DE102009023336A1

DE102009023336A1 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE102009023336A1
Application number: DE102009023336A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bastian; Marco Grethel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2009-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe zum Fördern eines Mediums, mit einer ersten Kammer, in die das Medium mit einem Saugdruck ansaugbar ist, einer zweiten Kammer, in die das Medium von der ersten Kammer unter Erhöhung des Saugdrucks auf einen Förderdruck förderbar ist, einem drehbar gelagerten Hohlrad zum Fördern des Mediums, einem drehbar gelagerten und mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel zum Fördern des Mediums, einem mit einer Innenverzahnung des Hohlrades in einen äußeren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordneten äußeren Füllstück und einem mit einer Außenverzahnung des Ritzels in einen inneren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordneten inneren Füllstück.
Um eine verbesserte Innenzahnradpumpe bereitzustellen, ist vorgesehen, dass das innere und das äußere Füllstück miteinander in einen mittleren dichtenden Anlagekontakt zum Abgrenzen der ersten Kammer gegen die zweite Kammer bringbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe zum Fördern eines Mediums, mit einer ersten Kammer, in die das Medium mit einem Saugdruck ansaugbar ist, einer zweiten Kammer, in die das Medium von der ersten Kammer unter Erhöhung des Saugdrucks auf einen Förderdruck förderbar ist, einem drehbar gelagerten Hohlrad zum Fördern des Mediums, einem drehbar gelagerten und mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel zum Fördern des Mediums, einem mit einer Innenverzahnung des Hohlrads in einen äußeren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordneten äußeren Füllstück und einem mit einer Außenverzahnung des Ritzels in einen inneren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordneten inneren Füllstück.
Innenzahnradpumpen können zum Beispiel in einer elektrohydraulischen Pedalkraftunterstützung einen Druck in einem Nehmerzylinder zur Betätigung einer Kupplung, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, erhöhen. Zum Aufbringen der notwendigen Pumpenergie kann das Ritzel über eine Antriebswelle einer mechanischen Antriebsquelle, beispielsweise einem Elektromotor, zugeordnet sein. Zwischen dem Ritzel und dem Hohlrad kann ein sichelförmiger Raum verbleiben, der mittels der Füllstücke in die erste und zweite Kammer, die einen Saug- und Verdrängerbereich bilden, aufgeteilt werden kann. Das Medium kann entlang der Füllstücke von der ersten Kammer in die zweite Kammer gefördert werden. Aus der DE 100 58 883 A1 ist eine hydraulische Zahnradmaschine, wie beispielsweise eine Pumpe oder ein Motor, bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Innenzahnradpumpe bereitzustellen, die insbesondere einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Innenzahnradpumpe zum Fördern eines Mediums, mit einer ersten Kammer, in die das Medium mit einem Saugdruck ansaugbar ist, einer zweiten Kammer, in die das Medium von der ersten Kammer unter Erhöhung des Saugdrucks auf einen Förderdruck förderbar ist, einem drehbar gelagerten Hohlrad zum Fördern des Mediums, einem drehbar gelagerten und mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel zum Fördern des Mediums, einem mit einer Innenverzahnung des Hohlrads in einen äußeren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordneten äußeren Füllstück und einem mit einer Außenverzahnung des Ritzels in einen inneren dichtenden Anlagekontakt bringbaren und zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordneten inneren Füllstück, dadurch gelöst, dass das innere und das äußere Füllstück miteinander in einen mittleren dichtenden Anlagekontakt zum Abgrenzen der ersten Kammer gegen die zweite Kammer bringbar sind. Vorteilhaft stehen die Füllstücke selbst direkt miteinander in dem mittleren dichtenden Anlagekontakt, wobei keine weiteren Bauteile, wie eine Dichtrolle, erforderlich sind. Vorteilhaft ergibt sich bei gleicher Funktion ein einfacherer Aufbau.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der mittlere dichtende Anlagekontakt linienförmig ausbildbar ist. Vorteilhaft können die Füllstücke so geformt und aneinander angepasst sein, dass diese sich exakt linienförmig und damit eine fluiddichte Begrenzungslinie bildend berühren. Vorteilhaft kann der linienförmige Anlagekontakt mittels einfachen Gegeneinanderpressens der Füllstücke hergestellt werden, wobei sich automatisch eine Gleichgewichtslage einstellt, bei der eine Berührung entlang der Linie erfolgt. Aufgrund der entsprechenden geradlinigen äußeren Gestalt der Füllstücke ergibt sich vorteilhaft bei einem geringen Verkanten der Füllstücke gegeneinander bei einem Anpressen eine dieser Verkantung entgegenwirkende Kraft beziehungsweise