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Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Solche Innenzahnradpumpen werden anstelle von üblicherweise verwendeten Kolbenpumpen in schlupfgeregelten- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlagen eingesetzt und oft, auch wenn nicht unbedingt treffend, als Rückförderpumpen bezeichnet.
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Stand der Technik
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Innerzahnradpumpen sind bekannt. Sie weisen ein Ritzel, also ein außenverzahntes Zahnrad auf, das exzentrisch in einem innenverzahnten Hohlrad angeordnet ist und an einer Stelle des Umfangs beziehungsweise in einem Umfangsabschnitt mit dem Hohlrad kämmt. Das Ritzel und das Hohlrad können auch als Zahnräder der Innenzahnradpumpe aufgefasst werden. Durch Drehantrieb eines der beiden Zahnräder, üblicherweise des Ritzels, wird auch das andere Zahnrad, üblicherweise also das Hohlrad, drehend mit angetrieben und die Innenzahnradpumpe fördert in an sich bekannter Weise Fluid, in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage fördert sie Bremsflüssigkeit.
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Dem Umfangsabschnitt gegenüber, in dem das Ritzel mit dem Hohlrad kämmt, weist die Innenzahnradpumpe einen sichelförmigen Freiraum zwischen dem Ritzel und dem Hohlrad auf, der hier als Pumpenraum bezeichnet wird. Im Pumpenraum ist ein Trennstück angeordnet, das den Pumpenraum in einen Saugraum und einen Druckraum teilt. Aufgrund seiner typischen Form wird das Trennstück auch als Sichel oder Sichelstück bezeichnet, eine weitere Bezeichnung ist Füllstück. Eine typischerweise hohlrunde Innenseite des Trennstücks liegt an Zahnköpfen von Zähnen des Ritzels und eine typischerweise nach außen gekrümmte Außenseite des Trennstücks liegt an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads an, so dass das Trennstück Fluidvolumina in Zahnzwischenräumen zwischen den Zähnen der Zahnräder der Innenzahnradpumpe einschließt. Durch Drehantrieb fördern die Zahnräder das Fluid in den Zahnzwischenräumen vom Saug- in den Druckraum.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2007 050 820 A1 offenbart eine derartige Innenzahnradpumpe mit einem sichelförmigen, einstückigen Trennstück, das in seiner Umfangs- bzw. Längsmitte schwenkbar gelagert ist. Richtungsangaben wie „Umfang“ oder „radial“ beziehen sich auf die Innenzahnradpumpe. Bei Spiel zwischen dem Trennstück und den Zahnköpfen der Zahnräder kann das Trennstück schwenken, so dass es an einem Ende an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels und am gegenüberliegenden Ende an Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads anliegt. Ein bei Betrieb der Innenzahnradpumpe herrschender Druck in Zahnzwischenräumen des Ritzels und des Hohlrads bewirkt ein Moment am Trennstück, das im Sinne der Schwenkung wirkt und die Anlage des einen Endes des Trennstücks an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels und des gegenüberliegenden Endes des Trennstücks an den Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads aufrecht erhält.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Trennstück der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist schwenkbar und wird von einem Federelement mit einem Moment beaufschlagt. Das Federmoment bewirkt, dass das Trennstück an einem umfangsseitigen Ende nach innen gegen Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels und am anderen Ende nach außen gegen Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads beaufschlagt wird. Das Trennstück liegt dadurch dichtend an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels und des Hohlrads an und dichtet Zahnzwischenräume zwischen den Zähnen des Ritzels und des Hohlrads an den Zahnköpfen ab, was notwendig für einen guten volumetrischen Wirkungsgrad der Innenzahnradpumpe ist. Bei einem Drehantrieb der Zahnräder fördert die Innenzahnradpumpe in an sich bekannter Weise Fluid, in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage Bremsflüssigkeit, in den Zahnzwischenräumen innen und außen am Trennstück entlang vom Saugraum zum Druckraum.
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Außer dem guten volumetrischen Wirkungsgrad ist ein Vorteil der Erfindung die Möglichkeit eines einstückigen Trennstücks, was die Anzahl der Bauteile verringert und einen Zusammenbau der Innenzahnradpumpe vereinfacht. Von besonderem Vorteil ist ein einstückiges Trennstück bei kleinen Innenzahnradpumpen, wie es für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen der Fall ist, weil ein Zusammensetzen kleiner und sehr kleiner Einzelteile eines mehrstückigen Trennstücks und das Einsetzen in den Pumpenraum der Innenzahnradpumpe aufwendig ist. Einstückig bedeutet insbesondere, dass das Trennstück kein Innenteil, das an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels, und ein Außenteil, das an Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads anliegt, aufweist, sondern dass der Teil des Trennstücks, der an den Zahnköpfen des Ritzels und an den Zahnköpfen des Hohlrads anliegt, ein einziges Bauteil ist. Betrachtet man das das Trennstück mit dem Moment beaufschlagende Federelement als Teil des Trennstücks ist das Trennstück nicht mehr einstückig. Einstückig im Sinne der Erfindung ist das Trennstück, wenn ein Bauteil an den Zahnköpfen der Zähne sowohl des Ritzels als auch des Hohlrads anliegt.
