-
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, die für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist.
-
Stand der Technik
-
Die Offenlegungsschrift
DE 10 2009 047 626 A1 offenbart eine Innenzahnradpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Die Innenzahnradpumpe weist ein als Hohlrad bezeichnetes innenverzahntes Zahnrad und ein als Ritzel bezeichnetes außenverzahntes Zahnrad auf, das exzentrisch so im Hohlrad angeordnet ist, dass es mit dem Hohlrad kämmt. Das Ritzel und das Hohlrad können auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe bezeichnet werden. Zur seitlichen Abdichtung weist die bekannte Innenzahnradpumpe Axialscheiben beiderseits der Zahnräder auf, die drehfest gehalten und axial beweglich sind und durch Druckbeaufschlagung in Druckfeldern auf den Zahnrädern abgewandten Außenseiten gegen Stirnseiten der Zahnräder gedrückt werden. Vergleichbar Axialgleitlagern sind die Zahnräder gegenüber den Axialscheiben drehbar und werden von Axialscheiben seitlich abgedichtet, wobei eine Leckage akzeptabel ist. Solche Axialscheiben werden auch als Druck- oder Steuerplatten bezeichnet. Es kommt nicht auf eine Scheibenform sondern auf die Funktion der seitlichen Abdichtung der Zahnräder der Zahnradpumpe an. Die Druckfelder, in denen die Axialscheiben druckbeaufschlagt werden, erstrecken sich ungefähr über einen Druckbereich eines sichelförmigen Pumpenraums zwischen den Zahnrädern der Innenzahnradpumpe. Die bekannte Innenzahnradpumpe weist ein Trennstück in dem sichelförmigen Pumpenraum zwischen den Zahnrädern auf, das im Pumpenraum einen Saugbereich von einem Druckbereich trennt. Solche Trennstücke werden auch als Segmentstücke, Füllstücke oder aufgrund ihrer typischen Sichelform als Sicheln oder Sichelstücke bezeichnet. Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe kann auch ohne Trennstück ausgeführt sein, sie wird dann auch als Zahnringpumpe bezeichnet.
-
Das Ritzel der bekannten Innenzahnradpumpe ist drehfest auf einer Pumpenwelle, die beiderseits der Zahnräder in Lagerbuchsen radial gleitgelagert ist. Beide Stirnenden der Pumpenwelle werden mit demselben Druck beaufschlagt, so dass keine Axialkraft resultiert. Zum Antrieb weist die bekannte Innenzahnradpumpe eine Antriebswelle auf, die auch als Zwischenwelle bezeichnet werden kann und die mit einem Elektromotor als Pumpenmotor antreibbar ist. Die Antriebswelle ist koaxial zur Pumpenwelle angeordnet und über einen Vierkant als drehstarre Formschlusskupplung drehfest mit der Pumpenwelle verbunden. Die Antriebswelle ist mit einem Radial-Kugellager drehbar gelagert und zwischen dem Kugellager und der Pumpenwelle mit einem Radial-Wellendichtring abgedichtet. Radialspiel des Vierkants der Antriebswelle in einem komplementären Innenvierkant der Pumpenwelle erhöht einen Dichtungs- und Lagerverschleiß, erhöht eine Antriebsleistung und mindert dadurch einen Wirkungsgrad der Innenzahnradpumpe und verursacht Laufgeräusche.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist eine Pumpewelle, auf der ein Zahnrad der Zahnradpumpe drehfest angeordnet ist, und eine Antriebswelle zum Drehantrieb der Pumpenwelle mit einem Pumpenmotor, insbesondere einem Elektromotor, auf. Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle nicht nur drehfest und axial beweglich, sondern zusätzlich radialfest mit der Pumpenwelle verbunden. Über eine Drehlagerung der Pumpenwelle ist die Antriebswelle dadurch an ihrem pumpenseitigen Ende drehbar radial gelagert. Die Erfindung erhöht eine Laufruhe der Zahnradpumpe und mindert einen Dichtungsverschleiß und einen Lagerverschleiß. Sie ermöglicht eine axialkraftfreie Pumpenwelle, was verschleiß- und reibungsmindernd wirkt. Die Zahnradpumpe kann mit hohem Vordruck auf einer Saugseite betrieben werden und weist auch bei Vordruck einen guten Wirkungsgrad auf.
-
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
-
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe kann eine Außenzahnradpumpe sein, vorzugsweise ist sie eine Innenzahnradpumpe (Anspruch 7).
