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Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Innenzahnradpumpen sind bekannt. Sie weisen ein Hohlrad, d. h. ein innenverzahntes Zahnrad, und ein exzentrisch im Hohlrad angeordnetes, außenverzahntes Zahnrad, welches nachfolgend als Ritzel bezeichnet werden wird, auf. Das Hohlrad und das Ritzel, die auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe bezeichnet werden können, kämmen auf einem Umfangsabschnitt miteinander. Auf einem anderen Umfangsabschnitt, in dem die beiden Zahnräder der Innenzahnradpumpe nicht miteinander kämmen, begrenzen sie einen sichelförmigen Pumpenraum zwischen sich, der auch als Verdrängungsraum, Freiraum oder Zwischenraum bezeichnet wird. Im Pumpenraum ist ein Trennstück angeordnet, das aufgrund seiner üblichen, an die Form des Pumpenraums angepassten Form auch als Sichel oder Sichelstück bezeichnet wird. Eine weitere Bezeichnung für das Trennstück ist Füllstück. Das Trennstück trennt einen Saugbereich von einem Druckbereich des Pumpenraums der Innenzahnradpumpe, wobei der Saugbereich mit einem Pumpeneinlass und der Druckbereich mit einem Pumpenauslass kommunizieren und auch als (Teil des) Einlass bzw. Auslass der Innenzahnradpumpe aufgefasst werden können.
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Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads und des Ritzels liegen außen bzw. innen am Trennstück an und gleiten bei Betrieb der Innenzahnradpumpe, also bei drehend angetriebenem Ritzel und Hohlrad, außen und innen am Trennstück entlang. Das Trennstück schließt Fluidvolumina in Zahnzwischenräumen des Hohlrads und des Ritzels ein, so dass die Zahnräder bei einem Drehantrieb, also bei Betrieb der Innenzahnradpumpe, Fluid vom Saugbereich zum Druckbereich des Pumpenraums der Innenzahnradpumpe fördern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein Trennstück auf, das zur Fixierung in Umfangsrichtung mindestens einen seitlich abstehenden Halter aufweist, der eine Hinterschneidung in einer Seitenwand des Pumpenraums hintergreift. Vorzugsweise weist das Trennstück auf beiden Seiten seitlich abstehende Halter auf, die Hinterschneidungen in Seitenwänden auf beiden Seiten des Pumpenraums hintergreifen. Vorteil der Erfindung ist eine einfache Fixierung des Trennstücks ohne zusätzliche Bauteile.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Anspruch 2 sieht eine einfache und preisgünstige Herstellungsmöglichkeit des Trennstücks als Blechstanz- und Biegeteil vor. Dabei wird der oder werden die seitlich abstehenden Halter des Trennstücks bei dessen Herstellung durch Stanzen ohne zusätzlichen Arbeitsschritt hergestellt. Die Herstellung des Trennstücks aus Blech ergibt den zusätzlichen Vorteil einer Biegeelastizität, durch die sich das Trennstück bei Druckbeaufschlagung an Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads und/oder des Ritzels anlegt. Hohllagen zwischen dem Trennstück und Zahnköpfen von Zähnen zwischen oder neben Zähnen der Zahnräder, an deren Zahnköpfen das Trennstück anliegt, werden vermieden oder zumindest verkleinert.
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Die Hinterschneidung, die der Halter des Trennstücks hintergreift, wird vorzugsweise von einem Rand einer Aussparung, also einem Loch, einer Ansenkung oder sonstigen Vertiefung in der Seitenwand des Pumpenraums gebildet (Anspruch 3).
