-
Die
Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine,
insbesondere eine Verdrängerpumpe,
zum Beispiel eine Innenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, mit einem
Verdrängerkörper, der
verdrängermäßig mit
einem angetriebenen Verdrängerkörper zusammenwirkt.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Verdrängermaschine
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar
ist.
-
Die
Aufgabe ist bei einer Verdrängermaschine,
insbesondere einer Verdrängerpumpe,
zum Beispiel einer Innenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, mit einem
Verdrängerkörper, der
verdrängermäßig mit
einem angetriebenen Verdrängerkörper zusammenwirkt,
dadurch gelöst,
dass der angetriebene Verdrängerkörper mehrteilig
mit einem Verdrängerkörperteil
und einem Antriebskörperteil
ausgeführt ist,
das aus einem anderen Material als das Verdrängerkörperteil gebildet ist. Das
Verdrängerkörperteil
ist vorzugsweise aus einem kostengünstig herstellbaren Material
hergestellt, das eine vergleichsweise geringe mechanische Belastbarkeit
aufweist. Im Gegensatz dazu ist das Antriebskörperteil vorzugsweise aus einem
mechanisch deutlich höher
belastbaren Material hergestellt. Das Antriebskörperteil wirkt im zusammengebauten
Zustand der Verdrängermaschine
antriebsmäßig mit
einer Antriebseinrichtung zusammen, die zum Beispiel ein angetriebenes
Zahnrad umfasst, das sich antriebsmäßig mit dem angetriebenen Verdrängerkörper in
Eingriff befindet.
-
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil als Zahnring mit einer Außenverzahnung
ausgeführt
ist. Über
die Außenverzahnung
wird ein Antriebsdrehmoment von der Antriebseinrichtung in das Antriebskörperteil
eingeleitet.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil formschlüssig mit
dem Verdrängerkörperteil
verbunden ist. Über
die formschlüssige
Verbindung wird das Antriebsdrehmoment von dem Antriebskörperteil
auf das Verdrängerkörperteil übertragen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil Vertiefungen zur Aufnahme
von Mitnehmernasen aufweist, die an dem Antriebskörperteil
vorgesehen sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise radial außen an dem
Verdrängerkörperteil
vorgesehen. Die Mitnehmernasen sind vorzugsweise radial innen an
dem Antriebskörperteil
vorgesehen. Die Mitnehmernasen greifen so in die Vertiefungen ein,
dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebskörperteil
und dem Verdrängerkörperteil
geschaffen wird.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil als Verdrängerring
mit einer Innenverzahnung ausgeführt
ist. Die Innenverzahnung des Verdrängerrings wirkt verdrängermäßig mit
einer Außenverzahnung
des vorzugsweise als Ritzel ausgeführten weiteren Verdrängerkörpers zusammen.
Die verdrängermäßig genutzte Innenverzahnung
braucht keine so hohe mechanische Belastung auszuhalten wie die
antriebsmäßig genutzte
Außenverzahnung
des Antriebskörperteils.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerring einen Absatz zum Aufnehmen
und/oder Zentrieren des Antriebskörperteils aufweist. Der Absatz
ist vorzugsweise an einer Stirnseite des Verdrängerkörperteils vorgesehen. Der Absatz
kann so bemessen sein, dass das Antriebskörperteil axial und/oder radial über das
Verdrängerkörperteil
hinausragt.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil aus einem Kunststoffmaterial
gebildet ist. Das Verdrängerkörperteil
ist vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet,
das mit Verstärkungsmaterial
versehen sein kann. Als besonders vorteilhaft haben sich vorzugsweise
gefüllte
Bulk Moulding Compounds, BMC, erwiesen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil aus Metall gebildet
ist. Das Antriebskörperteil
ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff gebildet und vorzugsweise
als Sinterteil ausgeführt.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil als fertigfallendes
oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil oder Kunststoffspritzpressteil
ausgeführt
ist. Fertigfallend oder werk zeugfallend bedeutet, dass das Verdrängerkörperteil
nach dem Spritzgießen
oder Spritzpressen fertig aus dem Werkzeug fällt beziehungsweise aus diesem
entnommen werden kann, ohne dass eine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Verdrängermaschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse der Verdrängermaschine als
fertigfallendes oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil
ausgeführt
ist. Das Gehäuse,
das auch als Pumpengehäuse
bezeichnet wird, ist vorzugsweise ebenfalls aus BMC gebildet. Beim
Gehäuse
ist darauf zu achten, dass der Gehäusewerkstoff die notwendigen
tripologischen Eigenschaften aufweist. Dabei hat sich als vorteilhaft
erwiesen, BMC-Werkstoffe mit Glaskugeln, statt wie üblich mit Glasfasern,
als Füllstoffe
zu verwenden.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
-
1 eine
Verdrängereinheit
gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
in der Draufsicht;
-
2 die
Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-II aus 1;
-
3 eine
Verdrängereinheit
gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
in der Draufsicht;
-
4 die
Ansicht eines Schnitts entlang der Linie IV-IV in 3;
-
5 eine
Verdrängerpumpe
mit der in 1 dargestellten Verdrängereinheit
in der Draufsicht und
-
6 die
Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VI-VI in 5.
