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Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Innenzahnradpumpe ist insbesondere zur Verwendung in einer schlupfgeregelten- und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage vorgesehen anstelle einer dort üblicherweise verwendeten Kolbenpumpe, welche oft, wenn auch nicht unbedingt treffend, als Rückförderpumpe bezeichnet wird.
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Stand der Technik
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Die Offenlegungssschrift
DE 10 2013 201 384 A1 offenbart eine Innenzahnradpumpe für eine schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage, die zu einem Einbau in eine zylindrische Ansenkung eines Hydraulikblocks einer Schlupfregelung der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist. Dabei bildet der Hydraulikblock ein Pumpengehäuse der Innenzahnradpumpe. Die Innenzahnradpumpe weist ein Hohlrad und ein Ritzel auf, das exzentrisch so im Hohlrad angeordnet ist, dass es mit dem Hohlrad kämmt. Das Ritzel ist drehfest auf einer Pumpenwelle angeordnet, die zum Antrieb der Innenzahnradpumpe drehend angetrieben wird und das auf ihr drehfeste Ritzel und über das mit dem Hohlrad kämmende Ritzel das Hohlrad drehend antreibt. Das Ritzel ist ein außen verzahntes Zahnrad und das Hohlrad ein innen verzahntes Zahnrad, die hier zur eindeutigen Bezeichnung und Unterscheidung als Ritzel und als Hohlrad bezeichnet werden.
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Das Ritzel und das Hohlrad begrenzen einen sichelförmigen Pumpenraum zwischen sich, in dem ein Trennstück angeordnet ist, an dem innen und außen Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels und des Hohlrads anliegen, so dass das Trennstück den Pumpenraum in einen Saugraum und einen Druckraum teilt. In einer Drehrichtung des Ritzels und des Hohlrads befindet sich der Saugraum vor und der Druckraum hinter dem Trennstück. Bei einem Drehantrieb bewegen sich die Zähne des Ritzels und des Hohlrads innen und außen am Trennstück entlang und fördern in Zahnzwischenräumen Bremsflüssigkeit oder allgemein Fluid aus dem Saugraum innen und außen am Trennstück entlang in den Druckraum des Pumpenraums.
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Gegen eine Druckbeaufschlagung im Druckraum stützt sich das Trennstück der Innenzahnradpumpe in einer Umfangsrichtung an einem Widerlagerstift ab, der den Pumpenraum quer durchsetzt. Enden des Widerlagerstifts sind auf einer Seite des Ritzels und des Hohlrads in einem Loch am Grund der Ansenkung des Hydraulikblocks, in die die Innenzahnradpumpe eingebaut ist, und auf einer anderen Seite des Ritzels und des Hohlrads in einem Loch in einem Deckel gehalten, der die Ansenkung verschließt.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist ein Ende eines Widerlagerstifts, an dem sich ein Trennstück der Innenzahnradpumpe in einer Umfangsrichtung abstützt, ballig. Mit Ende ist ein Bereich des Widerlagerstifts gemeint, der sich in einem zugeordneten Loch befindet, um den Widerlagerstift in einer Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe und radial zur Innenzahnradpumpe zu halten. Ballig bedeutet eine umlaufende konvexe Erhebung. Eine Balligkeit kann einstückig mit dem Widerlagerstift oder beispielsweise durch eine auf dem Ende des Stifts angeordnete Hülse mit balliger Außenumfangsfläche verwirklicht sein. Die Balligkeit ermöglicht eine Schwenkbarkeit des Endes des Widerlagerstifts in dem Loch, in dem es gehalten ist. Dadurch legt sich das andere Ende des Widerlagerstifts an eine Umfangswand eins Lochs, in dem es gehalten ist, an, wenn sich das Trennstück bei Betrieb der Innenzahnradpumpe am Widerlagerstift abstützt. Der Widerlagerstift der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe stützt sich beiderseits eines Hohlrads, des Trennstücks und eines Ritzels der Innenzahnradpumpe ab. Das Trennstück stützt sich in Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe und evtl. auch radial zur Innenzahnradpumpe am Widerlagerstift ab, was den Widerlagerstift quer zu sich selbst belastet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist ein Winkelausgleich bei einem Winkelfluchtungsfehler und/oder Radialversatz der beiden Löcher, in denen die Enden des Widerlagerstifts gehalten sind, durch die Winkelselbstausrichtung des balligen Endes des Widerlagerstifts in dem zugeordneten Loch.