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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 zu einem Toleranz- und Lageausgleich eine Führung für das Trennstück vor, die das Trennstück schräg zu einer Radialen und schräg zu einer Umfangsrichtung beweglich führt. Das Trennstück ist im Pumpenraum der Innenzahnradpumpe nach innen und nach außen beweglich, damit es sich dichtend an die Zahnköpfe der Zähne des Ritzels und/oder des Hohlrads anlegen kann bzw. anlegt. Schräg zur Radialen ist das Trennstück geführt, damit das Federelement das Trennstück nicht insgesamt nach innen oder außen beaufschlagt, sondern mit einem Moment, was bedeutet, dass ein Ende des Trennstücks nach innen und das andere Ende nach außen beaufschlagt wird. Die Führung kann, muss aber nicht, eine Geradführung sein.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 3 sieht ein Langloch im Trennstück schräg zur Radialen und zur Umfangsrichtung vor, mit dem das Trennstück auf einem Stift gehalten ist, der im Pumpenraum ortsfest ist. Mit dem Langloch auf dem Stift werden sowohl die Schwenkbarkeit als auch die Führung des Trennstücks bewirkt. Unter einem Stift sind auch ein Zapfen, Bolzen, usw. zu verstehen.
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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.
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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. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe in Stirnansicht.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in der Zeichnung dargestellt, erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe 1 weist ein außenverzahntes, hier als Ritzel 2 bezeichnetes Zahnrad und ein innenverzahntes, hier als Hohlrad 3 bezeichnetes Zahnrad auf. Das Ritzel 2 ist achsparallel und exzentrisch so im Hohlrad 3 angeordnet, dass das Ritzel 2 mit dem Hohlrad 3 kämmt. Das Ritzel 2 ist drehfest auf einer Pumpenwelle 4, mit der das Ritzel 2 und über das Ritzel 2 das mit ihm kämmende Hohlrad 3 drehend antreibbar sind. Eine Drehrichtung ist mit Pfeilen P eingezeichnet. Das Hohlrad 3 ist drehbar in einem Lagerring 5 gleitgelagert.
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Einem Umfangsabschnitt gegenüber, in dem das Ritzel 2 mit dem Hohlrad 3 kämmt, weist die Innenzahnradpumpe 1 einen sichelförmigen Freiraum auf, der hier als Pumpenraum 6 bezeichnet wird. Im Pumpenraum 6 ist ein ebenfalls sichelförmiges Trennstück 7 angeordnet, das den Pumpenraum 6 in einen Saugraum 8 und einen Druckraum 9 teilt. Der Saugraum 8 kommuniziert mit einem Pumpeneinlass 10, der als Bohrung ausgeführt ist und quer, d.h. achsparallel zur Innenzahnradpumpe 1 von einer Seite in den Saugraum 8 des Pumpenraums 6 mündet. Der Druckraum 9 kommuniziert mit einem Pumpenauslass 11, der ebenfalls als Bohrung ausgeführt ist und von einer Seite in den Druckraum 9 des Pumpenraums 6 mündet.
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Das Trennstück 7 liegt mit einer hohlzylindrischen Innenseite an Zahnköpfen von Zähnen des Ritzels 2 und mit einer zylindrischen Außenseite an Zahnköpfen von Zähnen des Hohlrads 3 an, so dass es Fluid in Zahnzwischenräumen zwischen den Zähnen des Ritzels 2 und des Hohlrads 3 einschließt. Durch einen Drehantrieb der Zahnräder 2, 3 bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 wird dadurch in von Innenzahnradpumpen an sich bekannter Weise Fluid vom Saugraum 8 in den Druckraum 9 gefördert. Bei der vorgesehenen Verwendung der Innenzahnradpumpe 1 in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ist das geförderte Fluid Bremsflüssigkeit.
