DE102013226852A1 - gear pump - Google Patents

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    • F04C2/088Elements in the toothed wheels or the carter for relieving the pressure of fluid imprisoned in the zones of engagement

Abstract

Die Erfindung betrifft eine als Außenzahnradpumpe ausgeführte Zahnradpumpe (1). Ein Gehäuse (6) sowie stirnseitige Abdeckungen (7, 8) weisen in ihrer den Stirnflächen (9) der Zahnräder (4, 5) benachbarten Innenwandfläche Ausnehmungen auf, welche mit der benachbarten Stirnfläche (9) des Zahnrades (4) ein zur Aufnahme des Fluides bestimmtes Ausgleichsvolumen einschließen. Diese Ausnehmungen erstrecken sich in einen Zahnzwischenraum hinein und bilden somit ein Ausgleichsvolumen für das Fluid. Indem die Zahndicke jedes Zahnes der Zahnradpaare (2) in beiden äußeren Randbereichen geringer ist als in einem mittleren Bereich zwischen den Stirnflächen (9) des Zahnrades (4), wird durch die Rotation zugleich eine seitliche Strömung des Fluides erzeugt. In Verbindung mit den Ausnehmungen wird so eine besonders wirksame Reduzierung der unerwünschten Geräuschentwicklung und eine wesentliche Verbesserung der Laufruhe ermöglicht.The invention relates to a gear pump designed as external gear pump (1). A housing (6) and end covers (7, 8) have in their end faces (9) of the gears (4, 5) adjacent inner wall surface recesses, which with the adjacent end face (9) of the gear (4) for receiving the Include fluids specific to the balance. These recesses extend into a tooth space and thus form a compensating volume for the fluid. By the tooth thickness of each tooth of the gear pairs (2) is lower in both outer edge regions than in a central region between the end faces (9) of the gear (4), the rotation is generated at the same time a lateral flow of the fluid. In conjunction with the recesses so a particularly effective reduction of unwanted noise and a significant improvement in smoothness is possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit zumindest einem zwei miteinander kämmende Zahnräder aufweisenden Zahnradpaar, die rotationsbeweglich antreibbar angeordnet sind, wobei das Zahnradpaar von einem Gehäuse umfangsseitig sowie stirnseitig von jeweils einer Abdeckung des Gehäuses eingeschlossen ist und wobei das Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Fluidanschluss derart ausgestattet ist, dass eine Rotationsbewegung der Zahnräder mit einem Fluidstrom zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss einhergeht, wobei die Flankenlinie zumindest einzelner Zähne zumindest eines Zahnrades in Richtung der Zahnbreite zumindest abschnittsweise von einer Geraden abweicht. The invention relates to a gear pump having at least one pair of meshing gears having gear pair, which are arranged rotatably driven, wherein the pair of gears is enclosed by a housing circumferentially and frontally by a respective cover of the housing and wherein the housing with a first and a second fluid connection such is equipped, that a rotational movement of the gears with a fluid flow between the first and the second fluid port is accompanied, the flank line of at least one tooth of at least one gear in the tooth width direction at least partially deviates from a straight line.

Derartige als Zahnradpumpe eingesetzte Verdrängermaschinen haben Zahnräder mit Zahnflanken, die unterschiedliche Profilformen aufweisen, welche durch eine Eingriffslinie charakterisiert werden können. Die Eingriffslinie ist dabei die Linie, entlang derer sich der Kontaktpunkt zwischen den beiden Kraft übertragenden Zahnflanken bewegt. In den meisten Fällen wird eine gerade Eingriffslinie bevorzugt, da die entsprechende Evolventenverzahnung einfach und mit hoher Genauigkeit herstellbar ist. Zudem werden solche Zahnradpumpen oftmals mit hohen Drücken betrieben, bei denen nur durch eine hohe Fertigungsgenauigkeit Leckagen am Zahnradeingriff weitgehend vermieden werden können. Such positive displacement machines used as a gear pump have toothed toothed gears which have different profile shapes which can be characterized by an engagement line. The engagement line is the line along which the contact point moves between the two force-transmitting tooth flanks. In most cases, a straight line of engagement is preferred, since the corresponding involute toothing can be produced easily and with high accuracy. In addition, such gear pumps are often operated at high pressures, in which only by a high manufacturing accuracy leaks on the gear mesh can be largely avoided.