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Die Seitenwand, die die Hinterschneidung aufweist, die der Halter des Trennstücks hintergreift, kann eine feststehende Seiten- oder Stirnwand eines Pumpengehäuses der Innenzahnradpumpe sein. In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 weist die Innenzahnradpumpe eine Axialscheibe auf, die die Hinterschneidung für den Hintergriff des Halters des Trennstücks aufweist. Die Axialscheibe ist ein normalerweise plattenförmiges Bauteil, das axial beweglich und drehfest gehalten ist und das durch Druckbeaufschlagung auf einer dem Ritzel und dem Hohlrad abgewandten Außenseite an Stirnflächen des Hohlrads und des Ritzels gedrückt wird, so dass es den Pumpenraum der Innenzahnradpumpe zwischen dem Hohlrad und dem Ritzel seitlich abdichtet. Die Druckbeaufschlagung der Außenseite der Axialscheibe erfolgt normalerweise mit Fluid von der Druckseite der Innenzahnradpumpe in einem Druckfeld, das sich ungefähr über den Bereich des Pumpenraums oder eines druckseitigen Bereichs des Pumpenraums erstreckt.
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Vorzugsweise ist das Trennstück zwei- oder mehrteilig und weist ein Innenteil und ein Außenteil auf, die an Zahnköpfen von Zähnen des Ritzels und des Hohlrads anliegen. Die mehrteilige Ausbildung des Trennstücks ermöglicht eine Radialbeweglichkeit des Innenteils und des Außenteils, die eine Abdichtung an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels und des Hohlrads und damit einen Wirkungsgrad der Innenzahnradpumpe verbessert. Ein weiterer Vorteil der Ausbildung des Trennstücks mit einem Innenteil und einem Außenteil ist, dass keine Anforderungen an eine Dickentoleranz bestehen, wobei die Dicke die Abmessung in radialer Richtung der Innenzahnradpumpe ist. Das ist Gegenstand der Ansprüche 6 und 9 mit Weiterbildungen in den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe ist insbesondere als Hydropumpe für eine hydraulische, schlupfgeregelte- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen, wobei sie im Falle einer Schlupfregelung auch als Rückförderpumpe bezeichnet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe;
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2 ein Trennstück der Zahnradpumpe aus 1 gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung; und
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3 eine Axialscheibe der Innenzahnradpumpe aus 1.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in 1 dargestellte Innenzahnradpumpe 1 weist ein Hohlrad 2 und ein Ritzel 3 auf, das im und exzentrisch zum Hohlrad 2 so angeordnet ist, dass das Ritzel 3 und das Hohlrad 2 auf einem Umfangsabschnitt miteinander kämmen. Das Ritzel und das Hohlrad 2 weisen zueinander parallele Achsen auf. Das Hohlrad 2 ist einem Lagerring 4 drehbar gleitgelagert, das Ritzel 3 ist drehfest auf einer Pumpenwelle 5 angeordnet, mit der das Ritzel 3 drehend antreibbar ist. Durch einen Drehantrieb des Ritzels 3 wird das Hohlrad 2 drehend mit angetrieben. Das Hohlrad 2 ist ein innen verzahntes Zahnrad und das Ritzel 3 ein außen verzahntes Zahnrad, die zur eindeutigen Bezeichnung als Ritzel 3 und als Hohlrad 2 bezeichnet werden. Das Ritzel 3 und das Hohlrad 2 können auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe 1 aufgefasst und bezeichnet werden Die Innenzahnradpumpe 1 ist ohne Pumpengehäuse gezeichnet.
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Außerhalb des Umfangsabschnitts, in dem das Hohlrad 2 und das Ritzel 3 miteinander kämmen, schließen das Ritzel 3 und das Hohlrad 2 einen sichelförmigen Pumpenraum 6 zwischen sich ein. Im Pumpenraum 6 ist ein Trennstück 7 angeordnet, das den Pumpenraum 6 in eine Saugseite 8 und eine Druckseite 9 teilt. In die Saugseite mündet achsparallel eine Einlassbohrung 10, in die Druckseite 9 mündet achsparallel eine Auslassbohrung 11.
