DE102010063313A1

DE102010063313A1 - Axialscheibe für eine Zahnradpumpe und Zahnradpumpe mit einer solchen Axialscheibe

Info

Publication number: DE102010063313A1
Application number: DE102010063313A
Authority: DE
Inventors: Klaus Heyer; Harald Speer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2012079982A2; KR20130141595A; JP2014506969A; CN103620222A; WO2012079982A3; US20140030129A1; EP2686556A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialscheibe (13) einer Zahnradpumpe (1), insbesondere einer Innenzahnradpumpe. Die Erfindung schlägt vor, eine Dichtung (23), welche ein Druckfeld (22) der Axialscheibe (13) umschließt, als fließfähige und abbindende Masse auf die Axialscheibe (13) aufzutragen, die sich beim Abbinden stoffschlüssig mit der Axialscheibe (13) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialscheibe für eine Zahnradpumpe und eine Zahnradpumpe mit mindestens einer solchen Axialscheibe gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 oder 4.
Stand der Technik
Axialscheiben sind zur axialen Abdichtung und zur Spaltkompensation auf den beiden Seiten der Zahnräder von Zahnradpumpen bekannt. Beispielhaft wird auf das Patent DE 196 13 833 B4 verwiesen, das eine Innenzahnradpumpe mit je einer Axialscheibe auf jeder Seite ihrer Zahnräder aufweist. Die Axialscheibe ist axial beweglich und drehfest gehalten. Auf ihrer Außenseite, das ist eine den Zahnrädern der Zahnradpumpe abgewandte Seite, ist die Axialscheibe druckbeaufschlagt und wird mit ihrer den Zahnrädern zugewandten Innenseite gegen die Zahnräder gedrückt, um einen Druckbereich eines Pumpenraums axial abzudichten. Der Pumpenraum ist ein Umfangsabschnitt zwischen den beiden Zahnrädern, in dem die Zahnräder nicht miteinander kämmen und in dem die Zahnräder bei Betrieb der Zahnradpumpe, d. h. bei drehendem Antrieb ihrer Zahnräder, Flüssigkeit in Umfangsrichtung von einer Saugseite zu einer Druckseite der Zahnradpumpe fördert. Der Druckbereich ist ein Bereich des Pumpenraums, in dem bei Betrieb der Zahnradpumpe aufgrund ihrer Förderwirkung ein höherer Druck als auf der Saugseite herrscht bzw. in dem der Druck auf den Druck auf der Druckseite steigt.
Zur Druckbeaufschlagung weist die bekannte Innenzahnradpumpe ein Druckfeld für jede ihrer beiden Axialscheiben auf. Das Druckfeld ist eine sichelförmige, flache Vertiefung, die sich über den Druckbereich des Pumpenraums erstreckt und mit dem Druckbereich der Zahnradpumpe kommuniziert. Das Druckfeld muss nicht exakt Form und Größe des Druckbereichs des Pumpenraums aufweisen, üblicherweise weist das Druckfeld eine größere Fläche als der Druckbereich des Pumpenraums auf, so dass sich durch die Druckbeaufschlagung von außen eine Kraft ergibt, die die Axialscheibe nach innen gegen die Seiten der Zahnräder der Zahnradpumpe drückt. Das Druckfeld wird von einer Dichtung abgedichtet, die das Druckfeld umschließt. Die Dichtung liegt in einer Nut ein, die entlang eines Randes des Druckfelds verläuft.
Bei einer Druckbeaufschlagung von außen, womit gemeint ist, dass ein Druck außerhalb des Druckfelds, der auf die Dichtung des Druckfelds wirkt, größer als im Druckfeld ist, besteht die Gefahr, dass die Dichtung in das Druckfeld gedrückt wird, weil die Nut, in der die Dichtung einliegt, auf der Seite des Druckfelds um eine Tiefe des Druckfelds niedriger als auf der Außenseite ist, was zur Folge hat, dass die Dichtung auf der Seite des Druckfelds schlechter abgestützt ist als nach außen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Axialscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist auf ihrer Außenseite eine Dichtung auf, die ein Druckfeld umschließt. Erfindungsgemäß ist die Dichtung als fließfähige und abbindende Masse auf die Axialscheibe aufgetragen. Beispielsweise ist die Masse zum Auftragen pastös und wird mit einer Düse auf die Axialscheibe aufgetragen, die der Masse die Querschnittsform der Dichtung gibt. Mit einer Düsenmündung wird das Druckfeld auf der Axialscheibe umrundet, so dass die beispielsweise schnur- oder raupenförmig aufgetragene Masse, die nach dem Abbinden die Dichtung bildet, das Druckfeld umschliesst. Beim Austritt aus der Düse ist die Masse so zähflüssig, dass sie ihre Form beibehält, d. h. sowohl ihren das Druckfeld umschliessenden Verlauf als auch ihre Querschnittsform. Nach einem Abbinden bildet die auf die Axialscheibe aufgetragene Masse die Dichtung, die das Druckfeld der Axialscheibe umschliesst. Durch das Abbinden ist die die Dichtung bildende Masse und damit die Dichtung stoffschlüssig, also wie aufgeklebt, mit der Axialscheibe verbunden. Die Masse bindet vorzugsweise gummielastisch ab, so dass sie eine elastische Dichtung bildet.