Moment, so dass sich automatisch der dichtende linienförmige Anlagekontakt wieder einstellt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass eines der Füllstücke, insbesondere das innere Füllstück, einen länglichen Vorsprung aufweist, der bei hergestelltem mittleren dichtenden Anlagekontakt in eine längliche Ausnehmung des anderen Füllstücks, insbesondere des äußeren Füllstücks, eingreift. Vorteilhaft sind verschiedene Dichtlinien zwischen dem Vorsprung und der Ausnehmung denkbar. Dazu können beispielsweise der Vorsprung und die Ausnehmung jeweils gekrümmt ausgeführt sein, wobei die Ausnehmung eine schwächere Krümmung aufweisen kann. Vorteilhaft können mittels einer geringfügigen Verschiebung der Dichtelinie entlang der Krümmungen radiale Toleranzen für eine Radialspaltkompensation der Innenzahnradpumpe ausgeglichen werden, wobei dennoch der mittlere dichtende Anlagekontakt gesichert herstellbar bleibt. Die längliche Ausnehmung kann dazu etwas tiefer oder etwas weniger tief in den länglichen Vorsprung eingreifen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass die Füllstücke jeweils mittels eines Widerlagers oder eines gemeinsamen Widerlagers zwischen den Kammern fixiert sind. Mittels des Widerlagers kann eine unerwünschte Verlagerung der Füllstücke in Richtung einer der Kammern hin, was insbesondere zu einem Verklemmen der Füllstücke zwischen dem Ritzel und dem Hohlrad führen könnte, vermieden werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass die/das Widerlager pro Füllstück zumindest einen Freiheitsgrad aufweisen/aufweist. Vorteilhaft können die Füllstücke zum Ausgleich von Toleranzen und/oder zur Radialspaltkompensation entsprechend des Freiheitsgrades des Widerlagers so zwischen dem Hohlrad und dem Ritzel bewegt werden, dass trotz möglicherweise vorhandener Toleranzen gesichert der innere, der mittlere und der äußere dichtende Anlagekontakt herstellbar sind. Unter Freiheitsgrad kann auch ein Lagerspiel verstanden werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass mittels des an den Füllstücken angreifenden Förderdrucks und des zumindest einen Freiheitsgrades des Widerlagers die Füllstücke in eine Gleichgewichtslage bring bar sind, bei der der innere, mittlere und äußere dichtende Anlagekontakt hergestellt sind. Vorteilhaft können die Kammern beim Betrieb und/oder unmittelbar nach einem Anlauf der Innenzahnradpumpe dicht gegeneinander abgegrenzt werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass zumindest eine radial außerhalb des äußeren Füllstücks angeordnete und mittels des äußeren Füllstücks und der Innenverzahnung des Hohlrades und/oder radial innerhalb des inneren Füllstücks angeordnete und mittels des inneren Füllstücks und der Außenverzahnung des Ritzels begrenzbare Zahnkammer mittels zumindest einer Steuerkerbe der zweiten Kammer zuordenbar ist. Mittels der Steuerkerbe kann die sonst unter dem Saugdruck stehende Förderkammer der zweiten unter dem Förderdruck stehenden Kammer zugeordnet werden. Es ergibt sich ein Rückfluss des geförderten Mediums, mittels dessen der Druck in der Zahnkammer anhebbar ist. Vorteilhaft kann damit ein Gegendruck erzeugt werden, so dass die Füllstücke, die mittels des Förderdrucks auseinanderdrückbar sind, womit die Radialspaltkompensation gewährleistbar ist, nicht allzu stark gegen die Verzahnungen des Ritzels und des Hohlrades gedrückt werden. Vorteilhaft kann so ein Maß der Anpressung eingestellt werden, beispielsweise um einen übermäßigen Verschleiß der Füllstücke und/oder der Verzahnungen zu verhindern.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass ein die Füllstücke und das Hohlrad und das Ritzel aufnehmendes Gehäuse der Innenzahnradpumpe die zumindest eine Steuerkerbe aufweist. Die erste und zweite Kammer werden jeweils durch die Füllstücke, das Hohlrad, das Ritzel sowie das Gehäuse begrenzt. Das Ritzel und das Hohlrad liegen dazu in einem dichtenden Anlagekontakt plan an einer Gehäusewand an. In diese Gehäusewand kann die Steuerkerbe eingebracht sein, so dass sich der Rückfluss zum Anheben des Drucks in der Zahnkammer ergibt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Innenzahnradpumpe ist vorgesehen, dass zumindest eines der Füllstücke die zumindest eine Steuerkerbe aufweist. Da auch die Füllstücke möglichst plan an der Wand des Gehäuses anliegen, und/oder den dichtenden Anlagekontakt zwischen den Verzahnungen und dem Füllstück gewährleisten, kann die Steuerkerbe der Füllstücke dieselbe Funktion erfüllen. Es ist möglich, eine Vielzahl von Steuerkerben an den Füllstücken vorzusehen, die in Summe den gewünschten Rückfluss ergeben. Ebenso ist es denkbar, an dem Gehäuse eine Vielzahl von Steuerkerben vorzusehen, die den gewünschten Rückfluss ermöglichen. Ferner ist es denkbar, eine Vielzahl von Steuerkerben am Gehäuse und an den Füllstücken vorzusehen. Unter Steuerkerben kann auch eine Fase verstanden werden.
