-
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, die zwischen zwei axialen Begrenzungsflächen mit Hilfe von Lagereinrichtungen drehbar gelagert sind und von denen ein Antriebszahnrad durch eine Antriebswelle antreibbar ist, und mit einem Gehäuse.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2012 212 986 A1 ist eine Außenzahnradpumpe mit mindestens zwei miteinander kämmenden Außenzahnrädern bekannt, wobei zur Darstellung einer zusätzlichen Verdrängerpumpe in einem der Außenzahnräder ein zusätzlicher Verdrängerkörper in Verdrängerbauweise angeordnet ist. Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2011 087 424 B4 ist eine Außenzahnradpumpe bekannt, mit einem Gehäuse; mit: einem Paar Rotationswellen, die jeweils durch im Gehäuse vorgesehene Lager schwenkbar gelagert sind; zumindest einem Paar Zahnrädern, die jeweils an dem Paar Rotationswellen befestigt sind und extern ineinander greifen; einer Seitenplatte, die im Gleitkontakt mit einer Seitenfläche des Paars von Zahnrädern vorgesehen ist; und mit einem Abdichtungsblock, welcher einstückig folgendes beinhaltet: ein Seitenflächen-Gleitteil, das eine andere Seitenfläche des Paars von Zahnrädern gleitend berührt; und ein Zahnspitzen-Gleitteil, das Zahnspitzen der Zahnräder abdichtet, wobei: die Außenzahnradpumpe weiterhin Bewegungsbegrenzer umfasst, und zumindest ein Bewegungsbegrenzer gegenüber der ersten Seite einer Verbindungsebene der Rotationsachsen des Paars von Zahnrädern angeordnet ist und in ein Loch des Abdichtungsblocks und des Gehäuses eingefügt ist; und zumindest ein anderer Bewegungsbegrenzer gegenüber der zweiten Seite der Verbindungsebene angeordnet ist und in ein Loch des Abdichtungsblocks und des Gehäuses eingefügt ist; wobei die in den Löchern eingefügten Bewegungsbegrenzer den Abdichtungsblock darin begrenzen, sich bezüglich des Gehäuses auf einer Ebene, die senkrecht zu den Rotationswellen ist, zu bewegen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnradmaschine mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, die zwischen zwei axialen Begrenzungsflächen mit Hilfe von Lagereinrichtungen drehbar gelagert sind und von denen ein Antriebszahnrad durch eine Antriebswelle antreibbar ist, und mit einem Gehäuse, insbesondere funktionell und/oder im Hinblick auf ihre Herstellkosten, zu verbessern.
-
Die Aufgabe ist bei einer Zahnradpumpe mit zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, die zwischen zwei axialen Begrenzungsflächen mit Hilfe von Lagereinrichtungen drehbar gelagert sind und von denen ein Antriebszahnrad durch eine Antriebswelle antreibbar ist, und mit einem Gehäuse, dadurch gelöst, dass die Antriebswelle fest, insbesondere einstückig, mit einer Motorwelle verbunden und zusammen mit der Motorwelle in dem Gehäuse gelagert ist. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass eine Kupplung zwischen der Antriebswelle und der Motorwelle entfallen kann. Dadurch kann der für die Zahnradpumpe benötigte Bauraum in axialer Richtung verkleinert werden. Die Zahnradpumpe dient in einer Fluidanordnung, insbesondere einer Hydraulikanordnung, vorzugsweise zur Darstellung eines fluidischen, insbesondere hydraulischen, Pumpenaktors. Die Motorwelle gehört vorzugsweise zu einem Elektromotor. Der durch den Elektromotor angetriebene Pumpenaktor wird auch als elektrischer Pumpenaktor bezeichnet und dient zum Beispiel zum fluidischen Betätigen von Kupplungseinrichtungen und/oder Getriebeeinrichtungen, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Die miteinander kämmenden Zahnräder sind vorzugsweise als Außenzahnräder ausgeführt. Die Zahnradpumpe mit den miteinander kämmenden Außenzahnrädern wird auch als Außenzahnpumpe bezeichnet. Die axialen Begrenzungsflächen sind zum Beispiel an Deckeln oder Gehäusekörpern ausgebildet, die zusammen mit einem zwischen den Deckeln oder Gehäusekörpern angeordneten weiteren Gehäusekörper das Gehäuse der Zahnradpumpe darstellen. Zur Abdichtung der Zahnradpumpe sind vorteilhaft sowohl zwischen den Lagereinrichtungen und dem Gehäuse als auch zwischen einzelnen Gehäusekörpern beziehungsweise Deckeln der Zahnradpumpe geeignete Dichteinrichtungen angeordnet.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischengehäusekörper so mit Spiel in dem Gehäuse angeordnet ist, dass sich das Antriebszahnrad in den Zwischengehäusekörper einarbeiten kann. Die vorzugsweise feste Lagerung der Antriebswelle in dem Gehäuse hat zur Folge, dass sich das drehfest, insbesondere fest, mit der Antriebswelle verbundene Antriebszahnrad nicht mehr relativ zu dem Gehäuse bewegen kann, um sich in das Gehäuse einzuarbeiten. Hier schafft der beanspruchte Zwischengehäusekörper Abhilfe. Durch das Spiel zwischen dem Zwischengehäusekörper und dem Gehäuse wird der Zwischengehäusekörper gewissermaßen schwimmend in dem Gehäuse angeordnet. Dadurch kann ein Dichtspalt zwischen dem Antriebszahnrad und dem Zwischengehäusekörper optimiert werden. Der Zwischengehäusekörper hat vorteilhaft in allen Richtungen quer zur Antriebswelle ein ausreichendes Spiel. Spiel in allen Richtungen bedeutet bei Zugrundelegung eines kartesischen Koordinatendiagramms, dass sich der Zwischengehäusekörper sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung quer zur Antriebswelle relativ zu dem Gehäuse bewegen kann.