Der Nachteil der Evolventenverzahnung besteht in der unerwünschten Geräuschbildung beim Betrieb der Zahnradpumpe, die hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass das Volumen des Quetschraumes, also des Raumes, der durch die im Eingriff befindlichen Zähne begrenzt wird, schwankt. Wenn in diesem Quetschraum eine im Wesentlichen inkompressible Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, eingeschlossen ist, kommt es zu Druckschwankungen, welche die genannten Geräusche verursachen. Die Druckpulsationen führen zu einer hohen mechanischen Belastung der Zahnradpumpe. The disadvantage of the involute toothing is the unwanted noise during operation of the gear pump, which is mainly due to the fact that the volume of the compression chamber, ie the space which is limited by the meshing teeth varies. If a substantially incompressible liquid, for example hydraulic oil, is enclosed in this crushing space, pressure fluctuations occur which cause said noises. The pressure pulsations lead to a high mechanical load on the gear pump.

Um solche Pulsationen zu verringern, wird in der DE 101 34 622 A1 vorgeschlagen, Nuten vorzusehen, durch die der radiale Abstand zwischen dem Außenumfang der Zahnräder und den Umfangswänden vergrößert ist. To reduce such pulsations, in the DE 101 34 622 A1 proposed to provide grooves through which the radial distance between the outer periphery of the gears and the peripheral walls is increased.

Bei einer Zahnradpumpe gemäß der DE 10 2006 045 932 A1 wird durch die unterschiedlichen radialen Abstände der Nuten in den Umfangswänden der Pumpenkammer eine weitere Reduktion der Druckpulsationen erreicht. In a gear pump according to the DE 10 2006 045 932 A1 is achieved by the different radial distances of the grooves in the peripheral walls of the pump chamber, a further reduction of the pressure pulsations.

Die 10 2007 046 420 A1 betrifft eine hydraulische Vorrichtung mit zwei kämmenden Zahnrädern, die jeweils eine außenliegende Schrägverzahnung aufweisen und zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite angeordnet sind, wobei an einer Stirnseite der Zahnräder wenigstens eine Steuernut vorgesehen ist. Die Steuernut stellt während der Drehung der Zahnräder periodisch eine Druckausgleichsverbindung her, die einen Ausgleich von Druckdifferenzen und -schwankungen ermöglicht. 10 2007 046 420 A1 relates to a hydraulic device with two meshing gears, each having an external helical toothing and are arranged between an inlet side and an outlet side, wherein at least one control groove is provided on an end face of the gears. The cam groove periodically establishes a pressure equalizing connection during the rotation of the gears, which allows for compensation of pressure differences and fluctuations.

Die GB 1 271 677 A bezieht sich auf eine Zahnradpumpe mit einem außenverzahnten Zahnrad und einem innenverzahnten Zahnring, der in einer kreisförmigen Aussparung eines Gehäuseringes geführt ist. In wenigstens einer Stirnwand ist eine kreisbogenförmige Drucknut und Saugnut zu beiden Seiten angeordnet. The GB 1 271 677 A refers to a gear pump with an externally toothed gear and an internally toothed ring, which is guided in a circular recess of a housing ring. In at least one end wall, a circular-arc-shaped pressure groove and suction groove is arranged on both sides.

Die EP 0 664 395 A1 bezieht sich auf eine Innenzahnradpumpe. In Umfangsrichtung erstreckt sich eine Nut, um einen allmählichen Druckausgleich in der Auslassöffnung und der Pumpkammer während des Betriebes zu ermöglichen, wodurch Geräusche und Vibrationen reduziert werden. The EP 0 664 395 A1 refers to an internal gear pump. In the circumferential direction, a groove extends to allow a gradual pressure equalization in the outlet opening and the pumping chamber during operation, whereby noise and vibration are reduced.

Aus der EP 0 769 104 B1 ist bekannt, Steuernuten und Fluid-Zuführaussparungen vorzusehen, die jeweils entsprechend dem Schrägverzahnungssprung versetzt zueinander angeordnet sind. Die Überdruckaussparungen stehen permanent mit Zwischenräumen zwischen den Zähnen der beiden Zahnräder in Verbindung. From the EP 0 769 104 B1 It is known to provide control grooves and Fluidzuführaussparungen, which are each offset according to the helical gear jump. The overpressure recesses are permanently in communication with spaces between the teeth of the two gears.

