧被施加与齿圈4在压力侧P上从内部被施加的压力相同的压力。这一点与压力侧P上压力的大小无关，也就是即使在泵出口8内的压力变化时也适用。通过被加载压力侧P压力的压力袋形腔12，实现了对引起在齿圈4内侧上的压力的径向力的完全、部分或过度补偿。轴向力补偿的程度取决于压力袋形腔12在周向上延伸多远。通过较长的压力袋形腔12，可以得到对齿圈4的指向内部的径向力，通过周向上较短的压力袋形腔12，可以得到对齿圈4的指向外部的径向力。正常情况下值得追求的是平衡径向力的压力袋形腔12，从而齿圈4不受径向力，或值得追求的是极小的过度补偿，其以很小的力将齿圈4压到轴承圈5与压力袋形腔12相对的面上。
压力袋形腔12两侧敞开。对轴向板11的密封通过设置在压力袋形腔12的底部，也就是外侧上的带状密封件14进行。密封件14被加载压力袋形腔12内存在的压力，也就是内齿轮泵1的出口压力。压力加载将密封件14径向压缩，由此它向侧面伸长。由此密封件14在出口压力上升时更强地朝侧面向外压靠到轴向板11上，由此即使在出口压力很高时该密封件也良好地密封。密封件14由弹性体制成，根据其特性，呈现出非常适用于压力袋形腔12的侧面密封。
轴承圈5由塑料制成，根据其弹性可以在压力袋形腔12的周向端部上构造密封唇15。密封唇15在外部紧贴在齿圈4上并且在其外侧被施加压力袋形腔12内存在的压力，也就是内齿轮泵1的出口压力。由此达到在压力袋形腔12的周向端部上的良好密封。在该实施例中，轴承圈由聚四氟乙烯(PTFE)制成，其具有良好的滑动特性和低磨损以及此外适用于密封唇15。
内齿轮泵1是未示出的车辆液压制动设备的液压泵。它设置为用于防滑控制和／或用于在车辆液压外力制动设备中形成压力的回油泵。泵壳10由车辆制动设备的液压集成块形成，其中在附图中示出环绕内齿轮泵的一个部分。液压集成块内设置有其他液压部件，如电磁阀、减振室、液压蓄能器和诸如此类的部件并且在液压上相互连接。这种液压集成块对于具有防滑控制功能的车辆液压制动设备来说公知并在这里无需赘述。
Claims (9)
1.内齿轮泵，具有泵壳(10)、内啮合的齿圈(4)、外啮合的小齿轮(2)，该小齿轮偏心设置在齿圈(4)内并在一个周向段内与齿圈(4)啮合，所述内齿轮泵还具有处于齿圈(4)与小齿轮(2)之间的、在齿圈(4)与小齿轮(2)啮合的周向段之外的泵室(6)，该泵室具有与泵进口(7)连通的吸入侧(S)和与泵出口(8)连通的压力侧(P)，所述内齿轮泵(1)具有以不可相对旋转的方式设置在泵壳(10)内的轴承圈(5)，所述齿圈(4)以可旋转的方式支承在该轴承圈中并且所述轴承圈(5)在泵室(6)的压力侧(P)的区域内具有被加载压力的压力袋形腔(12)，该压力袋形腔向内向齿圈(4)敞开，其特征在于，所述轴承圈(5)在压力袋形腔(12)的周向端部上具有密封唇(15)，该密封唇紧贴在齿圈(4)外部。
2.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述密封唇(15)的外侧被压力袋形腔(12)内存在的压力加载。
3.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述压力袋形腔(12)与压力侧(P)和/或泵出口(8)连通。
4.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述轴承圈(5)由塑料制成。
5.如权利要求4所述的内齿轮泵，其特征在于，所述轴承圈由聚四氟乙烯制成。
6.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述压力袋形腔(12)侧向敞开并具有密封件(14)，该密封件侧向密封压力袋形腔(12)并被压力袋形腔(12)内存在的压力加载。
7.如权利要求6所述的内齿轮泵，其特征在于，所述压力袋形腔(12)的密封件(14)由弹性体制成。
8.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述内齿轮泵(1)是车辆液压制动设备的液压泵。
9.如权利要求1所述的内齿轮泵，其特征在于，所述泵壳(10)由车辆液压制动设备的液压集成块形成。
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