Die Aufgabe ist außerdem durch eine elektrohydraulische Pedalkraftunterstützungsvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einer vorab beschriebenen Innenzahnradpumpe gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 bis 3 verschiedene Ansichten eines inneren Füllstücks und eines äußeren Füllstücks sowie eines Widerlagers zur Lagerung der Füllstücke;
4 eine Innenansicht einer mit den in den 1 bis 3 gezeigten Bauteilen ausgestattete Innenzahnradpumpe;
5 eine Detailansicht der in 4 gezeigten Innenzahnradpumpe mit den Füllstücken, die in einem dichtenden Anlagekontakt zueinander stehen;
6 ein weiteres Detail der in 4 gezeigten Innenzahnradpumpe, wobei mittels Pfeilen ein Förderdruck und/oder eine resultierende Druckkraft zum Anpressen der Füllstücke in eine Gleichgewichtslage symbolisiert ist;
7 eine weitere Innenzahnradpumpe, die Steuerkerben zur Reduzierung einer radialen Anpressung der Füllstücke aufweist;
8 eine weitre Innenzahnradpumpe, wobei die Füllstücke Steuerkerben aufweisen und
9 und 10 jeweils eine Detailansicht der in 4 gezeigten Innenzahnradpumpe, jedoch in einem Ruhezustand, wobei unterschiedliche denkbare Ruhelagen der Füllstücke gezeigt sind.
4 zeigt eine Innenansicht einer Innenzahnradpumpe 1 mit einem äußeren Füllstück 3 und einem inneren Füllstück 5. Die 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten der in 4 gezeigten Füllstücke 3 und 5 zusammen mit einem die Füllstücke 3 und 5 lagernden Widerlager 7, wobei 2 die Füllstücke 3 und 5 im Bereich des Widerlagers 7 geschnitten zeigt. Im Folgenden wird anhand der 1 bis 4 die Funktion der Innenzahnradpumpe 1, insbesondere der Füllstücke 3, 5 der Innenzahlradpumpe 1, näher erläutert. Die Innenzahnradpumpe 1 weist ein nicht näher dargestelltes, mittels des Bezugszeichens 9 angedeutetes Gehäuse auf. In dem Gehäuse 9 sind ein Hohlrad 11 und ein mit dem Hohlrad 11 kämmendes Ritzel 13 aufgenommen. Das Hohlrad 11 weist eine Innenverzahnung 15 auf, die mit einer Außenverzahnung 17 des Ritzels 13 kämmt. Zwischen der Innenverzahnung 15 und der Außenverzahnung 17 verbleibt ein sichelförmiger Innenraum 19, der von ebenfalls nicht näher dargestellten Wänden des Gehäuses 9 und dem Hohlrad 11 sowie dem Ritzel 13 begrenzt wird. Der Innenraum 19 wird mittels der Füllstücke 3 und 5 in eine erste Kammer 21 sowie eine zweite Kammer 23 aufgeteilt. Die erste Kammer 21 bildet eine Saugkammer und kann über eine Ansaugöffnung 25 mit einem Medium, beispielsweise mit einem Hydraulikfluid, befällt werden. Die zweite Kammer 23 bildet eine Förderkammer und kann über einen Förderauslass 27 das Medium wieder freisetzen. Das Medium in der ersten Kammer weist dabei einen Saugdruck und das Medium in der zweiten Kammer 23 einen Förderdruck auf, wobei das Medium mittels einer Drehung des Ritzels 13 und des Hohlrades 11 von der ersten Kammer 21 unter Erhöhung des Saugdruckes auf den Förderdruck in die zweite Kammer 23 förderbar ist. Zum Fördern des Mediums kann das Ritzel 13, in 4 mittels eines Pfeils 29 angedeutet, mittels einer Antriebswelle 31 angetrieben werden. Zwischen den Füllstücken 3 und 5 und den Verzahnungen 15, 17 bilden sich Zahnkammern 33, in denen das Medium von der ersten Kammer 21 in die zweite Kammer 23 förderbar ist. In Ausrichtung der 1 gesehen, werden die Zahnkammern 33 mittels der Drehung des Hohlrades 11 und des Ritzels 13 von rechts nach links bewegt.
Um einen übermäßigen Verschleiß der Verzahnungen 15, 17 und/oder der Füllstücke 3, 5 zu vermeiden und/oder um einen ruhigen Lauf der Innenzahnradpumpe 1 zu gewährleisten, wei sen die Füllstücke 3, 5 jeweils eine Anlauffase 35 auf, an denen die Verzahnungen 15, 17 anlaufen, bevor sie die jeweiligen Zahnkammern 33 verschließen.