Mit Abbinden ist eine Verfestigung der fließfähigen, beispielsweise pastösen Masse zu der Dichtung gemeint unabhängig vom Verfestigungsmechanismus. Die Dichtung ist wie gesagt nach dem Abbinden vorzugsweise (gummi-)elastisch.
Die Erfindung hat den Vorteil eines guten Halts der Dichtung insbesondere auch bei einer Druckbeaufschlagung von außen. Ein weiterer Vorteil ist die Eignung der erfindungsgemäßen Dichtung zu einer automatischen Herstellung und Anbringung an der Axialscheibe, indem die Dichtung wie beschrieben als pastöse Dichtmasse durch eine Düse auf die Axialscheibe aufgetragen wird, wobei die Düse von einem Roboter oder einer sonstigen Maschine entlang des Randes des Druckfelds über die Axialscheibe oder umgekehrt die Axialscheibe über die Düsenmündung geführt wird. Eine Montage der Dichtung, also das Einlegen eines Dichtrings in eine Nut am Rand des Druckfelds entfällt. Ebenso entfällt die Gefahr, dass die Dichtung bei Zusammenbau der Zahnradpumpe nicht wie vorgesehen in der Nut einliegt. Auch ist denkbar, die Dichtung mit einer Spritzgießform auf die Axialscheibe aufzutragen. Die Spritzgießform weist die Form der Dichtung als Kavität auf und wird zum Spritzgießen der Dichtung, d. h. zum Auftragen der die Dichtung bildenden, abbindenden Masse auf die Axilascheibe mit der Axialscheibe verspannt, so dass die Axialscheibe die Kavität der Spritzgießform schließt (abdeckt) und die abbindende Masse in die Kavität gepritzt werden kann.
Es ist möglich, das Druckfeld in der Außenseite der Axialscheibe und/oder einer Innenwandung eines Pumpengehäuses der Zahnradpumpe vorzusehen, zwischen der und den Zahnrädern der Zahnradpumpe die Axialscheibe angeordnet ist. Anspruch 2 sieht das Druckfeld an der Außenseite der Axialscheibe vor.
Für einen guten Halt der Dichtung sieht Anspruch 3 vor, dass die Dichtung in eine Kehle oder eine Nut aufgetragen ist, die das Druckfeld umschließt. Die Kehle oder Nut stützt die Dichtung gegen eine Druckbeaufschlagung parallel zur Außenseite der Axialscheibe ab, wobei eine Kehle die Dichtung nur in einer Richtung abstützt.
Anspruch 4 hat eine Zahnradpumpe mit einer Axialscheibe, wie sie vorstehend erläutert worden ist, zum Gegenstand. Vorzugsweise weist die Zahnradpumpe auf beiden Seiten ihrer Zahnräder Axialscheiben auf. Das Druckfeld kann auf der Außenseite der Axialscheibe und/oder an einer Innenwandung des Pumpengehäuses, zwischen der und den Zahnrädern der Zahnradpumpe die Axialscheibe angeordnet ist, vorgesehen sein. Ebenso kann die fließfähige und abbindende Masse, die nach dem Abbinden die Dichtung bildet, auf die Außenseite der Axialscheibe und/oder die Innenwandung des Pumpengehäuses aufgetragen sein, wobei auch die Möglichkeit besteht, die Dichtung auf die Axialscheibe aufzutragen und das Druckfeld an der Innenwandung der Zahnradpumpe vorzusehen oder umgekehrt.
