DE102012214356A1

DE102012214356A1 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE102012214356A1
Application number: DE102012214356.4A
Authority: DE
Inventors: Rene Schepp; Edgar Kurz; Norbert Alaze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-13
Also published as: JP6297279B2; JP2014037830A; FR2994464A1; KR20140021976A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe (1) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Die Erfindung schlägt vor, ein Trennstück (7) in einem Pumpenraum (6) zwischen einem Hohlrad (2) und einem Ritzel (3) der Innenzahnradpumpe (1) spiegelsymmetrisch mit blattfederartigen Außen- und Innenteilen (9, 10) auszubilden, die sich in beiden Umfangsrichtungen erstrecken und mit federelastischer Vorspannung an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Innenzahnradpumpen weisen ein Hohlrad und ein mit dem Hohlrad kämmendes Ritzel auf. Das Hohlrad ist ein innenverzahntes Zahnrad, das Ritzel ist ein außenverzahntes Zahnrad, das Hohlrad und das Ritzel können auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe bezeichnet werden.
Außerhalb eines Umfangsabschnitts, in dem das Hohlrad und das Ritzel miteinander kämmen, umschließen das Hohlrad und das Ritzel einen sichelförmigen Pumpenraum zwischen sich. Im Pumpenraum ist ein Trennstück angeordnet, das einen Saugbereich von einem Druckbereich im Pumpenraum trennt. Das Trennstück ist meist sichel- oder halbsichelförmig und wird aufgrund seiner Form auch als Sichel oder als Sichelstück bezeichnet. Eine weitere Bezeichnung für das Trennstück ist Füllstück. Das Trennstück liegt außen und innen an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads und des Ritzels an und schließt Zahnzwischenräume zwischen den Zähnen des Hohlrads und des Ritzels an Kopfkreisen der beiden Zahnräder. Bei Betrieb der Innenzahnradpumpe werden die Zahnräder drehend angetrieben, so dass die Zahnköpfe ihrer Zähne am Trennstück entlang gleiten und sich die Zahnzwischenräume in Umfangsrichtung am Trennstück entlang bewegen. Dabei transportieren die Zahnzwischenräume Fluid, normalerweise Flüssigkeit, vom Saugbereich zum Druckbereich des Pumpenraums, d. h. das Fluid wird vom Saugbereich zum Druckbereich gefördert.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 050 820 A1 offenbart eine derartige Innenzahnradpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage, deren Trennstück sich kreisbogenförmig über einen Umfangswinkel im Pumpenraum erstreckt. Das Trennstück ist ein starres, einstückiges Bauteil, das in seiner Längsmitte schwenkbar gelagert ist. In radialer Richtung der Innenzahnradpumpe ist das Trennstück schmaler als ein Zwischenraum zwischen Kopfkreisen der Zahnräder, es besteht eine Spielpassung zwischen dem Trennstück und den Zahnköpfen des Hohlrads und des Ritzels. Durch Druckbeaufschlagung schwenkt das Trennstück so, dass es an einem Ende außen an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads und am anderen Ende innen an Zahnköpfen von Zähnen des Ritzels anliegt. Diese Innenzahnradpumpe ist grundsätzlich reversierfähig, sie kann in beiden Drehrichtungen angetrieben werden, wobei bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Saug- und der Druckbereich wechseln und eine Förderrichtung sich umkehrt.
Die Patentschrift DE 196 13 833 B4 offenbart eine Innenzahnradpumpe mit einem mehrteiligen, halbsichelförmigen Trennstück, das ein als Segmentträger bezeichnetes Innenteil und ein als Segment bezeichnetes Außenteil aufweist. Das Innenteil und das Außenteil erstrecken sich kreisbogenförmig ein Stück weit in einer Umfangsrichtung und sind in radialer Richtung der Innenzahnradpumpe gegeneinander beweglich. In Umfangsrichtung stützen sie sich an einem Widerlager ab, das von einem Bolzen gebildet wird, der den Pumpenraum im Saugbereich durchsetzt und sich an einem saugbereichseitigen Ende des Trennstücks befindet. Das Innenteil und das Außenteil werden von Federelementen und durch Druckbeaufschlagung radial auseinander und gegen die Zahnköpfe der Zähne des Hohlrads und des Ritzels gedrückt. Das Trennstück ist durch seine mehrteilige Ausbildung aufwendig in der Herstellung und in der Montage. Diese Innenzahnradpumpe ist nicht reversierfähig, sie kann nur in einer Drehrichtung betrieben werden.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 049 704 A1 offenbart eine Innenzahnradpumpe, bei der das Trennstück einstückig ist und von einer Schenkelfeder gebildet wird. Die Schenkelfeder ist U-förmig, wobei die beiden Schenkel zur selben Seite entsprechend den Kopfkreisen des Hohlrads und des Ritzels gebogen sind. Mit einem Joch stützt sich die U-förmige Schenkelfeder, die das Trennstück bildet, an einem Bolzen als Widerlager ab. Die Schenkel des Trennstücks liegen mit einer federelastischen Vorspannung an den Zahnköpfen der Zahnräder an und werden durch Druckbeaufschlagung in einem Zwischenraum zwischen den Schenkeln auseinander und gegen die Zahnköpfe der Zahnräder gedrückt. Auch diese Innenzahnradpumpe ist nicht reversierfähig.