-
In
den 5 und 6 ist eine erfindungsgemäße Verdrängerpumpe 1 in
verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Verdrängerpumpe 1 umfasst ein
Pumpengehäuse 2,
das einen Ge häusetopf 3 mit einem
Aufnahmeraum 4 umfasst. Der Gehäusetopf 3 ist an einer
Seite offen und kann zum Beispiel an eine Getriebegehäusewand
angebaut werden.
-
In
dem Aufnahmeraum 4 ist ein mit einer Innenverzahnung 6 versehener
erster Verdrängerkörper 8 in
Form eines Hohlrads drehbar angeordnet. In dem ersten Verdrängerkörper 1 ist
ein zweiter Verdrängerkörper 2 in
Form eines Ritzels mit einer Außenverzahnung 10 angeordnet.
Die Außenverzahnung 10 des
zweiten Verdrängerkörpers oder
Ritzels 9 wirkt so mit der Innenverzahnung 6 des
ersten Verdrängerkörpers oder
Hohlrads 8 zusammen, dass bei einer Drehbewegung der Verdrängerkörper 8, 9 in dem
Pumpengehäuse 2 Pumpenräume auf
einer Saugseite vergrößert werden,
so dass die Verdrängerpumpe 1 Arbeitsmedium
in einen Saugraum ansaugt. Gleichzeitig verkleinern sich Pumpenräume auf
einer Druckseite der Verdrängerpumpe 1,
so dass das angesaugte Arbeitsmedium mit Druck beaufschlagt und
in einen Druckraum gefördert
wird.
-
Bei
der Verdrängerpumpe 1 handelt
es sich vorzugsweise um eine Gerotorpumpe, die zur Kühlölversorgung
von nasslaufenden Doppelkupplungen eingesetzt wird. Gemäß einem
wesentlichen Aspekt der Erfindung sollen Teile der Verdrängerpumpe 1 aus
einem vorzugsweise duroplastischen Kunststoffmaterial hergestellt
werden, um die Herstellkosten zu reduzieren. Bei im Rahmen der vorliegenden
Erfindung durchgeführten
Belastungs- und Verschleißuntersuchungen
mit Duroplastwerkstoffen hat sich herausgestellt, dass die werkstoffspezifischen
Eigenschaften dieser Materialien unter Umständen nicht ausreichend sind,
den an einer Antriebsverzahnung auftretenden Gleit- und Verschleißbeanspruchungen Stand
zu halten. Teilweise wurde eine vorgegebene Verschleißgrenze
weit unter den als dauerfest geltenden Lastwechselzahlen erreicht.
-
Gemäß einem
wesentlichen Aspekt der Erfindung ist der erste Verdrängerkörper 8,
also das Hohlrad der Verdrängerpumpe 1,
zweiteilig mit einem Verdrängerkörperteil 11 und
einem Antriebskörperteil 12 ausgeführt. Dabei
ist das Verdrängerkörperteil 11 vorzugsweise
aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet.
-
Das
Antriebskörperteil 12 ist
mit einer Außenverzahnung 14 versehen, über die
der erste Verdrängerkörper 8 angetrieben
wird. Das Antriebskörperteil 12 ist
vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff gesintert.
-
Die
Drehmomentübertragung
zwischen dem Antriebskörperteil 12 und
dem Verdrängerkörperteil 11 erfolgt über eine
formschlüssige
Verbindung. Die formschlüssige
Verbindung wird durch Vertiefungen 21 geschaffen, die radial
außen
an dem Verdrängerkörperteil 11 vorgesehen
sind. In die Vertiefungen 21 greift jeweils eine Mitnehmernase 22 ein,
die radial innen an dem Antriebskörperteil 12 vorspringt.