Anspruch 5 sieht vor, dass die Zahnradpumpe eine Innenzahnradpumpe ist.
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe ist insbesondere als Hydropumpe zum Fördern von Bremsflüssigkeit in einer hydraulischen, schlupfgeregelten- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Solche Pumpen werden, wenn auch nicht unbedingt zutreffend, oft als Rückförderpumpen bezeichnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe ohne Pumpengehäuse;
2 einen Achsschnitt entlang Linie II-II in 1; und
3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Axialscheibe der Zahnradpumpe aus 1 und 2.
Ausführungsform der Erfindung
Die in 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1 ist eine Innenzahnradpumpe und ist zur Verwendung als Hydropumpe zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks in einer nicht dargestellten hydraulischen, schlupfgeregelten- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. Solche Hydropumpen für Fahrzeugbremsanlagen werden, wenn auch nicht unbedingt zutreffend, auch als Rückförderpumpen bezeichnet. Die Zahnradpumpe 1 weist zwei miteinander kämmende Zahnräder 2, 3, nämlich ein hier als Ritzel 2 bezeichnetes, außenverzahntes Zahnrad und ein innenverzahntes Hohlrad 3 auf. Das Ritzel 2 ist drehfest auf einer Pumpenwelle 4, es ist durch Drehantrieb der Pumpenwelle 4 drehend antreibbar und treibt seinerseits das Hohlrad 3 drehend an, das in einem Lagerring 5 drehbar gleitgelagert ist.
Die Zahnräder 2, 3 begrenzen einen sichelförmigen Pumpenraum 6 zwischen sich, in welchem ein sichelförmiges Trennstück 7 angeordnet ist, das den Pumpenraum 6 in einen Saugbereich 8 und einen Druckbereich 9 unterteilt. Ein Stift 10, der den Pumpenraum 6 quer durchsetzt, hält das Trennstück 7, das Trennstück 7 ist auf dem Stift 10 schwenkbar. Zahnköpfe von Zähnen der Zahnräder 2, 3 liegen an einer Außen- bzw. Innenseite des Trennstücks 7 an und gleiten entlang der Außen- bzw. Innenseite des Trennstücks 7, wenn die Zahnräder 2, 3 drehend angetrieben werden. Bei einem Betrieb der Zahnradpumpe 1, also einem Drehantrieb der Zahnräder 2, 3, fördern die Zahnräder 2, 3 Bremsflüssigkeit oder allgemein Flüssigkeit, die in Zahnzwischenräumen ihrer Zähne eingeschlossen ist, vom Saugbereich 8 zum Druckbereich 9, also von einem Einlass zu einem Auslass der Zahnradpumpe 1. In den Saugbereich 8 mündet eine Einlassbohrung 11, ein Pumpenauslass erfolgt durch einen Schlitz 12 einer noch zu erläuternden Axialscheibe 13.
Zur axialen Abdichtung des Pumpenraums 6 weist die als Innenzahnradpumpe ausgebildete Zahnradpumpe 1 je eine Axialscheibe 13 auf beiden Seiten der Zahnräder 2, 3 auf. Soweit die Ränder 17, 18 der Axialscheiben 13 von den Zahnrädern 2, 3 verdeckt sind, sind die Ränder 17, 18 in 1 mit Strichlinien gezeichnet. 3 zeigt eine Außenseite einer der beiden Axialscheiben 13. Die Axialscheiben 13 befinden sich in einem Zwischenraum zwischen den Zahnrädern 2, 3 und Innenwandungen 14, 15 eines Pumpengehäuses 16. Die Axialscheiben 13 überdecken zumindest den Druckbereich 9 des Pumpenraums 6, im Ausführungsbeispiel weisen die Axialscheiben 13 die Form von Kreissegmenten auf, die mehr als eine Halbkreisfläche einnehmen und an einem Übergang von einem kreisförmigen Rand 17 zu einem in Sehnenrichtung verlaufenden, geraden Rand 18 eine schrägstufenförmige Ausnehmung 19 aufweisen. Die Axialscheiben 13 weisen ein Loch 20 für die Pumpenwelle 4 und ein Loch 21 für den Stift 10, der das sichelförmige Trennstück 7 hält, auf. Die Axialscheiben 13 sind in axialer Richtung beweglich und werden von der Pumpenwelle 4 und dem Stift 10 drehfest gehalten. Mit ihren den Zahnrädern 2, 3 zugewandten Innenseiten liegen die Axialscheiben 13 an Seiten der Zahnräder 2, 3 und des sichelförmigen Trennstücks 7 an und dichten den Pumpenraum 6 seitlich ab.