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Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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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. Es zeigen:
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1 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe ohne Pumpengehäuse;
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2 einen abgewinkelten Achsschnitt der Innenzahnradpumpe entlang Linie II-II in 1; und
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3 eine vergrößerte Funktionsskizze im Bereich eines Widerlagerstifts der Innenzahnradpumpe aus 1 und 2 radial von außen.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe 1 weist ein Hohlrad 2 und ein in dem Hohlrad 2 angeordnetes und mit dem Hohlrad 2 kämmendes Ritzel 3 auf. Das Hohlrad 2 ist ein innen verzahntes Zahnrad und das Ritzel 3 ein außen verzahntes Zahnrad, die zur eindeutigen Bezeichnung und Unterscheidung als Hohlrad 2 und als Ritzel 3 bezeichnet werden. Das Ritzel 3 ist mit einer Passfeder 4 drehfest auf einer Pumpenwelle 5, wobei eine Passfederverbindung nicht zwingend für die Erfindung ist, sondern das Ritzel 3 auch in anderer Weise drehfest auf der Pumpenwelle 5 angeordnet sein kann. Zum Antrieb der Innenzahnradpumpe 1 wird die Pumpenwelle 5 drehend angetrieben, wozu in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform ein Zahnrad 6 auf ein Ende der Pumpenwelle 5 aufgepresst ist. Das auf der Pumpenwelle 5 drehfeste Ritzel 3 dreht sich mit der Pumpenwelle 5 mit und treibt das mit ihm kämmende Hohlrad 2 ebenfalls drehend an.
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Das Hohlrad 2 ist in einen Gleitlagerring 7 eingepresst, der breiter als das Hohlrad 2 ist und mit dem das Hohlrad 2 drehbar in einer durchmessergestuften zylindrischen Ansenkung eines Pumpengehäuses 8 gleitgelagert ist. Die Ansenkung wird hier als Einbauraum 9 für die Innenzahnradpumpe 1 bezeichnet. Das Pumpengehäuse 10 ist in 1 nicht gezeichnet.
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Wie in der Stirnansicht der 1 zu sehen, begrenzen das Hohlrad 2 außen und das Ritzel 3 innen einen sichelförmigen Pumpenraum 10 zwischen sich. In dem Sichelraum 10 ist ein mehrteiliges Trennstück 11 angeordnet, das in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ebenfalls sichelförmig, allerdings in Umfangsrichtung kürzer als der Pumpenraum 10 ist. An dem Trennstück 11 liegen außen Zahnköpfe von Zähnen des Hohlrads 2 und innen Zahnköpfe von Zähnen des Ritzels 3 an. Das Trennstück 11 teilt den Pumpenraum 10 in einen Saugraum 12 und einen Druckraum 13. Der Druckraum 12 befindet sich in einer Drehrichtung des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 vor und der Druckraum 13 hinter dem Trennstück 11. Eine vorgesehene Drehrichtung des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 ist in 1 mit Kreispfeilen Q eingezeichnet. Bei einem Drehantrieb fördern das Hohlrad 2 und das Ritzel 3 in Zahnzwischenräumen Bremsflüssigkeit oder allgemein Fluid vom Saugraum 12 innen und außen am Trennstück 11 entlang in den Druckraum 13. Aufgrund der Sichelform werden solche Trennstücke 11 auch als Sicheln und die Innenzahnradpumpe 1 auch als Sichelpumpe bezeichnet.
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Das Trennstück 11 weist ein Außenteil 14 und ein Innenteil 15 auf, die zu einem Toleranzausgleich radial gegeneinander beweglich sind, damit das Außenteil 14 an den Zahnköpfen der Zähne des Hohlrads 2 und das Innenteil 15 an den Zahnköpfen der Zähne des Ritzels 3 anliegt. Eine zwischen dem Außenteil 14 und dem Innenteil 15 angeordnete Blattfeder 16 drückt das Innenteil 14 und das Außenteil 15 auseinander. Außerdem kommuniziert ein Zwischenraum zwischen dem Innenteil 14 und dem Außenteil 15 mit dem Druckraum 13, ist also druckbeaufschlagt, so dass das Außenteil 14 nach außen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Hohlrads 2 und das Innenteil 15 nach innen gegen die Zahnköpfe der Zähne des Ritzels 3 gedrückt werden. Ein Dichtelement 17 dichtet zwischen dem Außenteil 14 und dem Innenteil 15 ab.