Bei Zahnrädern mit Geradverzahnung erlaubt die geringe Zähneanzahl in vielen Fällen keinen permanenten Kontakt zwischen zwei Zahnpaaren. Um einen Doppelkontakt dennoch zu ermöglichen, ist es bekannt, eine Schrägverzahnung mit ausreichender Neigung der Zähne vorzusehen. Zu den Vorteilen einer Schrägverzahnung gegenüber einer Geradverzahnung gehören zudem eine bessere Laufruhe und eine geringere Geräuschentwicklung. In spur gears, the low number of teeth in many cases does not permit permanent contact between two pairs of teeth. In order to still allow a double contact, it is known to provide a helical toothing with sufficient inclination of the teeth. The advantages of a helical toothing compared to a straight toothing also include better smoothness and less noise.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die genannten Druckschwankungen durch veränderte Formen der Zahnflanken zu minimieren. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2012 205 406 A1 eine gattungsgemäße Zahnradpumpe, bei der die Flankenlinie im mittleren Bereich gerade oder ballig verlaufen kann und in den beiden gegenüberliegenden Randbereichen gegenüber der Geraden abgewinkelt verläuft. Hierdurch soll vermieden werden, dass sich an den Rändern des Zahnrades Belastungsspitzen ergeben, welche vermeidbare Geräusche verursachen. Durch eine geeignete Auswahl der genannten Abweichung kann das Geräuschverhalten der Zahnradpumpe optimiert werden. From the prior art it is known to minimize the pressure fluctuations mentioned by changing shapes of the tooth flanks. For example, describes the DE 10 2012 205 406 A1 a generic gear pump, in which the flank line in the central region may be straight or convex and is angled in the two opposite edge regions with respect to the straight line. This is to avoid that arise at the edges of the gear load peaks that cause avoidable noise. By a suitable selection of said deviation, the noise behavior of the gear pump can be optimized.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hohe Anforderungen an die Laufruhe und das Geräuschverhalten der Zahnradpumpe zu erfüllen. Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Zahnradpumpe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. Against this background, the invention is based on the object high demands on the smoothness and noise behavior of Gear pump to meet. This object is achieved with a gear pump according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Zahnradpumpe vorgesehen, bei welcher die Zahndicke in zumindest einem lateralen Randbereich geringer ist als in einem medialen Bereich des jeweiligen Zahnes und bei der zumindest in einer Abdeckung oder einer Stirnfläche des Zahnrades eine Ausnehmung vorgesehen ist, welche zwischen der Abdeckung und der benachbarten Stirnfläche des Zahnrades ein zur Aufnahme des Fluides bestimmtes Ausgleichsvolumen einschließt. Durch die reduzierte Zahndicke im Randbereich wird in besonders effizienter Weise das zu fördernde Fluid im Bereich des Zahnkontaktes der Zahnräder des betreffenden Zahnradpaares nach außen verdrängt, welches so von einem mittigen Bereich der Zahnbreite zu beiden Seiten in Richtung der Randbereiche strömt. Indem dort eine Ausnehmung in der Abdeckung oder der Stirnfläche als Vertiefung realisiert ist, die auch als pressure control groove bezeichnet wird, kann das Fluid in diesem Bereich kontrolliert aus dem Zahnzwischenraum entweichen. Durch die nach außen geneigte oder gekrümmte Form der Zahnflanken wird das Fluid in diese Vertiefung hinein gefördert, sodass nicht erst der Druckaufbau durch den sich verkleinernden Zahnzwischenraum zu der Ausweichströmung des Fluides führt, sondern die hierfür optimierte Fluidströmung bereits durch die Form der Zahnflanken dynamisch erzeugt wird. Indem sich das Fluid somit in den Randbereichen sammelt, ist zudem der Abströmweg in die Vertiefung verkürzt, sodass das seitliche Abströmen wesentlich schneller erfolgen kann. Besonders bei hohen Drehzahlen der Zahnräder und somit bei hohen Fördergeschwindigkeiten des Fluides erweisen sich die Vertiefungen als besonders wirksam, sodass die Zahnradpumpe in einem höheren Drehzahlbereich betrieben werden kann. Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass erst die Kombination der reduzierten Zahndicke in den Randbereichen in Verbindung mit Ausnehmungen, die eine Vertiefung zur Aufnahme des verdrängten Fluides bilden, eine besonders wirksame Reduzierung der unerwünschten Geräuschentwicklung und eine wesentliche Verbesserung der Laufruhe ermöglicht. According to the invention, therefore, a gear pump is provided in which the tooth thickness is smaller in at least one lateral edge region than in a medial region of the respective tooth and in which a recess is provided at least in a cover or an end face of the toothed wheel, which between the cover and the adjacent End face of the gear includes a specific for receiving the fluid compensation volume. Due to the reduced tooth thickness in the edge region, the fluid to be delivered in the region of the tooth contact of the gears of the respective gear pair is displaced to the outside in a particularly efficient manner, which thus flows from a central region of the tooth width on both sides in the direction of the edge regions. By there a recess in the cover or the end face is realized as a depression, which is also referred to as a pressure control groove, the fluid can escape controlled in this area from the interdental space. Due to the outwardly inclined or curved shape of the tooth flanks, the fluid is conveyed into this depression, so that not only the pressure build-up due to the decreasing interdental space leads to the alternate flow of the fluid, but the fluid flow optimized for this purpose is already generated dynamically by the shape of the tooth flanks , By the fluid thus accumulates in the edge regions, also the Abströmweg is shortened into the depression, so that the lateral outflow can be done much faster. Especially at high speeds of the gears and thus at high delivery speeds of the fluid, the wells prove to be particularly effective, so that the gear pump can be operated in a higher speed range. The invention is therefore based on the surprising finding that only the combination of the reduced tooth thickness in the edge regions in conjunction with recesses forming a recess for receiving the displaced fluid, a particularly effective reduction of unwanted noise and a substantial improvement in smoothness allows.

