DE102012213775A1 - Internal gear pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe (1) mit einem sichelförmigen Trennstück (7), das einen Saugbereich (8) von einem Druckbereich (9) trennt. Die Erfindung schlägt vor, ein Innenteil (13) und ein Außenteil (14) des Trennstücks (7) mit Durchlässen (19) zu versehen, die Drosseln bilden. Durch die Durchlässe (19) erhöht sich ein Druck in Zahnzwischenräumen zwischen Zähnen des Ritzels (3) und des Hohlrads (2) gedrosselt vom Saugbereich (8) zum Druckbereich (9). Eine schlagartige Druckerhöhung in den Zahnzwischenräumen wird vermieden.The invention relates to an internal gear pump (1) with a sickle-shaped separating piece (7) which separates a suction area (8) from a pressure area (9). The invention proposes providing an inner part (13) and an outer part (14) of the separating piece (7) with passages (19) which form throttles. The passages (19) increase the pressure in the spaces between the teeth between the teeth of the pinion (3) and the ring gear (2), throttled from the suction area (8) to the pressure area (9). A sudden pressure increase in the interdental spaces is avoided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to an internal gear pump having the features of the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
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. Internal gear pumps are known. They have a ring gear, d. H. an internally toothed gear, and an eccentrically arranged in the ring gear, externally toothed gear, which will be referred to as pinion hereinafter, on. The ring gear and the pinion, which may also be referred to as gears of the internal gear pump, mesh with each other on a peripheral portion. On another peripheral portion, in which the two gears of the internal gear pump do not mesh with each other, they define a sickle-shaped pump space between them, which is also referred to as displacement space, clearance or gap. In the pump room, a separator is arranged, which is also referred to as a sickle or sickle piece due to its usual, adapted to the shape of the pump chamber shape. Another name for the separator is filler. The separator separates a suction area from a pressure area of the pump space of the internal gear pump, wherein the suction area communicates with a pump inlet and the pressure area with a pump outlet and can also be considered as (part of) the inlet and outlet of the internal gear pump.
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. Tooth tips of teeth of the ring gear and the pinion are outside or inside of the separator and slide during operation of the internal gear pump, so with rotationally driven pinion and ring gear, outside and inside of the separator along. The separator includes fluid volumes in interdental spaces of the ring gear and the pinion, so that the gears in a rotary drive, so when operating the internal gear pump, promote fluid from the suction to the pressure region of the pump chamber of the internal gear pump.
Beim Fördern von Flüssigkeit verursachen Innenzahnradpumpen Druckpulsationen, die als solches unerwünscht sind und die Laufgeräusche verursachen und eine mechanische Belastung erhöhen. Die Druckpulsationen entstehen, wenn sich Zahnlücken des Hohlrads und des Ritzels am druckbereichseitigen Ende des Trennstücks zum Druckbereich öffnen. Ein Druck im sich öffnenden Zahnzwischenraum erhöht sich schlagartig und der Druck im Druckbereich sinkt infolgedessen etwas ab. Es sind deswegen sog. Vorsteuerkerben bekannt, die sich in einem Bereich zwischen einem Kopfkreis und einem Fußkreis des Ritzels und des Hohlrads vom Druckbereich der Innenzahnradpumpe an Seiten des Trennstücks entlang ein Stück weit in Richtung des Saugbereichs erstrecken. Ein Querschnitt der Vorsteuerkerben ist so klein, dass sie als Drosseln wirken, ein Flüssigkeitsstrom vom Druckbereich durch die Vorsteuerkerben in die Zahnzwischenräume erhöht einen Druck in den Zahnzwischenräumen, wenn sich die Zahnzwischenräume bei Betrieb der Innenzahnradpumpe am Trennstück entlang zum Druckbereich bewegen, idealerweise auf den Druck des Druckbereichs, sodass beim Öffnen der Zahnzwischenräume am Ende des Trennstücks in dem Druckbereich keine Druckänderung stattfindet. [Die Vorsteuerkerben reichen nicht bis zum Saugbereich.] Typischerweise verkleinert sich ein Querschnitt der Vorsteuerkerben vom Druckbereich entgegen der Drehrichtung der Zahnräder der Innenzahnradpumpe in Richtung des Saugbereichs. Typischerweise sind die Vorsteuerkerben in sog. Axialscheiben angebracht, die auch als Steuer- oder Druckplatten bezeichnet werden und die an Stirnseiten der Zahnräder und des Trennstücks anliegen und den Pumpenraum und die Zahnzwischenräume der Zahnräder seitlich abdichten. Die Patentschrift