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Gegen einen bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 im Druckraum 13 herrschenden Druck stützt sich das Trennstück 11 in der Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe 1 an einem Widerlagerstift 18 ab, der den Pumpenraum 10 an einem saugraumseitigen Stirnende des Trennstücks 11 quer durchsetzt. In Bezug auf das Trennstück 11 kann der Widerlagerstift 18 auch an anderer Stelle angeordnet sein, beispielsweise ein Loch des Trennstücks 11 durchsetzen (nicht dargestellt). Der Widerlagerstift 18 hält das Trennstück 11 in der Umfangsrichtung der Innenzahnradpumpe 1 und lässt eine Radialbewegung des Trennstücks 11 zu. In der gezeichneten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung hält ein Fangstift 19, der das Trennstück 11 quer durchsetzt, das Trennstück 11 am Widerlagerstift 18. Der Fangstift 19 ist nicht zwingend für die Erfindung.
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Enden des Widerlagerstifts 18 sind auf einer Seite des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 in einem (Sack-)Loch 20 in einem Deckel 21 und auf einer anderen Seite des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 in einem (Sack-)Loch 22 an einem Grund des Einbauraums 9 im Pumpengehäuse 8 gehalten. Der Deckel 21 ist auf einer offenen Seite in den Einbauraum 9 eingesetzt und dichtet den Einbauraum 9 ab. Als Enden des Widerlagerstifts 18 werden hier in den Löchern 20, 22 befindliche Abschnitte des Widerlagerstifts 18 bezeichnet, nicht (nur) Stirnflächen des Widerlagerstifts 18.
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Ein Ende des Widerlagerstifts 18 weist ein Übermaß, d. h. eine Übermaß- bzw. Presspassung im zugeordneten Loch 20 auf. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weist das im Loch 20 im Deckel 21 befindliche Ende des Widerlagerstifts 18 das Übermaß in Bezug zum Loch 20 auf. Das andere Ende des Widerlagerstifts 18 ist kleiner als das zugeordnete Loch 22, weist also eine Spielpassung auf. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weist das im Loch 22 im Pumpengehäuse 8 befindliche Ende des Widerlagerstifts 18 die Spielpassung auf. Das Ende des Widerlagerstifts 18 mit der Übermaßpassung im zugeordneten Loch 20 ist ballig, es weist im Loch 20 eine umlaufende rotationssymmetrische konvexe Erhebung seiner Umfangsfläche auf. Dadurch ist das eine Ende des Widerlagerstifts 18 im Loch 20 schwenkbar, so dass sich der Widerlagerstift 18 so ausrichtet, dass sein anderes Ende an einer Stelle eines Umfangs an einer Umfangswand des zugeordneten Lochs 22 anliegt, wenn sich das Trennstück 11 bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 am Widerlagerstift 18 abstützt. Bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 stützt sich der Widerlagerstift 18 beiderseits des Hohlrads 2, des Trennstücks 11 und des Ritzels 3 in den Löchern 20, 22 im Pumpengehäuse 8 und im Deckel 21 ab. Außerdem ermöglicht die Balligkeit des einen Endes des Widerlagerstifts 18 und die dadurch erreichte Schwenkbarkeit einen Ausgleich von Radialversatz und/oder Winkelfluchtungsfehler der beiden Löcher 20, 22. Eine Beaufschlagung des Trennstücks 11 mit dem Druck des Druckraums 13, gegen den sich das Trennstück 11 bei Betrieb der Innenzahnradpumpe 1 abstützt, ist in 3 durch Druckpfeile p dargestellt.