Dabei hat es sich bereits als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Zahndicke und die Flankenlinie in beiden Randbereichen jedes Zahnes übereinstimmen, somit also in Richtung der beiden Randbereiche ein übereinstimmender Volumenstrom des Fluides mit einer Hauptrichtungskomponente parallel zu der Drehachse des Zahnrades realisiert wird. Auf diese Weise lassen sich asymmetrische Kräfteverhältnisse, die anderenfalls zu Schwingungen führen könnten, wirksam vermeiden. Beispielsweise können die Zähne in Anlehnung an eine Pfeilverzahnung gestaltet sein. It has already proven to be particularly advantageous if the tooth thickness and the flank line in both edge regions of each tooth match, thus thus in the direction of the two edge regions a matching volume flow of the fluid is realized with a main direction component parallel to the axis of rotation of the gear. In this way, asymmetric balance of forces, which could otherwise lead to vibrations, effectively avoid. For example, the teeth may be designed in accordance with an arrow toothing.

Zudem erweist es sich als besonders praxisgerecht, wenn jeweils zumindest eine Ausnehmung in beiden gegenüberliegenden, ein Zahnrad einschließenden Abdeckungen vorgesehen ist, die zudem bevorzugt kongruent und in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind. Hierdurch wird ein zu beiden Randbereichen überstimmendes Strömungsprofil realisiert und dadurch ein besonders ruhiger Lauf der Zahnradpumpe erreicht. In addition, it proves to be particularly practical if in each case at least one recess is provided in both opposite, a gear enclosing covers, which are also preferably provided congruent and in a symmetrical arrangement. As a result, an airfoil overflowing to both edge regions is realized, thereby achieving a particularly smooth running of the gear pump.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zumindest ein Ausgleichsvolumen in Drehrichtung zu einem Zahnzwischenraumbereich verschiedener, miteinander kämmender Zahnräder eines Zahnradpaares zunimmt, welches beispielsweise eine dem bei der umlaufenden Bewegung des Zahnrades stetig abnehmenden Zahnzwischenraum entsprechende Erweiterung aufweist. Hierdurch wird ein seitliches Abströmen des Fluides bei zugleich wesentlich reduzierten Druckschwankungen begünstigt. Furthermore, it is advantageous if at least one compensating volume increases in the direction of rotation to a tooth space region of different, intermeshing gears of a gear pair, which has, for example, a correspondingly decreasing in the circumferential movement of the gear tooth space expansion. As a result, a lateral outflow of the fluid is promoted at the same time significantly reduced pressure fluctuations.

Eine weitere, ebenfalls besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Zahnräder eine Schrägverzahnung aufweisen. Insbesondere soll der gerade mittlere Bereich der Flankenlinie schräg zur Drehachse des betreffenden Zahnrades verlaufen. Durch die Schrägverzahnung werden in der Zahnradpumpe die im Betrieb auftretenden Geräusche aufgrund des permanenten Eingriffes weiter reduziert. Another, also particularly advantageous embodiment of the present invention is also achieved in that the gears have a helical toothing. In particular, the straight central region of the flank line should run obliquely to the axis of rotation of the relevant toothed wheel. Due to the helical gearing, the noises occurring during operation are further reduced in the gear pump due to the permanent engagement.