Die Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das Trennstück der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein Innenteil, an dessen Innenseite Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels und ein Außenteil, an dessen Außenseite Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads anliegen, auf. Zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Trennstücks besteht ein Zwischenraum, der mit dem Druckbereich des Pumpenraums der Innenzahnradpumpe, also mit einem Pumpenauslass, kommuniziert, d.h. im Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Trennstücks der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe herrscht der gleiche Druck wie im Druckbereich der Innenzahnradpumpe. Das Trennstück kann mehrstückig und das Innenteil gelenkig mit dem Außenteil verbunden sein. Das Trennstück kann auch einstückig sein, beispielsweise die Form eines zu einer Seite gekrümmten „U“ aufweisen, dessen einer Schenkel das Innenteil und dessen anderer Schenkel das Außenteil bilden, die vom Joch des „U“ einstückig miteinander verbunden sind. Andere Ausgestaltungen des Trennstücks sind nicht ausgeschlossen.The separator of the internal gear pump according to the invention with the features of claim 1 has an inner part, on the inside of tooth heads of teeth of the pinion and an outer part, on the outside of which tooth heads of teeth of the ring gear abut. Between the inner part and the outer part of the separator, there is a gap that communicates with the pressure area of the pump space of the internal gear pump, that is, with a pump outlet, i. in the space between the inner part and the outer part of the separator of the internal gear pump according to the invention, the same pressure prevails as in the pressure range of the internal gear pump. The separator may be multi-piece and the inner part hingedly connected to the outer part. The separator may also be in one piece, for example in the form of a curved to one side "U", one leg of the inner part and the other leg forming the outer part, which are integrally connected to each other by the yoke of the "U". Other embodiments of the separator are not excluded.
Erfindungsgemäß weist das Innenteil und/oder das Außenteil des Trennstücks mindestens einen Durchlass auf, der radial oder auch in einem Winkel zu einer Radialen durch das Innenteil und/oder das Außenteil hindurchgeht und einen Zahnzwischenraum des Ritzels und/oder des Hohlrads mit dem Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Trennstücks verbindet. Der Durchlass verbindet einen Zahnzwischenraum des Ritzels und/oder des Hohlrads immer dann mit dem Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil, wenn sich der Zahnzwischenraum im Bereich der Mündung des Durchlass befindet, d.h. mit dem Durchlass kommuniziert. Weil der Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Trennstücks mit dem Druckbereich des Pumpenraums der Innenzahnradpumpe kommuniziert, herrscht im Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Trennstücks der gleiche Druck wie im Druckbereich. Durch den Durchlass wird der jeweilige Zahnzwischenraum mit Druck beaufschlagt, wobei ein Querschnitt des Durchlass vorzugsweise so klein ist, dass ein Druckaufbau im Zahnzwischenraum gedrosselt wird, sodass der Druck im Zahnzwischenraum sich nicht schlagartig auf den Druck im Druckbereich erhöht. According to the invention, the inner part and / or the outer part of the separator at least one passage, which radially or in one Angle to a radial passes through the inner part and / or the outer part and connects a tooth space of the pinion and / or the ring gear with the gap between the inner part and the outer part of the separator. The passage connects a tooth space of the pinion and / or the ring gear always with the gap between the inner part and the outer part, when the interdental space is in the region of the mouth of the passage, that communicates with the passage. Because the gap between the inner part and the outer part of the separator communicates with the pressure area of the pump space of the internal gear pump, the same pressure prevails in the space between the inner part and the outer part of the separator as in the pressure area. Through the passage of the respective interdental space is pressurized, wherein a cross section of the passage is preferably so small that a pressure build-up in the interdental space is throttled, so that the pressure in the interdental space does not increase abruptly to the pressure in the pressure range.
Die Erfindung ist eine Alternative zu Vorsteuerkerben, wobei sie Vorsteuerkerben nicht ausschließt.The invention is an alternative to pilot notches while not precluding pilot notches.