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Auf beiden Seiten ist der Pumpenraum 10 im Bereich des Trennstücks 11 und des Druckraums 13 mit Abdeckungen 23 abgedeckt, die zwischen dem Hohlrad 2 und dem Ritzel 3 und dem Grund des Pumpengehäuses 8 auf einer Seite und dem Deckel 21 auf einer anderen Seite angeordnet sind. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Abdeckungen 23 teilkreisförmige Scheiben, die sich wie gesagt über das Trennstück 11 und den Druckraum 13 erstrecken und im Bereich des Saugraums 12 ausgespart sind. Die Abdeckungen 23 weisen Löcher für den Durchtritt der Pumpenwelle 5, des Widerlagerstifts 18 und des Fangstifts 19 auf, wodurch sie axial beweglich und drehfest gehalten sind.
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Nachfolgend wird die zwischen dem Hohlrad 2 und dem Ritzel 3 einerseits und dem Grund des Pumpengehäuses 8 angeordnete Abdeckung 23 auch als Axialscheibe 24 und die zwischen dem Hohlrad 2 und dem Ritzel 3 einerseits und dem Deckel 21 andererseits angeordnete Abdeckung 23 auch als Druckscheibe 25 bezeichnet. Der Deckel 21 weist auf einer der Druckscheibe 25 zugewandten Innenseite eine flache Ansenkung auf, die sich sichelförmig über etwa 2/3 einer Länge des Trennstücks 11 in Umfangsrichtung bis ungefähr zu einem druckraumseitigen Ende des Trennstücks 11 erstreckt. Diese Ansenkung wird hier als Druckfeld 26 bezeichnet, sie kann auch in einer dem Deckel 21 zugewandten Außenseite der Druckscheibe 25 vorgesehen sein (nicht dargestellt). Durch das Druckfeld 26 mündet ein Pumpenauslass 27, der durch einen Schlitz 28 in der Druckscheibe 25 mit dem Druckraum 13 kommuniziert. Dadurch herrscht in dem Druckfeld 26 der Auslassdruck der Innenzahnradpumpe 1, die Druckscheibe 25 wird auf ihrer dem Deckel 21 zugewandten Außenseite mit dem im Druckraum 13 der Innenzahnradpumpe 1 herrschenden Druck beaufschlagt und gegen Stirnflächen des Hohlrads 2 und des Ritzels 3 gedrückt. Die Druckscheibe 25 drückt das Hohlrad 2 und das Ritzel 3, die beide axial beweglich sind, gegen die Axialscheibe 24 auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlrads 2 und des Ritzels 3, so dass der Pumpenraum 10 im Bereich des Trennstücks 11 und des Druckraums 13 seitlich abgedeckt ist.
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Die Pumpenwelle 5 ist mit einem Lager 29 auf einer dem Deckel 21 abgewandten Seite in der Axialscheibe 24 und mit einem Lager 30 im Deckel 21 drehbar gelagert. Dadurch ist eine Pumpenbaugruppe gebildet, die die Pumpenwelle 5, das Ritzel 3, das Hohlrad 2, die Lager 29, 30 der Pumpenwelle 5, den Deckel 21 sowie die Axialscheibe 24 und die Druckscheibe 25 umfasst. Die Pumpenbaugruppe ist vormontierbar, bevor sie als Ganzes in den Einbauraum 9 des Pumpengehäuses 8 eingesetzt wird und ihre Funktion lässt sich vor dem Einsetzen in das Pumpengehäuse 8 prüfen.
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In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das Pumpengehäuse 8 von einem Hydraulikblock gebildet, der Teil einer Schlupfregelung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ist. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise eine Blockierschutz-, eine Antriebsschlupf- und/oder eine Fahrdynamik- bzw. Fahrstabilitätssregelung (Schleuderschutzregelung), für die die Abkürzungen ABS, ASR und FDR bzw. ESP gebräuchlich sind. Die Innenzahnradpumpe 1 dient als Hydraulikpumpe der Schlupfregelung und ist durch eine in der Zeichnung nicht sichtbare Verbohrung des Hydraulikblocks hydraulisch mit weiteren Bauteilen der Schlupfregelung wie Magnetventilen, Hydrospeichern, Dämpfern und Rückschlagventilen verschaltet, die in Aufnahmen des Hydraulikblocks eingesetzt sind. Solche Schlupfregelungen und Hydraulikblöcke sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013201384 A1 [0002]