Besonders vorteilhaft ist dabei auch eine Variante der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Zahnhöhe jedes Zahnes über seine gesamte Zahnbreite konstant ist, sodass also der Grat zwischen der Linksflanke und der Rechtsflanke einen geraden Verlauf aufweist und der gekrümmte Verlauf der Flankenlinie ausschließlich durch die reduzierte Zahndicke im Randbereich des jeweiligen Zahnes erreicht wird. Somit ist die Hüllfläche des Zahnrades zylindrisch und ermöglicht so einerseits eine einfache Fertigung, andererseits eine konstante Umfangsgeschwindigkeit über die gesamte Zahnbreite. Particularly advantageous is also a variant of the present invention, in which the tooth height of each tooth over its entire tooth width is constant, so that the ridge between the left flank and the right flank has a straight course and the curved course of the flank line exclusively by the reduced tooth thickness in Edge region of the respective tooth is achieved. Thus, the envelope surface of the gear is cylindrical, allowing on the one hand a simple production, on the other hand, a constant peripheral speed over the entire tooth width.

Die reduzierte Zahndicke kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, dass die Flankenlinie im Randbereich abgewinkelt ist. Besonders Erfolg versprechend ist hingegen eine Formgebung, bei welcher die Flanken im Randbereich der Zähne zumindest eines Zahnradpaares ballig ausgeführt sind, wobei der mittige Bereich der Flanken gegebenenfalls auch eben sein kann. Durch den balligen Verlauf wird eine annähernd laminare Strömung zwischen der Mitte der Zahnbreite und dem jeweiligen Randbereich des Zahnes realisiert. Die Flankenlinie folgt dabei in Richtung des Randbereiches einer beispielsweise stetig zunehmenden Krümmung. The reduced tooth thickness can be realized in a simple manner in that the flank line is angled in the edge region. Particularly promising, however, is a shape in which the flanks in the edge region of the teeth of at least one pair of gears are designed to be spherical, wherein the central region of the flanks may possibly also be flat. The convex profile realizes an approximately laminar flow between the middle of the tooth width and the respective edge region of the tooth. The flank line follows doing so in the direction of the edge region of, for example, steadily increasing curvature.

Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe ist nicht auf bestimmte Fluide oder Anwendungszwecke beschränkt. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn die Zahnradpumpe als eine Tandemaußenzahnradpumpe mit zwei separaten Druckstufen ausgeführt ist, wobei jeder Druckstufe ein Zahnradpaar zugeordnet ist. Dabei kann die erfindungsgemäße Gestaltung der Zahndicke bzw. der Ausnehmungen auf ein Zahnradpaar beschränkt sein oder aber bei beiden Zahnradpaaren realisiert werden. The gear pump according to the invention is not limited to specific fluids or applications. In contrast, it is particularly advantageous if the gear pump is designed as a tandem outer gear pump with two separate pressure levels, each pressure step is associated with a gear pair. In this case, the inventive design of the tooth thickness or the recesses may be limited to a pair of gears or be realized in both gear pairs.

Ein besonders vielversprechender Einsatz ergibt sich bei einer Variante, bei welcher die Zahnradpumpe zur Erzeugung von Schalt- und/oder Kühlöldruck für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes ausgeführt ist. Hierbei eignet sich die Erfindung in optimaler Weise als eine Tandemaußenzahnradpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Öldruckes zum Einbau in Kraftfahrzeuge der gehobenen oder Luxusfahrzeugklasse, die auch elektrisch betrieben werden können, wie dies beispielsweise bei Hybridfahrzeugen der Fall ist. Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Zahnradpumpe auch höchste Anforderungen an das Geräuschverhalten, ohne dass der hierzu erforderliche Bauraum erweitert werden muss. Zudem kann die Zahnradpumpe im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Zahnradpumpen ohne nennenswerte Mehrkosten realisiert werden. A particularly promising use results in a variant in which the gear pump is designed to generate switching and / or cooling oil pressure for a transmission of a motor vehicle, in particular a dual-clutch transmission. Here, the invention is optimally suitable as a tandem external gear pump for generating the required oil pressure for installation in motor vehicles of the upper or luxury vehicle class, which can also be operated electrically, as is the case for example in hybrid vehicles. In this case, the gear pump according to the invention also meets the highest requirements for the noise behavior, without the space required for this purpose must be extended. In addition, the gear pump can be realized in comparison to known from the prior art gear pumps without significant additional costs.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand einer Prinzipdarstellung beschrieben. Diese zeigt in The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below with reference to a schematic diagram. This shows in

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe mit einem Zahnradpaar; 1 a side view of a gear pump according to the invention with a pair of gears;

2 eine perspektivische Darstellung der Zahnradpumpe ohne das in 1 gezeigte Zahnradpaar; 2 a perspective view of the gear pump without the in 1 shown gear pair;

3 eine perspektivische Darstellung eines einzelnen Zahnes eines Zahnrades. 3 a perspective view of a single tooth of a gear.