Die Innenverzahnung 15 des Hohlrades 11 steht in einem äußeren dichtenden Anlagekontakt 37 mit dem äußeren Füllstück 3. Das äußere Füllstück 3 steht in einem mittleren dichtenden Anlagekontakt 39 mit dem inneren Füllstück 5. Die Außenverzahnung 17 des Ritzels 13 steht in einem inneren dichtenden Anlagekontakt 41 mit dem inneren Füllstück 5. Der äußere dichtende Anlagekontakt 37 sowie der innere dichtende Anlagekontakt 41 werden durch Zähne 43 der Verzahnungen 15, 17, die die Füllstücke 3, 5 berühren, gebildet. Bei der in 4 gezeigten Drehstellung des Hohlrades 11 und des Ritzels 13 berühren insgesamt vier Zähne 43 der Innenverzahnung 15 das äußere Füllstück 3 und drei Zähne 43 der Außenverzahnung 17 das innere Füllstück 5. Um ein gewisses Überströmen zwischen benachbarten Zahnkammern zu ermöglichen, weisen das äußere Füllstück 3 und das innere Füllstück 5 jeweils eine Begrenzungsfase 45 auf.
Die 1 und 2 zeigen das Widerlager 7, das ein Lagerstück 47 aufweist. Das Lagerstück 47 ist quaderförmig beziehungsweise stegförmig ausgebildet und greift in entsprechend dimensionierte Nuten 49 des äußeren Füllstücks 3 sowie des inneren Füllstücks 5 ein. Das in die Nuten 49 eingreifende Lagerstück 47 des Widerlagers 7 weist einen Freiheitsgrad auf, der eine Verlagerung der Füllstücke 3, 5 radial nach innen und radial nach außen ermöglicht, was in 3 mittels Doppelpfeilen 51 angedeutet ist. Zusätzlich ist es denkbar, dass das Widerlager 7 ein Spiel beziehungsweise einen weiteren Freiheitsgrad aufweist, der ein leichtes Verkippen der Füllstücke 3, 5 ermöglicht, was in 3 mittels gekrümmter Pfeile 53 angedeutet ist. Mittels des Lagerspiels und/oder Freiheitsgrades, angedeutet durch die Doppelpfeile 51, 53 kann eine Radialspaltkompensation des äußeren und inneren dichtenden Anlagekontaktes 47 und 41 erfolgen, wobei das äußere Füllstück 3 soweit radial nach außen bewegbar ist, bis der äußere dichtende Anlagekontakt 37 hergestellt ist und das innere Füllstück 5 soweit radial nach innen bewegbar ist, bis der innere dichtende Anlagekontakt 41 hergestellt ist. Mittels der leichten Verkippbarkeit der Füllstücke 3 und 5 ist gewährleistet, dass diese sich nicht nur an einem der Zähne 43 anlegen, vielmehr gleichmäßig an den Verzahnungen 15, 17 anliegen. Die Krümmungen der Füllstücke 3, 5 sind an Radien der Verzahnungen 15, 17 angepasst.
5 zeigt eine Detaildarstellung der in den 1 bis 4 gezeigten Füllstücke 3, 5 mit dem mittleren dichtenden Anlagekontakt 39. Ein Bereich des mittleren dichten Anlagekontaktes 39 ist mittels eines Kreises 55 gekennzeichnet. Im Bereich des Kreises 55 bildet sich ein linienförmiger dichtender Anlagekontakt zwischen einem Vorsprung 57 des inneren Füllstü ckes 5, der in eine Ausnehmung 59 des äußeren Füllstücks 3 eingreift. Je nach Toleranz und Lage der Füllstücke 3, 5 zum Hohlrad 11 sowie Ritzel 13 kann der linienförmige dichtende Anlagekontakt zwischen dem Vorsprung 57 und der Ausnehmung 59 eine geringfügig veränderte Lage einnehmen, was in 5 mittels eines Doppelpfeils 61 angedeutet ist. Es ist zu erkennen, dass mittels der dichtenden Anlagekontakte 37, 39 sowie 41 die erste Kammer 21 fluiddicht von der zweiten Kammer 23 abgegrenzt ist.