Auf ihren den Zahnrädern 2, 3 abgewandten Außenseiten weisen die Axialscheiben 13 jeweils ein Druckfeld 22 auf. Dabei handelt es sich um eine flache, sichelförmige Vertiefung in den Außenseiten der Axialscheiben 13, dich sich von einem mittleren Bereich des Trennstücks 7 bis über den Druckbereich des Pumpenraums 6 erstreckt. Außen reicht das Druckfeld 22 bis nahe an den kreisförmigen Rand 17 der Axialscheibe 13, innen bis nahe an das Loch 20 für die Pumpenwelle 4. Das Druckfeld 22 ist von einer Nut umschlossen, in der sich eine Dichtung 23 befindet. Die Dichtung 23 ist als fließfähige, pastöse Masse vor einem Zusammenbau der Zahradpumpe 1 formgebend in die das Druckfeld 22 umschließende Nut der Axialscheibe 13 aufgetragen. Der Auftrag erfolgt mit einer nicht gezeichneten Düse, deren Düsenmündung zum Auftrag der Masse entlang der Nut bewegt wird. Die Düse ist formgebend, sie gibt der Masse, soweit sie aus der Nut übersteht, ihr Querschnittsform. Beim Auftragen in die das Druckfeld 22 umschliessende Nut der Axialscheibe 13 ist die Masse so zähflüssig, dass sie die Form und Querschnitts, die ihr die Düse gibt, beibehält. Im Ausführungsbeispiel steht die Masse wulstförmig mit halbkreisförmigem Querschnitt aus der Nut über die Außenseite der Axialscheibe 13 vor. Die das Druckfeld 22 umschliessende Nut in der Außenseite der Axialscheibe 13 stützt die fließfähig Masse ab und vereinfacht die Dichtungsherstellung, indem sie die Gefahr eines Wegfließens der Masse verringert. Durch das Abbinden verbindet sich die Dichtung 23 stoffschlüssig mit der Axialscheibe 13. Nach dem Abbinden und dem Zusammenbau der Zahnradpumpe 1 liegt die Dichtung 23, die wie schon gesagt wulstförmig etwas über die Außenseite der Axialscheibe 13 übersteht, an der Innenwandung 14, 15 des Pumpengehäuses 16 an und dichtet das Druckfeld 22 an der Innenwandung 14, 15 ab. Die eine Innenwandung 14 ist von einem Grund einer gestuften Ansenkung des Pumpengehäuses 16 gebildet, in welches die Zahnradpumpe 1 eingebaut ist. Die andere Innenwandung 15 ist von einer Innenseite eines Gehäusedeckels 24 gebildet, der das Pumpengehäuse 16 verschließt.
Innerhalb des Druckfelds 22 weist die Axialscheibe 13 den bereits angesprochenen bogenförmigen Schlitz 12 auf, der die Axialscheibe 13 durchsetzt. Der Schlitz 12 befindet sich im Druckbereich 9 des Pumpenraums 6, so dass das Druckfeld 22 mit dem Druckbereich 9 der als Innenzahnradpumpe ausgebildeten Zahnradpumpe 1 kommuniziert. Die Druckfelder 22 der Axialscheiben 13 werden also mit dem Druck beaufschlagt, der im Druckbereich 9 der Zahnradpumpe 1 herrscht, also mit dem Druck des Pumpenauslass. Diese Druckbeaufschlagung beaufschlagt die Außenseiten der Axialscheiben 13 und drückt diese mit ihren Innenseiten in dichtende Anlage an die Zahnräder 2, 3 und das Trennstück 7 der Zahnradpumpe 1, wodurch die seitliche Abdichtung des Pumpenraums 6 im Druckbereich 9 erzielt wird. Der Druckbereich 9 kommuniziert durch den Schlitz 12 einer der beiden Axialscheiben 13 mit einer Auslassbohrung 25 im Pumpengehäuse 16.
Durch das formgebende Auftragen der Dichtung 23 als zunächst pastöse Masse, die in der das Druckfeld 22 umschließenden Nut der Axialscheibe 13 zu der elastischen Dichtung 23 abbindet, ist die Dichtung 23 stoffschlüssig mit der Axialscheibe 13 verbunden. Zusätzlichen Halt bekommt die Dichtung 23 dadurch, dass sie in die das Druckfeld 22 umschließende Nut aufgetragen ist.