Offenbarung der Erfindung
Das Trennstück der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist zwei Außenteile und zwei Innenteile auf, die sich jeweils in entgegengesetzten Umfangsrichtungen erstrecken und an den Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads und des Ritzels anliegen. Die Außenteile und die Innenteile sind radial gegeneinander beweglich und liegen mit einer federelastischen Vorspannung an den Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads und des Ritzels an. Sie können mit Federelementen gegen die Zahnköpfe gedrückt werden, vorzugsweise sind die Außenteile und die Innenteile federelastisch und in eingebautem Zustand gegen die Zahnköpfe vorgespannt.
Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe eignet sich für einen Reversierbetrieb, d. h. sie kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden. Sie weist einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad auf und ihr Trennstück einschließlich der Außen- und Innenteile lässt sich bei Ausführungsformen der Erfindung einstückig herstellen, was die Anzahl an Einzelteilen reduziert und einen Einbau des Trennstücks in die Innenzahnradpumpe und den Zusammenbau der Innenzahnradpumpe vereinfacht.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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 Ausführungsformen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Innenzahnradpumpe gemäß der Erfindung in Ansicht.
Ausführungsform der Erfindung
Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe 1 weist ein Hohlrad 2 und ein mit dem Hohlrad 2 kämmendes Ritzel 3 auf. Das Ritzel 3 ist ein außenverzahntes Zahnrad, das Hohlrad 2 ist ein innenverzahntes Zahnrad, das Hohlrad 2 und das Ritzel 3 können auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe 1 bezeichnet werden. Das Ritzel 3 ist drehfest auf einer Pumpenwelle 4 angeordnet, mit der das Ritzel 3 zum Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 drehend antreibbar ist und das mit ihm kämmende Hohlrad 2 drehend mit antreibt. Das Hohlrad 2 ist in einem Lagerring 5 gleitgelagert, der in ein nicht dargestelltes Pumpengehäuse eingepresst ist.
Außerhalb eines Umfangsabschnitts, in den die Zahnräder 2, 3 miteinander kämmen, umschließen sie einen sichelförmigen Pumpenraum 6. Im Pumpenraum 6 ist ein Trennstück 7 angeordnet, das den Pumpenraum 6 in zwei Bereiche, einen Saugbereich und einen Druckbereich, unterteilt. Es ist von einer Drehrichtung der Innenzahnradpumpe 1 abhängig, welches der Saug- und welches der Druckbereich ist. In der Zeichnung ist bei einer Drehung der Zahnräder 2, 3 im Uhrzeigersinn der Saugbereich links und der Druckbereich rechts, bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ist es umgekehrt.
Das Trennstück 7 ist spiegelsymmetrisch, in seiner Mitte ist es auf einem Lagerstift 8 schwenkbar gelagert, der den Pumpenraum 6 in seiner Umfangsmitte achsparallel durchsetzt. Vom Trennstück 7 stehen in beiden Umfangsrichtungen je ein Außenteil 9 und ein Innenteil 10 ab, die an Zahnköpfen von Zähnen der Zahnräder 2, 3 anliegen. Die Außenteile 9 und die Innenteile 10 sind nach Art von Blattfedern ausgebildet, so dass sie in radialer Richtung der Innenzahnradpumpe 1 beweglich sind und in radialer Richtung der Innenzahnradpumpe 1 federn können. Die Außenteile 9 und die Innenteile 10 sind so gekrümmt, dass sie in eingebautem Zustand mit einer federelastischen Vorspannung an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 anliegen. Die Außenteile 9 und die Innenteile 10 schließen Fluidvolumina, vorzugsweise Flüssigkeitsvolumina und in der Ausführungsform der Erfindung, die eine Verwendung der Innenzahnradpumpe 1 als Hydropumpe einer nicht dargestellten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorsieht, Bremsflüssigkeit in Zahnzwischenräumen zwischen den Zähnen des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 ein, so dass bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 durch Drehantrieb der Zahnräder 2, 3 das Fluid in den Zahnzwischenräumen außen und innen am Trennstück 7 entlang von einem zum anderen Bereich des Pumpenraums 6 gefördert wird, wobei sich wie gesagt abhängig von der Drehrichtung bestimmt, welcher Bereich der Saugbereich und welcher der Druckbereich ist.