Eine erfindungsgemäße, als Außenzahnradpumpe ausgeführte Zahnradpumpe 1 wird nachstehend anhand der 1 bis 3 näher erläutert. Die Zahnradpumpe 1 hat ein Zahnradpaar 2 mit zwei eine Schrägverzahnung aufweisenden Zahnrädern 4, 5, wie dies in 1 erkennbar ist. Die Zahnräder 4, 5 sind mittels eines nicht gezeigten Antriebes gemeinsam in Pfeilrichtung r rotationsbeweglich antreibbar und erzeugen einen Fluidstrom in Förderrichtung 3. Hierbei sind die Zahnräder 4, 5 von einem Gehäuse 6 umfangsseitig sowie stirnseitig zusätzlich von jeweils einer als Gehäusedeckel ausgeführten Abdeckung 7 sowie einer Abdeckung 8 des Gehäuses 6 eingeschlossen. Entsprechend der mittels des Antriebes eingeleiteten Rotationsbewegung wird ein Fluidstrom zwischen dem ersten und dem zweiten nicht weiter dargestellten Fluidanschluss erzeugt. Das Gehäuse 6 sowie die Abdeckungen 7, 8 weisen in ihrer den Stirnflächen 9 der Zahnräder 4, 5 benachbarten Innenwandfläche Ausnehmungen 10 auf, welche mit der benachbarten Stirnfläche 9 des Zahnrades 4 ein zur Aufnahme des Fluides bestimmtes Ausgleichsvolumen einschließen. Diese Ausnehmungen 10 erstrecken sich in einen einen Kontaktbereich der Zahnräder 4, 5 bildenden Zahnzwischenraum hinein, in dem es durch die fortschreitende Reduzierung des Zahnzwischenraumes anderenfalls zu einer schnellen Druckerhöhung kommt. Die Ausnehmungen 10 bilden somit ein Ausgleichsvolumen für das Fluid, durch welches unerwünschte Druckpulsationen zuverlässig vermieden werden können. An inventive, designed as an external gear pump gear pump 1 will be described below on the basis of 1 to 3 explained in more detail. The gear pump 1 has a gear pair 2 with two helical gears having a helical toothing 4 . 5 like this in 1 is recognizable. The gears 4 . 5 are rotatably driven by a drive, not shown together in the direction of arrow r and generate a fluid flow in the conveying direction 3 , Here are the gears 4 . 5 from a housing 6 on the periphery and on the front side additionally of a cover designed as a housing cover 7 and a cover 8th of the housing 6 locked in. According to the rotational movement introduced by means of the drive, a fluid flow is generated between the first and the second fluid connection (not shown further). The housing 6 as well as the covers 7 . 8th have in their faces 9 the gears 4 . 5 adjacent inner wall surface recesses 10 on, which with the adjacent end face 9 of the gear 4 include a compensating volume for receiving the fluid. These recesses 10 extend into a contact area of the gears 4 . 5 forming interdental space, in which it comes through the progressive reduction of the interdental space, otherwise to a rapid pressure increase. The recesses 10 thus form a compensating volume for the fluid, through which undesired pressure pulsations can be reliably avoided.