-
Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe ist insbesondere als Hydropumpe für eine hydraulische, schlupfgeregelte und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen. In schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen werden Hydropumpen auch als Rückförderpumpen bezeichnet und sind heute überwiegend als Kolbenpumpen ausgeführt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Innenzahnradpumpe gemäß der Erfindung im Achsschnitt.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Zahnradpumpe ist eine Innenzahnradpumpe 1, die für eine hydraulische, schlupfgeregelte- oder Fremdenergie-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist. Die Innenzahnradpumpe 1 weist eine Pumpenwelle 2 auf, auf der ein Ritzel 3 angeordnet ist, das an einer Umfangsstelle bzw. in einem Umfangsabschnitt mit einem Hohlrad 4 kämmt. Das Ritzel 3 ist ein außenverzahntes Zahnrad, das mit der Pumpenwelle 2 drehfest ist. In der gezeichneten Ausführungsform ist das Ritzel 3 einstückig mit der Pumpenwelle 2. Es kommen aber auch andere Möglichkeiten in betracht, beispielsweise ein Aufpressen des Ritzels 2 auf die Pumpenwelle 3, ein Vielzahnprofil, eine Passfederverbindung usw. Das Hohlrad 4 ist ein innenverzahntes Zahnrad, es umschließt die Pumpenwelle 2 und das Ritzel 3 achsparallel und exzentrisch, so dass es wie bereits gesagt in einem Umfangsabschnitt mit dem Ritzel 3 kämmt. Durch Drehantrieb der Pumpenwelle 2 wird das Ritzel 3 drehend angetrieben und treibt das Hohlrad 4 drehend an, wodurch in an sich bekannter Weise Fluid, in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage von Bremsflüssigkeit, gefördert wird.
-
Der Stelle gegenüber, an der das Ritzel 3 und das Hohlrad 4 kämmen, weist die Innenzahnradpumpe 1 ein Trennstück auf, das aufgrund seiner Form auch als Sichel bezeichnet wird. Das Trennstück 8 ist schwenkbar auf einem Stift 28 gelagert, der das Trennstück 8 achsparallel durchgreift und in Sacklöchern in einem Pumpengehäuse gehalten ist. Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels 3 und des Hohlrads 4 liegen innen bzw. außen am Trennstück 8 an bzw. gleiten bei Drehantrieb der Innenzahnradpumpe 1 an einer Innen- bzw. Außenseite des Trennstücks 8 entlang. Das Trennstück 8 schließt Zahnzwischenräume zwischen den Zähnen des Ritzels 3 und zwischen den Zähnen des Hohlrads 4 am Umfang ab, so dass der Drehantrieb des Ritzels 3 und des Hohlrads 4 Bremsflüssigkeit fördert.
-
An Stirnseiten sind das Ritzel 3 und das Hohlrad 4 mit dichtend an ihnen anliegenden, drehfesten und axial beweglichen Axialscheiben 9 abgedichtet.
-
Die Innenzahnradpumpe 1 ist in einem gestuften Sackloch 10 eines Hydraulikblocks 11 der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage angeordnet, der als Pumpengehäuse aufgefasst werden kann. Solche Hydraulikblöcke 11 sind bei schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen bekannt, in sie sind außer Hydropumpen, im vorliegenden Fall der Innenzahnradpumpe 1, weitere hydraulische Bauteile wie Magnetventile, Rückschlagventile, Hydrospeicher eingebaut und durch Bohrungen hydraulisch miteinander verschaltet.
-
Das Hohlrad 4 ist in einen (Gleit-)Lagerring 12 eingepresst, der drehbar im Sackloch 10 des das Pumpengehäuse bildenden Hydraulikblocks 11 gelagert ist. Der Lagerring 12 erstreckt sich axial über beide Axialscheiben 9 und das Hohlrad 4. Das Sackloch 10 ist mit einem Gehäusedeckel 13 verschlossen, an den anschließend ein Lagerschild 14 in das Sackloch 10 eingesetzt ist.
-
Beiderseits des Ritzels 3 ist die Pumpenwelle 2 mit Gleitlagern 15 drehbar gelagert, deren eines in einem Abschnitt des gestuften Sacklochs 10 in dem das Pumpengehäuse bildenden Hydraulikblock 11 und deren anderes in einer Lagerbohrung 16 im Gehäusedeckel 13 eingepresst sind. Beide Gleitlager 15 ragen axial in Mittellöcher 17 der Axialscheiben 9 hinein. Bremsflüssigkeit aus einem Pumpeneinlass bzw. aus einem Saugbereich der Innenzahnradpumpe 1 beaufschlagt beide Stirnenden 18 der Pumpenwelle 2 gleichermaßen. An beiden Stirnenden 18 der Pumpenwelle 2 herrscht derselbe Druck, die Stirnenden 18 der Pumpenwelle 2 werden mit demselben Druck beaufschlagt. Axialkräfte, die die Druckbeaufschlagung der Stirnenden 18 der Pumpenwelle 2 bewirkt, heben sich aufgrund des gleichen Drucks an den beiden Stirnenden 18 der Pumpenwelle 2 gegenseitig auf, so dass die Pumpenwelle 2 axialkraftfrei ist, sie muss axial nicht abgestützt sein.