In Zwischenräume zwischen den Außenteilen 9 und den Innenteilen 10 des Trennstücks 7 münden Bohrungen 11 in den Pumpenraum 6, die einen Pumpeneinlass und einen Pumpenauslass bilden. Es ist wiederum drehrichtungsabhängig, welche der beiden Bohrungen 11 den Pumpenein- und welche den -auslass bildet. Die Bohrungen 11 können anders als gezeigt auch in Umfangsrichtung außerhalb der Außenteile 9 und der Innenteile 10 in den Pumpenraum 6 münden, der durch die freien Enden der Außenteile 9 und der Innenteile 10 mit den Zwischenräumen zwischen den Außenteilen 9 und den Innenteilen 10 kommuniziert. Im Druckbereich werden das Außenteil 9 und das Innenteil 10 durch die Druckbeaufschlagung auseinander und zusätzlich zur federelastischen Vorspannung gegen die Zahnköpfe der Zähne der Zahnräder 2, 3 gedrückt.
Die Außenteile 9 und die Innenteile 10 sind einstückige Bestandteile des Trennstücks 7, das aus einem federelastischen Werkstoff, beispielsweise einem Federstahl besteht. Es sind auch andere elastische Metalle oder Kunststoff als Werkstoff des Trennstücks 7 möglich.
An Enden der Außenteile 9 und der Innenteile 10, an denen die Außenteile 9 und die Innenteile 10 einstückig in das Trennstück 7 übergehen, sind Dichtelemente 12 in den Zwischenräumen zwischen den Außenteilen 9 und den Innenteilen 10 angeordnet, die das Trennstück 7 seitlich abdichten. Die Dichtelemente 12 können beispielsweise anvulkanisiert oder eingeklebt sein. Seitlich liegen sie an Axialscheiben oder Stirnwänden des nicht dargestellten Pumpengehäuses an. Die Dichtelemente 12 sind nicht zwingend.
Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe 1 ist als Hydropumpe einer nicht dargestellten, hydraulischen, schlupfgeregelten- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen, wo sie zu Schlupfregelungen wie Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelungen und/oder in hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlagen zu einer Bremsdruckerzeugung dient. Solche Hydropumpen werden, wenn auch nicht unbedingt zutreffend, auch als Rückförderpumpen bezeichnet. Für die genannten Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich. Fahrdynamikregelungen werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet.
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 102007050820 A1 [0004]
DE 19613833 B4 [0005]
DE 102007049704 A1 [0006]

Claims

Innenzahnradpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Hohlrad (2) und mit einem Ritzel (3), das mit dem Hohlrad (2) kämmt, wobei das Hohlrad (2) und das Ritzel (3) außerhalb eines Umfangsabschnitts, in dem sie miteinander kämmen, einen sichelförmigen Pumpenraum (6) zwischen sich begrenzen, in dem ein Trennstück (7) angeordnet ist, das den Pumpenraum (6) in zwei Bereiche teilt, wobei an dem Trennstück (7) außen Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads (2) und innen Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels (3) anliegen, so dass das Trennstück (7) Zahnzwischenräume zwischen Zähnen des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) an Kopfkreisen des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) schließt, wobei das Trennstück (7) ein Außenteil (9) und ein Innenteil (10) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung entlang der Kopfkreise der Zähne des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) erstrecken, die radial gegeneinander beweglich sind und mit einer federelastischen Vorspannung an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück (7) zwei Außenteile (9) und zwei Innenteile (10) aufweist, die sich in entgegengesetzte Umfangsrichtungen entlang der Kopfkreise der Zähne des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) erstrecken und mit einer federelastischen Vorspannung an den Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads (2) und des Ritzels (3) anliegen.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück (7) blattfederartige Außenteile (9) und/oder Innenteile (10) aufweist.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenteile (9) und/oder die Innenteile (10) des Trennstücks (7) spiegelsymmetrisch sind.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück (7) zwischen den Außenteilen (9) und den Innenteilen (10) schwenkbar im Pumpenraum (6) der Innenzahnradpumpe (1) gelagert ist.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenteile (9) und die Innenteile (10) einstückig mit dem Trennstück (7) sind.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenräume zwischen den Außenteilen (9) und den Innenteilen (10) des Trennstücks (7) mit dem Pumpenraum (6) kommunizieren.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Außenteil (9) und einem Innenteil (10) ein Dichtelement (12) angeordnet ist, das das Außenteil (9) und das Innenteil (10) im Pumpenraum (6) abdichtet.