An dem Antriebskörperteil 12 sind
vorzugsweise drei Mitnehmernasen 22 vorgesehen, die in
jeweils eine zugehörige
Vertiefung 21 des Verdrängerkörperteils eingreifen.
-
In 6 sieht
man, dass das Verdrängerkörperteil 11 radial
außen
einen Absatz 25 aufweist, der dazu dient, das Antriebskörperteil 12 mit
der Außenverzahnung 14 teilweise
aufzunehmen. Allerdings steht das Antriebskörperteil 12 sowohl
in radialer als auch in axialer Richtung etwas über das Verdrängerkörperteil 11 hinaus.
Darüber
hinaus ragt das Antriebskörperteil 12,
wie man in 6 sieht, in axialer Richtung
aus dem Pumpengehäuse 2 heraus.
Dadurch wird es vereinfacht, ein (nicht dargestelltes) Antriebszahnrad
antriebsmäßig mit
der Außenverzahnung 14 des
Antriebskörperteils 12 in
Eingriff zu bringen. Der Absatz 25 dient darüber hinaus
dazu, das Antriebskörperteil 12 auf
dem Verdrängerkörperteil 11 zu
zentrieren.
-
In
den 1 und 2 ist die Verdrängereinheit
mit den beiden Verdrängerkörpern 8 und 9 der
in den 5 und 6 dargestellten Verdrängerpumpe 1 allein
in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Außenverzahnung 14,
die auch als Antriebsverzahnung bezeichnet wird, kann als Schräg- oder
Geradverzahnung ausgeführt
sein.
-
In
den 3 und 4 ist eine ähnliche Verdrängereinheit
wie in den 1 und 2 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Verdrängereinheit
umfasst einen mit einer Innenverzahnung 46 versehenen ersten
Verdrängerkörper 48 in
Form eines Hohlrads. In dem ersten Verdrängerkörper 48 ist ein zweiter
Verdrängerkörper 49 in
Form eines Ritzels mit einer Außenverzahnung 50 angeordnet.
-
Der
erste Verdrängerkörper beziehungsweise
das Hohlrad 48 ist zweiteilig mit einem Verdrängerkörperteil 51 und
einem Antriebskörperteil 52 ausgeführt. Die
beiden Körperteile 51, 52 sind
wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
aus unterschiedlichen Materialien gebildet. Das Antriebskörperteil 52 ist
mit einer Außenverzahnung 54 versehen,
die auch als Antriebsverzahnung bezeichnet wird. An dem Verdrängerkörperteil 51 sind
drei Vertiefungen 61 vorgesehen, in die jeweils eine Mitnehmernase 62 eingreift,
die an dem Antriebskör perteil 52 ausgebildet
ist. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden
Körperteilen 51, 52 geschaffen.
-
An
dem Verdrängerkörperteil 51 ist
radial außen
ein Absatz 65 vorgesehen, der zur Aufnahme und Zentrierung
des Antriebskörperteils 52 dient.
Die Abmessungen des Absatzes 65 in radialer und in axialer
Richtung sind an die zugehörigen
Abmessungen des Antriebskörperteils 52 angepasst.
Dadurch wird erreicht, dass das Antriebskörperteil 52 sowohl
in radialer Richtung als auch in axialer Richtung mit den zugehörigen Flächen des
Verdrängerkörperteils 51 abschließt. Die
Vertiefungen 21; 61 und die zugehörigen Mitnehmernasen 22; 62 können eine
runde und/oder eckige Gestalt aufweisen.
-
- 1
- Verdrängerpumpe
- 2
- Pumpengehäuse
- 3
- Gehäusetopf
- 4
- Aufnahmeraum
- 6
- Innenverzahnung
- 8
- erster
Verdrängerkörper
- 9
- zweiter
Verdrängerkörper
- 10
- Außenverzahnung
- 11
- Verdrängerkörperteil
- 12
- Antriebskörperteil
- 14
- Außenverzahnung
- 21
- Vertiefung
- 22
- Mitnehmernase
- 25
- Absatz
- 46
- Innenverzahnung
- 48
- erster
Verdrängerkörper
- 49
- zweiter
Verdrängerkörper
- 50
- Außenverzahnung
- 51
- Verdrängerkörperteil
- 52
- Antriebskörperteil
- 54
- Außenverzahnung
- 61
- Vertiefung
- 62
- Mitnehmernase
- 65
- Absatz