6 zeigt ein weiteres Detail der in 4 gezeigten Innenzahnradpumpe 1, wobei mittels Pfeilen 63 eine mittels des Förderdrucks der zweiten Kammer 23 induzierte Anpresskraft auf die Füllstücke 3 sowie 5 angedeutet ist. Es ist ersichtlich, dass das geförderte Medium in einem zwischen den Füllstücken 3 und 5 verbleibenden Spalt 65 eindringen kann und diese auseinanderdrückt, so dass das äußere Füllstück 3 radial nach außen gegen die Innenverzahnung 15 des Hohlrades 11 und das innere Füllstück 5 radial nach innen gegen die Außenverzahnung 17 des Ritzels 13 gedrückt werden, wobei der äußere und innere dichtende Anlagekontakt 37 und 41 hergestellt werden. Außerdem kann das innere Füllstück 5, aus Richtung der 6 gesehen, nach rechts gedrückt werden, was mittels eines Pfeils 67 angedeutet ist. Um diese Verlagerung des inneren Füllstücks 5 zu ermöglichen, kann das Widerlager 7 einen entsprechenden weiteren Freiheitsgrad beziehungsweise ein Lagerspiel aufweisen, wobei das äußere Füllstück 3 mittels des Widerlagers 7 festgehalten wird, insbesondere an einer Verlagerung mittels des Fülldrucks nach rechts gehindert wird. Es ist ersichtlich, dass durch diese Verlagerung des inneren Füllstückes 5 nach rechts der Vorsprung 57 des inneren Füllstücks 5 an eine rechte Seite der Ausnehmung 59 gedrückt wird, wobei der mittlere dichtende Anlagekontakt 39, also der linienförmige Anlagekontakt hergestellt wird. Je nach Abstimmung und Druckverhältnissen ist auch der umgekehrte Fall denkbar, wobei die Reibkräfte zwischen den Verzahnungen 15, 17 und den Füllstücken 3, 5 den Druckkräften überwiegen, also in Ausrichtung der 6 gesehen beim Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 auf die Füllstücke 3, 5 eine resultierende Kraft nach links wirkt.
7 zeigt eine weitere Innenzahnradpumpe 1. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur Darstellung gemäß den 1 bis 6 eingegangen. Im Unterschied weist das Gehäuse 9 der Innenzahnradpumpe 1 in an dem Hohlrad 11 sowie dem Ritzel 13 anliegenden Wänden 71 eine Vielzahl von Steuerkerben 69 auf. Die Steuerkerben 69 sind auf einer radialen Höhe der Innenverzahnung 15 des Hohlrades 11 sowie der Außenverzahnung 17 des Ritzels 13 angeordnet und verbinden die zweite Kammer 23 mit sich benachbart zu dieser befindlichen Zahnkammer 33. Je nach Ausführung und Länge der Steuerkerben 69 können zusätzlich auch zwei benachbarte Zahnkammern 33 miteinander verbunden sein. Über die Steuerkerben 69 kann sich in der zweiten Kammer 23 befindliches Medium in die entsprechenden Zahnkammern 33 zurückfließen und diese mit dem Förderdruck der zweiten Kammer 23 beaufschlagen.
Im Vergleich zur Darstellung gemäß 6 kann mittels des über die Steuerkerben 69 übertragenen Förderdrucks eine Gegenkraft auf die Füllstücke 3, 5 ausgeübt werden, die einem Anpressen der Füllstücke 3, 5 an die Verzahnungen 15, 17 entgegenwirkt, was in 7 mittels Pfeilen 73 angedeutet ist. Je nach Förderdruck der Innenzahnradpumpe 1 kann die in dem Spalt 65 anliegende Druckkraft ein zu hohes Maß annehmen, was zwar einen sehr guten dichtenden Anlagekontakt 37, 41 bewirken würde, jedoch auch mit einem zu hohen Verschleiß einhergeht. Um dies zu kompensieren, können die Steuerkerben 69 vorgesehen sein.
8 zeigt eine weitere Innenzahnradpumpe 1, die zur Kompensation zu großer Anpresskräfte ebenfalls Steuerkerben 69 aufweist. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 7 sind diese Steuerkerben 69 jedoch nicht an den Wänden 71 des Gehäuses 9 angebracht, sondern an den Füllstücken 3, 5 selbst als Fasen ausgeführt. Es ist denkbar, die Steuerkerben 69 an den Füllstücken 3 und 5 und an den Wänden 71 gleichermaßen anzubringen.
Die 9 und 10 zeigen die in den 1 bis 6 dargestellte Innenzahnradpumpe 1, jedoch in einem drucklosen Zustand. Es ist zu erkennen, dass sich die Füllstücke 3, 5 entsprechend den Freiheitsgraden des Widerlagers 7 in eine Ruhelage bewegen können, bei der, wie in 9 ersichtlich, beispielsweise der äußere dichtende Anlagekontakt 37 nicht mehr hergestellt ist. Es ist zu erkennen, dass dabei der Vorsprung 57 weiter in die Ausnehmung 59 eingreift. Gemäß der Darstellung in 10 sind die Füllstücke 3, 5 zusätzlich gegeneinander verkippt, so dass, in Ausrichtung der 10 gesehen, rechts des Vorsprungs 57 und der Ausnehmung 59 ein Spalt 75 zwischen den Füllstücken 3 und 5 verbleibt. In 10 ist zu erkennen, dass der Spalt 75 nicht weiter vergrößert werden kann, da das äußere Füllstück 3 bei dieser Verkippung bereits wieder an einem Zahn 43 der Innenverzahnung 15, der in 10 ganz rechts gezeigt ist, anschlägt. Vorteilhaft können die Freiheitsgrade des Widerlagers 7 und/oder der Vorsprung 57 sowie die Ausnehmung 59 des äußeren Füllstücks 3 sowie des inneren Füllstücks 5 so aufeinander abgestimmt sein, dass in jeder erdenklichen Ruhelage, beispielsweise wie in den 9 und 10 gezeigt, der mit dem Förderdruck der zweiten Kammer 23 beaufschlagbare Spalt 65 zwischen den Füllstücken 3 und 5, erhalten bleibt. Vorteilhaft kann bei einem Anlaufen der Innenzahnradpumpe 1 dadurch der Spalt 65 sofort mit dem Förderdruck beaufschlagt werden, was augenblicklich ein Bewegen der Füll stücke 3, 5 in eine neue Gleichgewichtslage bewirkt, bei der alle dichtenden Anlagekontakte 37, 39 und 41 gleichermaßen hergestellt sind.