-
Die Pumpenwelle 2 ist durch eine Formschlusskupplung 19 drehfest mit einer Antriebswelle 20 verbunden. Die Formschlusskupplung 19 ermöglicht eine Axialbewegung zwischen der Antriebswelle 20 und der Pumpenwelle 2, so dass keine Axialkraft zwischen den beiden Wellen 2, 20 übertragen wird. Als Formschlusskupplung 9 weist die Antriebswelle 20 einen Vierkantzapfen 21 auf, der in einen Innenvierkant 22 der Pumpenwelle 2 eingreift. Diese Bauform der Formschlusskupplung 19 ist nicht zwingend für die Erfindung. Durch die Axialbeweglichkeit der Pumpenwelle 2 kann sich das auf der Pumpenwelle 2 nicht nur dreh- sondern auch axialfeste Ritzel 3 zwischen den Axialscheiben 9 zentrieren, wodurch sich die Reibung verringert.
-
Die Antriebswelle 20 ist im Lagerschild 14 mit einem Kugellager 23 drehbar gelagert und mit einem Sicherungsring 24 axial gehalten. Die Pumpenwelle 20 stützt sich mit einem Sicherungsring 25 axial an einem Innenring des Kugellagers 23 ab. Eine axiale Druckbeaufschlagung des Stirnendes der Antriebswelle 20, das der Pumpenwelle 2 zugewandt ist, wird also über die Sicherungsringe 24, 25, das Kugellager 23 und den Lagerschild 14 axial abgestützt. Abgedichtet ist die Antriebswelle 20 mit einem Wellendichtring 26, der in den Gehäusedeckel 13 eingesetzt ist. Die Antriebswelle 20 ist eine Zwischenwelle zur Übertragung eines Drehmoments von einem nicht dargestellten Antriebsmotor auf die Pumpenwelle 2. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise ein Elektromotor. Zum Antrieb weist die Antriebswelle 20 einen Quersteg 27 an ihrem der Innenzahnradpumpe 1 abgewandten Stirnende auf.
-
Der Wellendichtring 26 kann als Abdichtung der Antriebswelle 20 aufgefasst werden. Die Sicherungsringe 24, 25, das Kugellager 23 und der Lagerschild 14 bilden eine axiale Abstützung der Antriebswelle 20 gegen einen Druck, der ein der Pumpenwelle 2 und der Zahnradpumpe 1 zugewandtes Stirnende der Antriebswelle 20 beaufschlagt.
-
Das Trennstück 8 befindet sich in einem sichelförmigen Freiraum zwischen dem Ritzel 3 und dem Hohlrad 4 der Umfangsstelle bzw. dem Umfangsabschnitt gegenüber, in dem das Ritzel 3 und das Hohlrad 4 kämmen. Der Freiraum wird auch als Pumpenraum bezeichnet, in ihm erfolgt eine Förderung von Fluid in den Zahnzwischenräumen zwischen den Zähnen des Ritzels 3 und des Hohlrads 4 in Umfangsrichtung innen und außen am Trennstück 8 vorbei von einem Pumpeneinlass zu einem Pumpenauslass. Der Pumpeneinlass und der Pumpenauslass münden achsparallel durch eine der Axialscheiben 9. Der Pumpeneinlass und der Pumpenauslass befinden sich vor bzw. hinter der Schnittebene der Zeichnung und sind deswegen in der Zeichnung nicht zu sehen. Pumpeneinlass, Pumpenauslass und Pumpenraum sind bei Innenzahnradpumpen an sich bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.
-
Im Anschluss an die Formschlusskupplung 19 weist die Antriebswelle 20 einen zylindrischen Abschnitt 29 auf, der nach Art einer Passung einer Welle in einer Bohrung in einem zylindrischen Loch 30 in der Pumpenwelle 2 einliegt. Das zylindrische Loch 30 setzt sich in den Innenvierkant 22 in der Pumpenwelle 2 fort. Der zylindrische Abschnitt 29 und der Vierkantzapfen 21 der Antriebswelle 20 sowie das zylindrische Loch 30 und der Innenvierkant 22 der Pumpenwelle 2 befinden sich im Gleitlager 15 der Pumpenwelle 2. Der zylindrische Abschnitt 29 in der Antriebswelle 20 im zylindrischen Loch 30 der Pumpenwelle 2 richtet die Antriebswelle 20 koaxial zur Pumpenwelle 2 aus und verbindet die Antriebswelle 20 durch Formschluss radialfest mit der Pumpenwelle 2. Das Gleitlager 15 der Pumpenwelle 2 lagert die Antriebswelle 20 zusammen mit der Pumpenwelle 2 radial. Eine Radialbewegung der Antriebswelle 20 wird vermieden.
-
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 102009047626 A1 [0002]