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Das Trennstück 7, das wegen seiner Form auch als Sichel bezeichnet werden kann, weist ein Innenteil 12 und ein Außenteil 13 auf, die beide als Blechstanzund Biegeteile durch Stanzen und Biegen aus Blech hergestellt sind. Das Innenteil 12 ist kreisbogenförmig so gekrümmt und angeordnet, dass es an Zahnköpfen von Zähnen 15 des Ritzels 3 anliegt. Das Außenteil 13 ist ebenfalls kreisbogenförmig und so gewölbt, dass es an Zahnköpfen von Zähnen 17 des Hohlrads 2 anliegt. Das Innenteil 12 und das Außenteil 13 des Trennstücks 7 schließen Fluid, im Ausführungsbeispiel Bremsflüssigkeit, in Zahnzwischenräumen zwischen den Zähnen 15, 17 des Ritzels 3 und des Hohlrads 2 ein, so dass die Innenzahnradpumpe 1 durch Drehantrieb des Ritzels 3 und des Hohlrads 2 in an sich bekannter Weise Fluid im Pumpenraum 6 von der Saugseite 8 zur Druckseite 9 fördert.
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An einem saugseitigen Ende ist das Außenteil 13 des Trennstücks 7 zu einem nach innen stehenden Halbzylinder 14 gebogen (2), der seitlich übersteht. Die seitlich überstehenden Bereiche des Halbzylinders 14 bilden seitlich vom Außenteil 13 des Trennstücks 7 abstehende Halter 16.
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Das Innenteil 12 des Trennstücks 7 ist an einem saugseitigen Ende zunächst um mehr als 90° nach außen und anschließend zu einem zylindrischen, offenen Auge 18 gebogen, das im Halbzylinder 16 des Außenteils 13 einliegt. In dem Bereich, der im Halbzylinder 16 einliegt, ist das Auge 18 so breit wie der Halbzylinder 16, d.h. breiter als das Innenteil 12. Seitlich überstehende Bereich des Auges 18 bilden Halter 19 des Innenteils 12 des Trennstücks 7. Das Innenteil 12 und das Außenteil 13 sind gegeneinander schwenkbar, können sich also unabhängig voneinander nach innen und nach außen bewegen und an die Zahnköpfe der Zähne 15, 17 des Ritzels 3 und des Hohlrads 2 anlegen.
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Auf beiden Seiten der Innenzahnradpumpe 1 sind Axialscheiben 20 angeordnet, von denen eine in 3 dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Axialscheiben 20 Kreisscheiben mit einem Loch 21 für den Durchgang der Pumpenwelle 5 und Löchern 22, 23, die deckungsgleich mit der Einlassbohrung 10 und der Auslassbohrung 11 sind. Das Loch 21 für den Durchgang der Pumpenwelle 5 weist eine der Pumpenwelle entsprechende Exzentrizität in der Axialscheibe 20 auf. Die Form, insbesondere die Kreisform ist nicht zwingend für die Axialscheiben 20. Die Axialscheiben 20 sind axialbeweglich und drehfest und liegen an Stirnflächen der Zahnräder 2, 3 der Innenzahnradpumpe 1 an. Die Axialscheiben 20 begrenzen den Pumpenraum 6 seitlich. Auf den Zahnrädern 2, 3 abgewandten Außenseiten werden die Axialscheiben 20 mit dem im Pumpenauslass herrschenden Druck beaufschlagt und dadurch gegen die Stirnflächen der Zahnräder 2, 3 gedrückt. Die Druckbeaufschlagung erfolgt in Druckfeldern auf den Außenseiten der Axialscheiben 20, die in der Zeichnung nicht sichtbar sind. Die Druckfelder erstrecken sich ungefähr über den Bereich der Druckseite 9 des Pumpenraums 6.
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An der Stelle, an der sich die seitlich abstehenden Halter 19, 16 des Innenteils 12 und des Außenteils 13 des Trennstücks 7 befinden, weisen die Axialscheiben 20 Löcher 24 auf, die die Form von Kreissektoren haben, die sich über denselben Winkel erstrecken wie die Halter 19, 16 des Innenteils 12 und des Außenteils 13 des Trennstücks 7. Die Halter 19, 16 greifen in die Löcher 24 ein, deren Ränder Hinterschneidungen 25 bilden, die von den Haltern 19, 16 hintergriffen werden. Durch den Hintergriff der Hinterschneidung 25 ist das Trennstück 7 in Umfangsrichtung im Pumpenraum 6 gehalten.