Vorteilhaft kann mittels der Abstimmung des Widerlagers 7 und der Füllstücke 3, 5 eine zwischen Zahnköpfen der Zähne 43 und den Füllstücken 3, 5 verbleibende Spaltleckage minimiert werden. Die Abdichtung zwischen den Füllstücken 3, 5 kann mittels des linienförmigen mittleren dichtenden Anlagekontaktes 39 erfolgen. Die Füllstücke 3, 5 ersetzen eine fest stehende Sichel, sind radial kompensiert und übernehmen die Trennung zwischen einem Saug- und einem Verdrängerbereich, also zwischen den Kammern 21 und 23 der Innenzahnradpumpe 1. Die Füllstücke 3 und 5 können zum Herstellen der dichtenden Anlagekontakte 37, 41 an die Zahnköpfe der Innenverzahnung 15 und der Außenverzahnung 17 anliegen und einen spaltlosen Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 ermöglichen. Vorteilhaft kann auf so genannte Spreizfedern zum Anpressen der Füllstücke 3, 5 verzichtet werden. Ferner kann auf Dichtrollen zwischen den Füllstücken 3, 5 verzichtet werden. Im drucklosen Zustand können diese, gemäß der 9 und 10, eine Ruhelage einnehmen, die jedoch beim Anlaufen der Innenzahnradpumpe 1 sofort zu Gunsten der dichtenden Anlagekontakte 37, 41 aufhebbar ist. Das Widerlager 7 übernimmt eine Abstützung der Füllstücke 3, 5 gegen eine mittels des Pfeils 29 angedeutete Drehrichtung des Hohlrades 11 sowie des Ritzels 13. Die Innenzahnradpumpe 1 kann für ein mittleres Druckniveau, beispielsweise von 20 bar, insbesondere zwischen 10 und 30 bar ausgelegt sein. Vorteilhaft kann bei diesem Druckniveau auf Dichtstifte und/oder Spreizfedern verzichtet werden, so dass sich ein insgesamt einfacherer Aufbau der Innenzahnradpumpe und auch eine einfachere Montage ergibt. Vorteilhaft ist dies insbesondere bei sehr kleinen radialen Bauräumen, wenn der Innenraum 19 beispielsweise eine maximale Stärke von lediglich 3,5 mm aufweist, in dem die Füllstücke 3, 5 unterbringbar sind. Eine Kontur der Füllstücke 3, 5 dient zur Abdichtung der Zahnköpfe der Zähne 43. Vorteilhaft können die Füllstücke 3, 5 zusätzlich so ausgeformt sein, dass bei einem Übergang vom drucklosen Zustand der Innenzahnradpumpe 1 mit unter Umständen im Ruhezustand befindlichen Füllstücken 3, 5, zum Betriebsdruck sich die Füllstücke 3, 5 zuverlässig und schnell an die Zähne 43 anlegen und die dichtenden Anlagekontakte 37, 41 herstellen. Die Gestaltung der Füllstücke 3, 5 kann vorteilhaft so sein, dass auch im Ruhezustand stets der Spalt 65 zwischen diesen verbleibt. Sobald sich der Betriebsdruck beziehungsweise der Förderdruck in der zweiten Kammer 23 aufbaut, erfolgt die Radialkompensation. Ferner kann auch auf eine sonst vorhandene Stabfeder verzichtet werden.
Vorteilhaft übernehmen die Füllstücke 3, 5 durch ihre Ausformung an einer Trennfläche zwischen den Füllstücken 3, 5 die Funktion einer sonst vorhandenen Dichtrolle, genauer übernehmen der Vorsprung 57 und die Ausnehmung 59 diese Funktion. Vorteilhaft können Druckunterschiede zwischen den Kammern 21 und 23 zwischen 10 und 30 bar sehr gut mittels des Vorsprungs 57 und der Ausnehmung 59 gegeneinander abgedichtet werden. Vorteilhaft baut sich zwischen den Füllstücken 3, 5 beim Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 auf der Druckseite, also im Bereich der zweiten Kammer 23 der Förderdruck auf, der die Füllstücke 3, 5 gegen die Zahnköpfe der Zähne 43 der Innenverzahnung 15 beziehungsweise der Außenverzahnung 17 drückt, wie in 6 dargestellt.