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischengehäusekörper, quer zur Antriebswelle betrachtet, zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse, insbesondere einem Pumpengehäuse, angeordnet ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Zahnräder im Betrieb der Zahnradpumpe keinen direkten Kontakt zum Gehäuse haben. Das Gehäuse der Zahnradpumpe kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Zwischengehäusekörper ist in einem Teil des Gehäuses angeordnet, der die Zahnräder, vorzugsweise zusammen mit den Lagereinrichtungen, umgibt. Dieser Teil des Gehäuses kann auch als Pumpengehäuse bezeichnet werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischengehäusekörper, quer zur Antriebswelle betrachtet, zwischen den Lagereinrichtungen und dem Gehäuse, insbesondere einem Pumpengehäuse, angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist der Zwischengehäusekörper, quer zur Antriebswelle betrachtet, sowohl zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse als auch zwischen den Lagereinrichtungen und dem Gehäuse angeordnet. Die Lagereinrichtungen sind vorteilhaft wie herkömmliche Lagerbrillen oder Pumpenbrillen ausgeführt, die verkürzt auch als Brillen bezeichnet werden. In den Brillen sind vorteilhaft zwei Gleitlager zur Lagerung der Zahnräder miteinander kombiniert. Mit dem Zwischengehäusekörper wird ein zusätzliches Teil in die Zahnradpumpe eingebracht, das als schwimmendes Gehäuse in dem eigentlichen Gehäuse der Zahnradpumpe dient. Die Antriebswelle, die auch als Ritzelwelle bezeichnet werden kann, ist drehbar in dem Gehäuse der Zahnradpumpe gelagert. Die als Brillen ausgeführten Lagereinrichtungen „hängen“ quasi an der Antriebswelle und sind zu dieser, zum Beispiel wie bei herkömmlichen Zahnradpumpen, gleitgelagert. Der auch als zusätzliches Gehäuse bezeichnete Zwischengehäusekörper liegt um das Antriebszahnrad herum und hat zum äußeren Gehäuse, also zum eigentlichen Gehäuse der Zahnradpumpe, Spiel. Bei einem Druckaufbau im Betrieb der Zahnradpumpe wird der Zwischengehäusekörper auf einer Druckseite von dem Antriebszahnrad, das auch als Ritzel bezeichnet wird, von den Brillen weggedrückt und legt sich auf einer Saugseite an diesen an. Die Zahnräder und Brillen der Zahnräder können wie bei herkömmlichen Zahnradpumpen gestaltet sein.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischengehäusekörper, im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen die Gestalt einer Acht aufweist. Der Zwischengehäusekörper umfasst innen einen Aufnahmeraum für die beiden Zahnräder. Außen weist der Zwischengehäusekörper eine umlaufende Anlagefläche auf, mit welcher der Zwischengehäusekörper nach Überwindung des bewusst vorgegebenen Spiels innen an dem eigentlichen Gehäuse der Zahnradpumpe zur Anlage kommen kann. In der Mitte weist der Zwischengehäusekörper vorteilhaft zwei Durchgangslöcher auf, die zur Darstellung von Fluidanschlüssen zum Zuführen und zum Abführen eines durch die Zahnradpumpe geförderten Fluids dienen.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle eine Rotorwelle eines Elektromotors mit einem Rotor ist. Der Elektromotor umfasst in bekannter Art und Weise einen Rotor, der relativ zu einem Stator drehbar ist.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Lagereinrichtung in axialer Richtung zwischen dem Antriebszahnrad der Zahnradpumpe und dem Rotor des Elektromotors angeordnet ist. Vorteilhaft ist nur eine gemeinsame Lagereinrichtung für den Elektromotor und die Zahnradpumpe vorgesehen. Die zentrale Lagereinrichtung ist vorzugsweise als Wälzlager ausgeführt, zum Beispiel als Rillenkugellager, insbesondere als zweireihiges Rillenkugellager. Die zweireihige Ausführung liefert den Vorteil, dass mit der zentralen Lagereinrichtung auch Querkräfte abgestützt werden können.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Lagereinrichtung an einem dem Elektromotor abgewandten Ende der Antriebswelle vorgesehen ist. Die optionale zusätzliche Lagereinrichtung ist vorteilhaft als Gleitlager ausgeführt. Der Elektromotor benötigt besonders vorteilhaft keine eigene Lagereinrichtung.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zahnradpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe als Reversierpumpe ausgeführt ist. Die als Reversierpumpe ausgeführte Zahnradpumpe kann bidirektional betrieben werden.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Antriebswelle und/oder einen Zwischengehäusekörper für eine vorab beschriebene Zahnradpumpe. Die Antriebswelle und der Zwischengehäusekörper sind separat handelbar.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter der Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine Zahnradpumpe mit einem Zwischengehäusekörper und mit einer Antriebswelle im Längsschnitt und
- 2 die Zahnradpumpe aus 1 im Querschnitt durch den Zwischengehäusekörper.