Ein Vorteil der Erfindung ist in der einfacheren Herstellung eines oder mehrerer Durchlässe im Trennstück im Vergleich mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden und ihren Querschnitt über ihre Länge ändernden Vorsteuerkerbe, deren Herstellung aufwendig und die in der Drosselwirkung ungenauer und zudem stärker von der Flüssigkeitstemperatur abhängig ist. Des Weiteren verkleinert sich ein Querschnitt der Vorsteuerkerben durch Verschleiß, was bei einem oder mehreren Durchlässen im Trennstück nicht der Fall ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die weitgehende Lageunempfindlichkeit des oder der Durchlässe im Trennstück in Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe gesehen, bei sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsteuerkerben ist die Umfangsposition von erheblicher Bedeutung für die Funktion.An advantage of the invention is in the easier manufacture of one or more passages in the separator in comparison with a circumferentially extending and its cross section over its length changing pilot control notch, the production of which is complicated and more inaccurate in the throttle effect and also more dependent on the liquid temperature. Furthermore, a cross section of the pilot notches decreases due to wear, which is not the case with one or more passages in the separator. Another advantage of the invention is the extensive position insensitivity of the passage or passages seen in the separator in the circumferential direction of the internal gear pump, with circumferentially extending pilot notches, the circumferential position of considerable importance for the function.
Die Unteransprüche haben Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebene Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims have advantageous embodiments and developments of the invention defined in claim 1 to the subject.
Der Durchlass im Trennstück kann eine an einer Stirnseite des Trennstücks offene Nut im Trennstück sein. Vorzugsweise ist der Durchlass gemäß Anspruch 2 als Durchgangsloch ausgebildet, d.h. er ist an seinem Umfang geschlossen. The passage in the separator may be a groove in the separator open at an end face of the separator. Preferably, the passage according to
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 sieht mehrere Durchlässe im Innenteil und/oder im Außenteil des Trennstücks vor, die in Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe hintereinander angeordnet sind. Bemisst man eine Drosselwirkung der Durchlässe richtig, lässt sich dadurch ein schrittweiser Druckaufbau in den Zahnzwischenräumen des Ritzels und/oder des Hohlrads erreichen, wenn sich die Zahnzwischenräume im Betrieb am Trennstück entlang bewegen. Ein Druck in einem Zahnzwischenraum erhöht sich immer dann, wenn sich der Zahnzwischenraum an einer Mündung eines Durchlass befindet, wobei sich der Druck gedrosselt, also verzögert und nicht schlagartig erhöht.A preferred embodiment of the invention according to
Im Unterschied zu Vorsteuererben, die zusammen mit den Zähnen des Ritzels bzw. des Hohlrads wie hydraulisch hintereinander geschaltete Drosseln wirken, wirken die in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Durchlässe gemäß der Erfindung wie hydraulisch parallel geschaltete Drosseln, auf deren Druckseite immer der im Druckbereich der Innenzahnradpumpe herrschende Druck herrscht.In contrast to pilot rudder notches, which act together with the teeth of the pinion and the ring gear as hydraulically connected in series chokes, circumferentially successively arranged passages act according to the invention as hydraulically parallel throttles, on the pressure side always prevailing in the pressure range of the internal gear pump pressure prevails.
Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 sieht vor, dass sich Querschnitte in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Durchlässe vom Saugbereich zum Druckbereich vergrößern, d.h. Durchlässe, die sich näher am Saugbereich befinden, drosseln stärker als Durchlässe, die sich näher am Druckbereich befinden. Auf diese Weise lässt sich der Druck in den Zahnzwischenräumen vom Saugbereich zum Druckbereich nahezu kontinuierlich auf den im Druckbereich herrschenden Druck erhöhen.A development of the invention according to claim 4 provides that cross sections in the circumferential direction successively arranged passages from the suction to the pressure range increase, i. Passages that are closer to the suction area throttle more than passages that are closer to the pressure area. In this way, the pressure in the interdental spaces from the suction region to the pressure region can be increased almost continuously to the pressure prevailing in the pressure region.
Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe ist insbesondere als Hydropumpe für eine hydraulische, schlupfgeregelte und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen (Anspruch 5). In schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen werden Hydropumpen auch als Rückförderpumpen bezeichnet und sind heute überwiegend als Kolbenpumpen ausgeführt.The internal gear pump according to the invention is provided in particular as a hydraulic pump for a hydraulic, slip-controlled and / or external power vehicle brake system (claim 5). In slip-controlled vehicle brake systems, hydraulic pumps are also referred to as return pumps and today are predominantly designed as piston pumps.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Die in
Die Zahnräder
Das Trennstück
Das Innenteil
Die Innenzahnradpumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19613833 B4 [0004] DE 19613833 B4 [0004]
- DE 102010064193 A1 [0005] DE 102010064193 A1 [0005]
Claims (5)
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