Das Widerlager 7 verhindert andererseits ein Verklemmen der Füllstücke 3, 5 im drucklosen Zustand auf der Druckseite zwischen den Zahnköpfen und andererseits ein Verdrehen gegen die Drehrichtung im Betrieb, wenn der Förderdruck beziehungsweise ein Öldruck auf der Druckseite, also im Bereich der zweiten Kammer 23 auf Stirnflächen der Füllstücke 3, 5 wirkt.
Das Lagerspiel beziehungsweise die Freiheitsgrade zwischen Führungsflächen des Lagerstücks 47 des Widerlagers 7 und den Führungsnuten beziehungsweise Nuten 49 der Füllstücke 3, 5 ist vorteilhaft so groß, dass die Füllstücke 3, 5 sich so weit gegeneinander verdrehen können, dass die Abdichtfunktion beziehungsweise der mittlere dichtende Anlagekontakt 39 zwischen den Füllstücken 3, 5 bei allen Betriebsbedingungen herstellbar ist (vgl. 3).
Um eine Überkompensation beziehungsweise eine zu starke Anpressung der Füllstücke 3, 5 gegen die Verzahnungen 15, 17 zu verhindern, können die Zahnkammern 33 im Bereich der Füllstücke 3, 5 gezielt vorgefüllt werden, das heißt über die Steuerkerben 69 in den Wänden 71 des Gehäuses 9, beispielsweise Axialplatten, oder die als Steuerkerben 69 ausbildenden Fasen an den Füllstücken 3, 5, können diese Zahnkammern 33, die normalerweise noch unter dem Ansaugdruck stehen, mit dem Förderdruck beziehungsweise dem Druckbereich der zweiten Kammer 23 verbunden werden, um einen gezielten Gegendruck zu Kompensationskräften zu erzeugen. Die entsprechende Gegenkraft ist in 7 mittels des Pfeils 73 angedeutet. Vorteilhaft können die Steuerkerben 69 gezielt abgestimmt sein, um optimale Kraftverhältnisse einzustellen, bei denen gerade noch ein ausreichender dichtender Anlagekontakt 37, 41 und/oder 39 herstellbar ist, jedoch ein möglichst geringer Verschleiß auftritt. Vorteilhaft kann so eine zu große Überkompensation, einhergehend mit einem Verschleiß, insbesondere der Füllstücke 3, 5, verhindert werden. Ein Ausfallen der eigentlichen Funktion der Füllstücke 3, 5 kann verhindert werden, wobei es dennoch nicht zu einer Unteranpressung, das heißt zu einem Abheben der Füllstücke 3, 5 von den Zähnen 43 kommt. Die Begrenzungsfasen 45 sorgen in Richtung des Saugbereichs, also in Richtung der ersten Kammer 21 für eine definierte Verbindung der Zahnkammern 33 mit dem Saugdruck. Somit kann über die definierten Begrenzungsfasen 45 und die Steuerkerben 69 eine sichere Funktion der Füllstücke 3, 5 gewährleistet werden.
Alternativ und/oder zusätzlich können, wie in 8 gezeigt, die Steuerkerben 69 anstatt in die Axialplatten beziehungsweise die Wände 71 des Gehäuses 9 auch in den Füllstücken 3, 5 integriert werden.
Vorteilhaft kann mittels der speziellen Formgebung der Füllstücke 3, 5 gewährleistet werden, dass auf der Druckseite, also in Richtung der zweiten Kammer 23, auch im Ruhezustand der Spalt 65 zwischen den Füllstücken 3, 5 verbleibt, der es ermöglicht, dass beim Pumpenanlauf sich der Druck beziehungsweise der Förderdruck der zweiten Kammer 23 zwischen den Füllstücken 3, 5 sofort aufbauen kann, um die Kompensation, also ein Herstellen der dichtenden Anlagekontakte 37, 39 und 41, zu ermöglichen. Anhand der 9 und 10 ist ein entsprechendes Zusammenspiel des Widerlagers 7 und unterschiedlichen Betriebsspielen zwischen den Füllstücken 3, 5 auf der Saug- und der Druckseite sowie einer Innenform der Füllstücke 3, 5, das die Funktion in allen Betriebszuständen der Pumpe gewährleisten kann, gezeigt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik kann bei den Füllstücken 3, 5 auf eine Stabfeder verzichtet werden, da hierdurch eine beidseitige Sicherung mittels der Führungsnuten beziehungsweise Nuten 49 nicht die Gefahr besteht, dass die Füllstücke 3, 5 in Ruhelage in Umfangsrichtung ihre Lage zu sehr ändern. Die Anlauffasen 35 an den Füllstücken 3, 5 im Einlaufbereich der Verzahnung 15, 17 ermöglichen vorteilhaft ein sanftes Anlaufen, wobei vorteilhaft eine Verkantung verhinderbar ist.