-
In den 1 und 2 ist eine Zahnradpumpe 1 in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Die Zahnradpumpe 1 ist als Außenzahnradpumpe mit einem Pumpengehäuse 2 ausgeführt. Das Pumpengehäuse 2 umfasst einen Gehäusekörper 3, der einstückig mit einem Deckel 4 verbunden ist.
-
Das Pumpengehäuse 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Pumpentopf ausgeführt, wobei der Deckel 4 einen Boden des Pumpentopfes darstellt. Anders als dargestellt, kann das Pumpengehäuse 2 auch mehrteilig ausgeführt sein. Auf der dem Deckel 4 abgewandten Seite ist das Pumpengehäuse 2 durch einen Trenngehäusekörper 5 abgeschlossen.
-
In dem Gehäusekörper 3 des Pumpengehäuses 2 befindet sich ein angetriebenes Zahnrad 6, das auch als Antriebszahnrad oder Ritzel bezeichnet wird, mit einem getriebenen Zahnrad 8 in Eingriff. Die beiden Zahnräder 6, 8 sind als Außenzahnräder ausgeführt. Das Zahnrad 6 ist durch eine Antriebswelle 7 angetrieben. Das Zahnrad 8 ist an einer Welle 9 befestigt.
-
Die Zahnräder 6, 8 sind mit Hilfe der Wellen 7, 9 parallel zueinander gelagert. Zur Lagerung der Wellen 7, 9 mit den Zahnrädern 6, 8 dienen Lagereinrichtungen 10, 11, die als Pumpenbrillen oder Lagerbrillen ausgeführt sind. Die Pumpenbrillen oder Lagerbrillen 10, 11 werden verkürzt auch als Brillen bezeichnet.
-
Der Deckel 4 und der Trenngehäusekörper 5 stellen mit ihren einander zugewandten Flächen axiale Begrenzungsflächen 12, 13 dar. Zwischen den axialen Begrenzungsflächen 12, 13 und den Brillen 10, 11 sind innere Dichtungen 15, 18 angeordnet. Zwischen den axialen Begrenzungsflächen 12, 13 und einem Zwischengehäusekörper 40 sind äußere Dichtungen 16, 19 angeordnet.
-
Der Trenngehäusekörper 5 schließt ein Motorgehäuse 20 mit einem Gehäusekörper 21 auf der in 1 linken Seite ab. Auf der in 1 rechten Seite ist das Motorgehäuse 20 mit einem Deckel 31 abgeschlossen, der einstückig mit dem Gehäusekörper 21 verbunden ist. Anders als dargestellt, kann das Motorgehäuse 20 auch mehrteilig ausgeführt sein.
-
In dem Motorgehäuse 20 ist ein Elektromotor 22 mit einem Stator 23 und einem Rotor 24 angeordnet. Der Rotor 24 des Elektromotors 24 ist antriebsmäßig mit einer Motorwelle 25 verbunden, die auch als Rotorwelle bezeichnet wird. Die Motorwelle oder Rotorwelle 25 ist einstückig mit der Antriebswelle 7 der Zahnradpumpe 1 verbunden.