Im Ausführungsbeispiel ist das Pumpengehäuse 16 Teil eines Hydraulikblocks einer im übrigen nicht dargestellten Schlupfregeleinrichtung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Außer der Zahnradpumpe 1, die eine Hydropumpe der Schlupfregeleinrichtung bildet, sind weitere hydraulische Bauelemente wie Magnetventile in den das Pumpengehäuse 16 bildenden Hydraulikblock eingesetzt und hydraulisch miteinander verschaltet. Solche Hydraulikblöcke sind dem Fachmann bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden. Zum Befüllen der Fahrzeugbremsanlage wird diese zunächst evakuiert, um Lufteinschlüsse zu vermeiden. Anschließend wird Bremsflüssigkeit eingefüllt. Dabei kann es dazu kommen, dass die Dichtung 23 des Druckfelds 22 von außen mit Druck beaufschlagt wird, d. h. dass der Druck außen höher als im Druckfeld 22 ist. Weil die Dichtung 23 formgebend aufgetragen und dadurch stoffschlüssig mit der Axialscheibe 13 verbunden ist, hält sie einer solchen Druckbeaufschlagung von außen stand. Zusätzlich bekommt die Dichtung 23 Halt durch die das Druckfeld 22 umschließende Nut, in der die sich die Dichtung 23 befindet.
Die Nut mit der Dichtung 23 und/oder das Druckfeld 22 können anstatt in der Außenseite der Axialscheiben 13 in den Innenwandungen 14, 15 des Pumpengehäuses 16 vorgesehen sein, wobei auch die Dichtung 23 in der Außenseite der Axialscheibe 13 und das Druckfeld 22 in der Innenwandung 14, 15 des Pumpengehäuses 16 oder umgekehrt vorgesehen sein können. Auch ist es möglich, das Druckfeld 22 und/oder die Dichtung 23 sowohl auf der Außenseite der Axialscheiben 13 als auch an den Innenwandungen 14, 15 des Pumpengehäuses 16 vorzusehen (nicht dargestellt).
Die Pumpenwelle 4 ist mit zwei Lagerbuchsen 26 auf beiden Seiten der Zahnräder 2, 3 im Pumpengehäuse 16 und im Gehäusedeckel 24 gleitgelagert und mit einer Dichtung 27 im Gehäusedeckel 24 abgedichtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19613833 B4 [0002]

Claims

Axialscheibe für eine Zahnradpumpe (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Axialscheibe (13) auf einer Außenseite eine Dichtung (23) aufweist, die ein Druckfeld (22) umschließt, und dass die Dichtung (23) als fließfähige und abbindende Masse auf die Axialscheibe (13) aufgetragen ist, die nach einem Abbinden die Dichtung (23) bildet und stoffschlüssig mit der Axialscheibe (13) verbunden ist.
Axialscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialscheibe (13) das Druckfeld (22) aufweist.
Axialscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (23) in eine Kehle oder eine Nut aufgetragen ist, die das Druckfeld (22) umschließt.
Zahnradpumpe, mit zwei kämmenden Zahnrädern (2, 3), mit einer axialbeweglichen, drehfesten Axialscheibe (13) zur seitlichen Abdichtung eines Druckbereichs (9) eines Pumpenraums (6) zwischen den Zahnrädern (2, 3), mit einem Druckfeld (22) auf einer den Zahnrädern (2, 3) abgewandten Außenseite der Zahnräder (2, 3), das mit dem Druckbereich (9) kommuniziert, so dass die Axialscheibe (13) durch Druckbeaufschlagung von außen gegen eine Seite der Zahnräder (2, 3) der Zahnradpumpe (1) gedrückt wird, und mit einer das Druckfeld (22) umschließenden Dichtung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (23) als fließfähige und abbindende Masse auf die Axialscheibe (13) oder eine der Axialscheibe (13) zugewandte Innenwandung (14, 15) eines Pumpengehäuses (16, 24) der Zahnradpumpe (1) aufgetragen ist, wobei die fließfähige Masse nach einem Abbinden die Dichtung (23) bildet und stoffschlüssig mit der Axialscheibe (13) oder der Innenwandung (14, 15) des Pumpengehäuses (16, 24) verbunden ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) eine Innenzahnradpumpe ist.