Vorteilhaft können in einem Druckbereich zwischen 10 und 30 bar neben üblichen Werkstoffen wie Messinglegierungen oder speziellen Sinterwerkstoffen auch Kunststoffe eingesetzt werden.

Vorteilhaft kann mittels der Füllstücke 3, 5 auf eine sonst übliche Dichtungssichel verzichtet werden. Die Füllstücke 3, 5 sind radial kompensiert und ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad der Innenzahnradpumpe 1. Die Füllstücke 3, 5 bilden eine innere und eine äußere Sichel, die gegeneinander mittels des Vorsprungs 57 und der Ausnehmung 59 abgedichtet sind und sich bei unterschiedlichen Druckverhältnissen einer Innengeometrie der Innenzahnradpumpe 1 anpassen. Bezugszeichenliste

1	Innenzahnradpumpe
3	Äußeres Füllstück
5	Inneres Füllstück
7	Widerlager
9	Gehäuse
11	Hohlrad
13	Ritzel
15	Innenverzahnung
17	Außenverzahnung
19	Innenraum
21	Erste Kammer
23	Zweite Kammer
25	Ansaugöffnung
27	Förderauslass
29	Pfeil
31	Antriebswelle
33	Zahnkammern
35	Anlauffase
37	Äußerer dichtender Anlagekontakt
39	Mittlerer dichtender Anlagekontakt
41	Innerer dichtender Anlagekontakt
43	Zähne
45	Begrenzungsfasen
47	Lagerstück
49	Nut
51	Doppelpfeil
53	Doppelpfeil
55	Kreis
57	Vorsprung
59	Ausnehmung
61	Doppelpfeil
63	Pfeil
65	Spalt
67	Pfeil
69	Steuerkerben
71	Wände
73	Pfeil
75	Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10058883 A1 [0002]

Claims

Innenzahnradpumpe (1) zum Fördern eines Mediums, mit: – einer ersten Kammer (21), in die das Medium mit einem Saugdruck ansaugbar ist, – einer zweiten Kammer (23), in die das Medium von der ersten Kammer (21) unter Erhöhung des Saugdrucks auf einen Förderdruck förderbar ist, – einem drehbar gelagerten Hohlrad (11) zum Fördern des Mediums, – einem drehbar gelagerten und mit dem Hohlrad (11) kämmenden Ritzel (13) zum Fördern des Mediums, – einem mit einer Innenverzahnung (15) des Hohlrades (11) in einen äußeren dichtenden Anlagekontakt (37) bringbaren und zwischen der ersten und zweiten Kammer (21, 23) angeordneten äußeren Füllstück (5), – einem mit einer Außenverzahnung (17) des Ritzels (13) in einen inneren dichtenden Anlagekontakt (41) bringbaren und zwischen der ersten und zweiten Kammer (21, 23) angeordneten inneren Füllstück (5), dadurch gekennzeichnet, dass das innere und äußere Füllstück (3, 5) miteinander in einen mittleren dichtenden Anlagekontakt (39) zum Abgrenzen der ersten Kammer (21) gegen die zweite Kammer (23) bringbar sind.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere dichtende Anlagekontakt (39) linienförmig ausbildbar ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Füllstücke (3, 5), insbesondere das innere Füllstück (5), einen länglichen Vorsprung (57) aufweist, der bei hergestelltem mittleren dichtenden Anlagekontakt (37) in eine längliche Ausnehmung des anderen Füllstücks (3, 5), insbesondere des äußeren Füllstücks (3), eingreift.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstücke (3, 5) jeweils mittels eines Widerlagers (7) oder eines gemeinsamen Widerlagers (7) zwischen den Kammern (21, 23) fixiert sind.
Innenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die/das Widerlager (7) pro Füllstück (3, 5) zumindest einen Freiheitsgrad aufweist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des an den Füllstücken (3, 5) angreifenden Förderdrucks und des zumindest einen Freiheitsgrades des Widerlagers (7) die Füllstücke (3, 5) in eine Gleichgewichtslage bringbar sind, bei der der innere, mittlere und/oder äußere dichtende Anlagekontakt (37, 39, 41) hergestellt sind/ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine radial außerhalb des äußeren Füllstücks (3) angeordnete und mittels des äußeren Füllstücks (3) und der Innenverzahnung (15) des Hohlrades (11) und/oder radial innerhalb des inneren Füllstücks (5) angeordnete und mittels des inneren Füllstücks (5) und der Außenverzahnung (17) des Ritzels (13) begrenzbare Zahnkammer (33) mittels zumindest einer Steuerkerbe (69) der zweiten Kammer (23) zuordenbar ist.
Innenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Füllstücke (3, 5), das Hohlrad (11) und das Ritzel (13) aufnehmendes Gehäuse (9) der Innenzahnradpumpe (1), die zumindest eine Steuerkerbe (67) aufweist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Füllstücke (3, 5), die zumindest eine Steuerkerbe (69) aufweist.
Elektrohydraulische Pedalkraftunterstützungsvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einer Innenzahnradpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.