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Das Trennstück 7 weist in seiner Längs- bzw. Umfangsmitte ein ovales, schräg zu einer Radialen und schräg zu einer Umfangsrichtung ausgerichtetes Langloch 12 auf, mit dem es auf einem Stift 13 gehalten ist, der das Langloch 12 des Trennstücks 7 achsparallel zu den Zahnrädern 2, 3 der Innenzahnradpumpe 1 durchsetzt und der in der Innenzahnradpumpe 1 ortsfest befestigt ist. Das ovale Langloch 12 in der Mitte des Trennstücks 7 ist so breit wie ein Durchmesser des Stifts 13 und etwas länger als der Durchmesser des Stifts 13, der das Langloch 12 durchsetzt, so dass das Trennstück 7 nach innen und nach außen im Pumpenraum 6 der Innenzahnradpumpe 1 beweglich ist. Zusammen mit dem Stift 13 bildet das Langloch 12 eine Führung für das Trennstück 7, das das Trennstück 7 schräg zu einer Radialen und schräg zu einer Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe 1 nach innen und nach außen im Pumpenraum 6 beweglich führt. Das ovale Langloch 12 ist nur einen oder wenige Millimeter oder weniger als ein Millimeter länger als der Durchmesser des Stifts 13, so dass das Trennstück 7 um das genannte Maß im Pumpenraum 6 beweglich ist. Außerdem ist das Trennstück 7 um den Stift 13 schwenkbar, eine geometrische Achse des Stifts 13 ist zugleich Schwenkachse des Trennstücks 7.
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Während sich das Trennstück 7 an seiner Innenseite über seine gesamte Länge entlang eines Kopfkreises des Ritzels 2 erstreckt weist es auf der Außenseite an einem druckraumseitigen Ende eine Aussparung 14 auf, die sich in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung etwa bis zu einer Mitte zwischen dem druckraumseitigen Ende und dem Langloch 12 erstreckt. In der Aussparung 14 befindet sich ein Federelement 15, das das Trennstück 7 mit einem Moment beaufschlagt, das ein Ende des Trennstücks 7 nach innen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Ritzels 2 und das andere Ende nach außen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Hohlrads 3 beaufschlagt. Dadurch wird eine gute Abdichtung zwischen dem Trennstück 7 und den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels 2 und des Hohlrads 3 erreicht. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das weiter zum Druckraum 9 vorstehende innere Ende des Trennstücks 7 nach innen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Ritzels 2 beaufschlagt, was allerdings nicht zwingend für die Erfindung ist. Die Anordnung der Aussparung 14 innen oder außen am Trennstück 7 richtet sich nach der Richtung der Kraft des Federelements 15: Die Aussparung 14 wird so angeordnet, dass eine Druckbeaufschlagung der mit dem Druckraum 9 kommunizierenden Aussparung 14 ein Moment auf das Trennstück 7 in derselben Richtung wie das Federelement 14 bewirkt. Wirkt die Federkraft des Federelements 15 wie in der Ausführungsform am druckraumseitigen Ende des Trennstücks 7 nach innen, wird die Aussparung 14 außen am Trennstück vorgesehen oder umgekehrt. Das Langloch 12, mit dem das Trennstück 7 auf dem Stift 13 gehalten ist, hält das Trennstück 7 nicht nur schwenkbar sondern wie oben beschrieben auch nach innen und nach außen beweglich. Die Schwenkbarkeit des Trennstücks 7 und seine Beweglichkeit nach innen und nach außen ermöglichen eine Selbstausrichtung des Trennstücks 7 so, dass es an einem Ende an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels 2 und am anderen Ende an den Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads 3 anliegt.
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In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement 14 eine einfache und preisgünstige Biegefeder nämlich ein Stück Federdraht. In unverformtem Zustand ist der Federdraht gerade. Ein Ende des Federdrahts, der die Biegefeder bildet, ist in ein Sackloch im Trennstück 7 eingepresst oder in sonstiger Weise starr am Trennstück 7 befestigt. Der die Biegefeder bildende Federdraht steht in Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe 1 in die Aussparung 14 des Trennstücks 7 vor, er untergreift einen Stift 16, der den Pumpenraum 6 in der Aussparung 13 des Trennstücks 7 quer durchsetzt, auf einer Innenseite und ist elastisch vorgespannt und dadurch in der Umfangsrichtung gekrümmt. Durch die Vorspannung bewirkt das Federelement 15 das das Trennstück 7 beaufschlagende Moment. Der Verlauf des Langlochs 12 im Trennstück 7 schräg zur Radialen ermöglicht die beschriebene und gewünschte Beweglichkeit des Trennstücks 7 nach innen und nach außen und bewirkt die Beaufschlagung des Trennstücks 7 durch das Federelement 15 mit einem Moment, das das Trennstück 7 nicht insgesamt nach innen beaufschlagt, sondern eine Ende des Trennstücks 7 nach innen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Ritzels 2 und das andere Ende des Trennstücks 7 nach außen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Hohlrads 3.
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Anstelle eines Federdrahts ist auch die Verwendung einer Blattfeder als Biegefeder und Federelement möglich, die in einem Schlitz im Trennstück 7 starr befestigt ist (nicht dargestellt). Andere Federelemente sind von der Erfindung nicht ausgeschlossen.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007050820 A1 [0004]