Dieser seitliche Abströmeffekt wird erfindungsgemäß dadurch maßgeblich begünstigt, dass die Zahndicke s jedes Zahnes 11 der Zahnräder 4, 5 in beiden äußeren Randbereichen 12 geringer ist als in einem mittleren Bereich 13 zwischen den Stirnflächen 9 des Zahnrades 4. In 3 ist dabei zum besseren Verständnis der gegenüber einer an sich bekannten Evolventenverzahnung abzutragende Bereich zeichnerisch hervorgehoben. Wie zu erkennen, ist die Zahnhöhe h über die gesamte Zahnbreite b konstant, während die Flankenlinien 14 in diesem Bereich gekrümmt verlaufen und somit ballige Zahnflanken 15 im Randbereich 12 realisiert werden. This lateral outflow effect is significantly promoted according to the invention in that the tooth thickness s of each tooth 11 the gears 4 . 5 in both outer edge areas 12 is less than in a middle range 13 between the faces 9 of the gear 4 , In 3 is highlighted to improve understanding of the abovementioned relative to a known involute toothing area graphically. As can be seen, the tooth height h is constant over the entire tooth width b, while the flank lines 14 curved in this area and thus crowned tooth flanks 15 at the edge 12 will be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zahnradpumpe  gear pump
22
Zahnradpaar  gear pair
33
Förderrichtung  conveying direction
44
Zahnrad  gear
55
Zahnrad  gear
66
Gehäuse  casing
77
Abdeckung  cover
88th
Abdeckung  cover
99
Stirnfläche  face
1010
Ausnehmung  recess
1111
Zahn  tooth
1212
Randbereich  border area
1313
Bereich  Area
1414
Flankenlinie  flank line
1515
Zahnflanken  tooth flanks
ss
Zahndicke  tooth thickness
hH
Zahnhöhe  tooth height
bb
Zahnbreite  tooth width
rr
Pfeilrichtung  arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10134622 A1 [0004] DE 10134622 A1 [0004]
  • DE 102006045932 A1 [0005] DE 102006045932 A1 [0005]
  • GB 1271677 A [0007] GB 1271677 A [0007]
  • EP 0664395 A1 [0008] EP 0664395 A1 [0008]
  • EP 0769104 B1 [0009] EP 0769104 B1 [0009]
  • DE 2012205406 A1 [0011] DE 2012205406 A1 [0011]

Claims (9)