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An freien Enden, d. h. auf der Druckseite 9, ist das Trennstück 7 offen, so dass ein Zwischenraum 26 zwischen dem Innenteil 12 und dem Außenteil 13 mit der Druckseite 9 kommuniziert. Ein auf der Druckseite 9 im Pumpenraum 6 der Innenzahnradpumpe 1 herrschender Druck beaufschlagt das Innenteil 12 gegen die Zahnköpfe der Zähne 15 des Ritzels 3 und das Außenteil 13 nach außen gegen die Zahnköpfe der Zähne 17 des Hohlrads 2, so dass das Innenteil 12 und das Außenteil 13 des Trennstücks 7 dichtend an den Zahnköpfen der Zähne 15, 17 des Ritzels 3 und des Hohlrads 2 anliegen. Das aus Blech bestehende Innenteil 12 und das ebenfalls aus Blech bestehende Außenteil 13 sind elastisch biegbar, so dass die Druckbeaufschlagung im Zwischenraum 23 das Innenteil 12 in Anlage an alle Zahnköpfe der Zähne 15 des Ritzels 3 und das Außenteil 13 in Anlage an alle Zahnköpfe der Zähne 17 des Hohlrads 2 drückt, die sich im Bereich des Innenteils 12 und des Außenteils 13 befinden. Hohllagen, d. h. ein Zwischenraum zwischen dem Zahnkopf eines Zahns 15, 17 und dem Innen- oder Außenteil 12, 13 wegen der Anlage des Innen- oder Außenteils 12, 13 an Zahnköpfen weiterer Zähne 15, 17 des Ritzels 3 oder des Hohlrads 2 aufgrund von Herstellungs- oder sonstigen Toleranzen werden vermieden.
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Im Zwischenraum 26 zwischen dem Innenteil 12 und dem Außenteil 13 des Trennstücks 7 ist ein klotzförmiges Dichtelement 27 aus einem Elastomer angeordnet, das außen am Auge 18 des Innenteils 12 anliegt. Das Dichtelement 27 liegt dichtend am Innenteil 12 und am Außenteil 13 und an den Axialscheiben 20 an, die den Pumpenraum 6 an beiden Seiten begrenzen. Das Dichtelement 27 dichtet zwischen dem Innenteil 12 und dem Außenteil 13 des Trennstücks 7 und den Axialscheiben 20 ab, so dass die Druckseite 9 des Pumpenraums 6 von der Saugseite 8 getrennt ist. Das Dichtelement 27 liegt mit einer Vorspannung am Innenteil 12 und am Außenteil 13 an und drückt sie auseinander und gegen die Zahnköpfe der Zähne 15, 17 des Ritzels 3 und des Hohlrads 2. Dadurch ist eine Abdichtung an den Zahnköpfen der Zähne 15, 17 des Ritzels 3 und des Hohlrads 2 auch bei druckloser Innenzahnradpumpe 1 gewährleistet. Das Dichtelement 27 weist Zapfen 28 auf, die in Löcher 29, 30 im Innenteil 12 und im Außenteil 13 eingreifen, wodurch das Dichtelement 27 durch Formschluss mit dem Innenteil 12 und dem Außenteil 13, d. h. mit dem Trennstück 7, verbunden ist. Eine andere Befestigung des Dichtelements 27 beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren ist ebenfalls möglich.
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Die Innenzahnradpumpe 1 ist als Hydropumpe einer nicht dargestellten, hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage vorgesehen, wo sie als sog. Rückförderpumpe zu Schlupfregelungen wie Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupfund/oder Fahrdynamikregelungen und/oder zu einer Bremsdruckerzeugung in einer hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage dient. Für die genannten Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR, FDR, ESP gebräuchlich, Fahrdynamikregelungen werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet.