-
Die Kombination aus der Antriebswelle 7 der Zahnradpumpe 1 und der Motorwelle 25 oder Rotorwelle des Elektromotors 22 wird der Einfachheit halber im Folgenden auch als Antriebswelle 7 bezeichnet. Die Antriebswelle 7 ist durch eine zentrale Lagereinrichtung 26 gelagert. Die zentrale Lagereinrichtung 26 ist als doppelreihiges Rillenkugellager ausgeführt und in einer Ausnehmung 27 des Trenngehäusekörpers 5 angeordnet. Die zentrale Lagereinrichtung 26 stellt gegebenenfalls vorteilhaft die einzige Lagereinrichtung für die Antriebswelle 7 dar.
-
Eine optionale zusätzliche Lagereinrichtung 28 ist einem dem Elektromotor 22 abgewandten Ende 29 der Antriebswelle 7 zugeordnet. Das Ende 29 der Antriebswelle 7 ist in einer Ausnehmung 34 eines Ansatzes 33 des Deckels 4 zum Beispiel gleitend gelagert.
-
Das Pumpengehäuse 2 stellt zusammen mit dem Trenngehäusekörper 5 und dem Motorgehäuse 20 ein Gehäuse 30 dar, das auch als Aktorgehäuse bezeichnet wird, wenn die Zahnradpumpe 1 zur Darstellung eines fluidischen Pumpenaktors verwendet wird.
-
In 2 sieht man, dass der Zwischengehäusekörper 40 die Gestalt einer Acht mit zwei Aufnahmeräumen 43, 44 für die Zahnräder 6, 8 aufweist. Darüber hinaus weist der Zwischengehäusekörper 40 seitlich zwei Durchgangslöcher 45, 46 auf. In die Durchgangslöcher 45, 46 sind unter Zwischenschaltung von Dichtungen zwei Anschlussstutzen 47, 48 eingesteckt, die sich, ebenfalls unter Zwischenschaltung von Dichtungen, durch den Gehäusekörper 3 des Pumpengehäuses 2 erstrecken. Die Anschlussstutzen 47, 48 stellen zwei Fluidanschlüsse 51, 52 zum Zuführen beziehungsweise Abführen von Fluid im Betrieb der als Reversierpumpe ausgeführten Zahnradpumpe 1 dar.
-
Durch Pfeile 41, 42 ist angedeutet, dass der Zwischengehäusekörper 40 mit Spiel in beiden beziehungsweise in allen Richtungen in dem Gehäusekörper 3 des Pumpengehäuses 2 schwimmend angeordnet ist. Das Spiel 41, 42 ist so bemessen, dass sich der Zwischengehäusekörper 40 nicht an dem Gehäusekörper 3 des Pumpengehäuses 2 abstützt, sondern an den Lagerbrillen 10, 11 auf der Antriebswelle 7.
-
Die durchgehende Antriebswelle 7 ist fix gelagert und kann sich nicht so bewegen, wie eine herkömmliche Pumpenwelle. Aus diesem Grund ist der Zwischengehäusekörper 40 mit ausreichendem Spiel 41, 42 in dem Gehäusekörper 3 des Pumpengehäuses 2 angeordnet. Im Betrieb der Zahnradpumpe 1 wird der Zwischengehäusekörper 40 druckbedingt an das Antriebszahnrad 6 herangedrückt, so dass sich das Antriebszahnrad 6 in den Zwischengehäusekörper 40 einarbeiten kann. Dadurch wird vorteilhaft ein enger Spalt zwischen dem Antriebszahnrad 6 und dem Zwischengehäusekörper 40 hergestellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zahnradpumpe
- 2
- Pumpengehäuse
- 3
- Gehäusekörper
- 4
- Deckel
- 5
- Trenngehäusekörper
- 6
- angetriebenes Zahnrad
- 7
- Antriebswelle
- 8
- getriebenes Zahnrad
- 9
- Welle
- 10
- Lagereinrichtung
- 11
- Lagereinrichtung
- 12
- axiale Begrenzungsfläche
- 13
- axiale Begrenzungsfläche
- 15
- innere Dichtung
- 16
- äußere Dichtung
- 18
- innere Dichtung
- 19
- äußere Dichtung
- 20
- Motorgehäuse
- 21
- Gehäusekörper
- 22
- Elektromotor
- 23
- Stator
- 24
- Rotor
- 25
- Motorwelle
- 26
- zentrale Lagereinrichtung
- 27
- Ausnehmung
- 28
- zusätzliche Lagereinrichtung
- 29
- Ende
- 30
- Gehäuse
- 31
- Deckel
- 33
- Ansatz
- 34
- Ausnehmung
- 40
- Zwischengehäusekörper
- 41
- Spiel
- 42
- Spiel
- 43
- Aufnahmeraum
- 44
- Aufnahmeraum
- 45
- Durchgangsloch
- 46
- Durchgangsloch
- 47
- Anschlussstutzen
- 48
- Anschlussstutzen
- 51
- Fluidanschluss
- 52
- Fluidanschluss
-
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 102012212986 A1 [0002]
- DE 102011087424 B4 [0002]