Zahnradpumpe (1) mit zumindest einem zwei miteinander kämmende Zahnräder (4, 5) aufweisenden Zahnradpaar (2), die rotationsbeweglich antreibbar angeordnet sind, wobei das Zahnradpaar (2) von einem Gehäuse (6) umfangsseitig sowie stirnseitig von jeweils einer Abdeckung (7, 8) des Gehäuses (6) eingeschlossen ist und wobei das Gehäuse (6) mit einem ersten und einem zweiten Fluidanschluss derart ausgestattet ist, dass eine Rotationsbewegung der Zahnräder (4, 5) mit einem Fluidstrom zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss einhergeht, wobei die Flankenlinie (14) zumindest einzelner Zähne (11) zumindest eines Zahnrades (4, 5) in Richtung der Zahnbreite (b) zumindest abschnittsweise von einer Geraden abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahndicke (s) in zumindest einem Randbereich (12) geringer ist als in einem mittleren Bereich (13) des jeweiligen Zahnes (11) und dass zumindest in einer Abdeckung (7, 8) und/oder einer Stirnfläche (9) des Zahnrades (4, 5) eine Ausnehmung (10) vorgesehen ist, welche zwischen der Abdeckung (7, 8) und der benachbarten Stirnfläche (9) des Zahnrades (4, 5) ein zur Aufnahme des Fluides bestimmtes Ausgleichsvolumen einschließen. Gear pump ( 1 ) with at least one two meshing gears ( 4 . 5 ) having gear pair ( 2 ), which are rotatably movably driven, wherein the gear pair ( 2 ) of a housing ( 6 ) peripherally and frontally of each cover ( 7 . 8th ) of the housing ( 6 ) and wherein the housing ( 6 ) is equipped with a first and a second fluid connection such that a rotational movement of the gears ( 4 . 5 ) is associated with a fluid flow between the first and the second fluid port, wherein the flank line ( 14 ) at least individual teeth ( 11 ) at least one gear ( 4 . 5 ) in the direction of the tooth width (b) deviates at least in sections from a straight line, characterized in that the tooth thickness (s) in at least one edge region ( 12 ) is lower than in a middle range ( 13 ) of the respective tooth ( 11 ) and that at least in a cover ( 7 . 8th ) and / or an end face ( 9 ) of the gear ( 4 . 5 ) a recess ( 10 ) is provided, which between the cover ( 7 . 8th ) and the adjacent end face ( 9 ) of the gear ( 4 . 5 ) include a balance volume intended to receive the fluid. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahndicke (s) und die Flankenlinie (14) in beiden Randbereichen (12) jedes Zahnes (11) übereinstimmen. Gear pump ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the tooth thickness (s) and the flank line ( 14 ) in both border areas ( 12 ) of each tooth ( 11 ) to match. Zahnradpumpe (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest eine Ausnehmung (10) in beiden gegenüberliegenden, ein Zahnrad (4, 5) einschließenden Abdeckungen (7, 8) vorgesehen ist. Gear pump ( 1 ) according to claims 1 or 2, characterized in that in each case at least one recess ( 10 ) in both opposite, a gear ( 4 . 5 ) enclosing covers ( 7 . 8th ) is provided. Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ausgleichsvolumen in Drehrichtung zu einem Zahnzwischenraumbereich der miteinander kämmenden Zahnräder (4, 5) des Zahnradpaares (2) zunimmt. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one compensation volume in the direction of rotation to a tooth space between the intermeshing gears ( 4 . 5 ) of the gear pair ( 2 ) increases. Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (4, 5) des Zahnradpaares (2) eine Schrägverzahnung aufweisen. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gears ( 4 . 5 ) of the gear pair ( 2 ) have a helical toothing. Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe (h) jedes Zahnes (11) über seine gesamte Zahnbreite (b) konstant ist. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tooth height (h) of each tooth ( 11 ) is constant over its entire tooth width (b). Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (15) im Randbereich (12) der Zähne (11) zumindest eines Zahnrades (4, 5) ballig ausgeführt sind. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tooth flanks ( 15 ) at the edge ( 12 ) the teeth ( 11 ) at least one gear ( 4 . 5 ) are executed crowned. Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) als eine Tandemaußenzahnradpumpe mit zwei separaten Druckstufen ausgeführt ist, wobei jeder Druckstufe ein Zahnradpaar (2) zugeordnet ist. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gear pump ( 1 ) is designed as a tandem external gear pump with two separate pressure stages, each pressure stage a pair of gears ( 2 ) assigned. Zahnradpumpe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) zur Erzeugung von Schalt- und/oder Kühlöldruck für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes ausgeführt ist. Gear pump ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gear pump ( 1 ) for generating switching and / or cooling oil pressure for a transmission of a motor vehicle, in particular a dual-clutch transmission is executed.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT235700B (en) * 1960-09-06 1964-09-10 Reiners & Wiggermann Variable displacement gear pump
US3303792A (en) * 1964-04-20 1967-02-14 Roper Ind Inc Gear pump with trapping reliefs
GB1271677A (en) 1968-07-12 1972-04-26 Danfoss As Gear pumps
EP0064239A1 (en) * 1981-05-04 1982-11-10 Deere & Company Gear pump or motor
JPS59583A (en) * 1982-06-23 1984-01-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gear pump
DE2901179C2 (en) * 1978-01-18 1985-06-13 Lucas Industries Ltd., Birmingham, West Midlands hydraulic pump
EP0664395A1 (en) 1994-01-19 1995-07-26 Hobourn Automotive Limited Internal gear pump
EP0769104B1 (en) 1994-07-07 1999-09-01 David Brown Hydraulics Limited Helical gear pump or motor
DE10134622A1 (en) 2001-07-17 2003-02-06 Bosch Gmbh Robert Gear pump has slots formed in circumferential walls of pump chamber and through which radial distance between outside circumference of gearwheels and circumferential walls is increased
DE102006045932A1 (en) 2006-09-28 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Gear pump with reduced pressure pulsations on the delivery side
DE102012205406A1 (en) 2012-04-03 2013-10-10 Robert Bosch Gmbh Hydrostatic displacement machine with curved engagement line and flank line return

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT235700B (en) * 1960-09-06 1964-09-10 Reiners & Wiggermann Variable displacement gear pump
US3303792A (en) * 1964-04-20 1967-02-14 Roper Ind Inc Gear pump with trapping reliefs
GB1271677A (en) 1968-07-12 1972-04-26 Danfoss As Gear pumps
DE2901179C2 (en) * 1978-01-18 1985-06-13 Lucas Industries Ltd., Birmingham, West Midlands hydraulic pump
EP0064239A1 (en) * 1981-05-04 1982-11-10 Deere & Company Gear pump or motor
JPS59583A (en) * 1982-06-23 1984-01-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gear pump
EP0664395A1 (en) 1994-01-19 1995-07-26 Hobourn Automotive Limited Internal gear pump
EP0769104B1 (en) 1994-07-07 1999-09-01 David Brown Hydraulics Limited Helical gear pump or motor
DE10134622A1 (en) 2001-07-17 2003-02-06 Bosch Gmbh Robert Gear pump has slots formed in circumferential walls of pump chamber and through which radial distance between outside circumference of gearwheels and circumferential walls is increased
DE102006045932A1 (en) 2006-09-28 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Gear pump with reduced pressure pulsations on the delivery side
DE102012205406A1 (en) 2012-04-03 2013-10-10 Robert Bosch Gmbh Hydrostatic displacement machine with curved engagement line and flank line return

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