DE102017127916A1

DE102017127916A1 - Außenzahnradpumpe mit Dichtung

Info

Publication number: DE102017127916A1
Application number: DE102017127916.4A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bastian; Roshan Willeke; Marko Heyne
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), zwei gegensinnig angetriebenen, außenverzahnten sowie in einem Aufnahmeraum (3) des Gehäuses (2) angeordneten Pumpenrädern (4a, 4b), einem die Pumpenräder (4a, 4b) von einer axialen Seite her abstützenden Lagerelement (5), wobei das Lagerelement (5) zwei Aufnahmelöcher (6a, 6b) aufweist und in jedem Aufnahmeloch (6a, 6b) eine mit einem der Pumpenräder (4a, 4b) drehfest verbundene Triebwelle (7a, 7b) gelagert ist, sowie mit einer zwischen einer axialen Seite (8a) des Lagerelementes (5) und dem Gehäuse (2) angeordneten sowie einen Saugbereich von einem Druckbereich abgrenzenden Dichtung (9), wobei ein seitens des Gehäuses (2) anliegender erster Dichtbereich (10) der Dichtung (9) und/oder ein seitens des Lagerelementes (5) anliegender zweiter Dichtbereich (11) der Dichtung (9) als eine elastisch verformbare Dichtlippe (12) ausgeformt ist, wobei die Dichtlippe (12) so ausgebildet und orientiert ist, dass sich eine durch die Dichtlippe (12) seitens des Gehäuses (2) und/oder des Lagerelementes (5) im Betrieb ausgeübte Anpresskraft mit einem Druckanstieg im Druckbereich erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe, insbesondere zum Gebrauch als Hochdruckpumpe, wie als Betätigungsorgan zur Betätigung einer Kupplung und/oder zum Beliefern eines Gangaktors mit Druck, vorzugsweise in einem Direktschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, zwei gegensinnig angetriebenen, außenverzahnten sowie in einem Aufnahmeraum des Gehäuses angeordneten Pumpenrädern, einem die Pumpenräder von einer axialen Seite her abstützenden Lagerelement, wobei das Lagerelement zwei Aufnahmelöcher aufweist und in jedem Aufnahmeloch eine mit einem der Pumpenräder drehfest verbundene Triebwelle gelagert ist, sowie mit einer zwischen einer axialen Seite des Lagerelementes und dem Gehäuse angeordneten sowie einen Saugbereich von einem Druckbereich abgrenzenden / abdichtenden Dichtung.
Gattungsgemäße Außenzahnradpumpen sind bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart die DE 10 2012 216 122 A1 eine fluidische Fördereinrichtung mit zwei Zahnradpumpen, die jeweils ein Zahnradpaar umfassen. Das jeweilige Zahnradpaar umfasst ein angetriebenes Primärzahnrad, das mit einem Sekundärzahnrad kämmt. Primärzahnräder können durch eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben sein.
Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2012 212 986 A1 bekannt.
Die bisher im Stand der Technik eingesetzten Dichtungen zum Abdichten des Aufnahmeraums des Gehäuses zur Umgebung hin sind häufig relativ massiv ausgeführt. Zusätzlich sind Ausführungen bekannt, bei denen diese Dichtungen, zumindest im Bereich einer inneren Dichtung, zur Abtrennung vom Saug- und Druckbereich, durch Stützringe verstärkt sind. Eine relativ große Anpresskraft dieser massiv ausgebildeten Dichtungen ist die Folge. Diese Anpresskraft wird bei starken Temperaturschwankungen aufgrund der vorhandenen massiven Ausformung und der damit zusammenhängenden starken Ausdehnung noch verstärkt. Diese Anpresskraft hat wiederum zur Folge, dass mit einem bestimmten Reibdurchmesser und einem entsprechenden Haftreibwert ein erforderliches, relativ hohes Anlaufmoment der Pumpe geschaffen wird. Weiterhin hat die zwischen dem Lagerelement und dem Gehäuse innen angeordnete Dichtung das Erfordernis zu erfüllen, dass sie auch einen gewissen axialen Spielraum, innerhalb dessen sich das Lagerelement relativ zum Gehäuse axial bewegen lassen soll, kompensieren soll. Auch eine sichere Abtrennung des Saug- vom Druckbereich der Pumpe soll gewährleistet sein.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Außenzahnradpumpe zur Verfügung zu stellen, die ein möglichst geringes Anlaufdrehmoment aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein seitens des Gehäuses anliegender erster Dichtbereich der Dichtung und/oder ein seitens des Lagerelementes anliegender zweiter Dichtbereich der Dichtung als eine elastisch verformbare Dichtlippe ausgeformt ist, wobei die Dichtlippe so ausgebildet und orientiert ist, dass sich eine durch die Dichtlippe seitens des Gehäuses und/oder des Lagerelementes im Betrieb ausgeübte / aufgebrachte Anpresskraft mit einem Druckanstieg im Druckbereich erhöht.
Durch die Ausbildung der Dichtung mit zumindest einer Dichtlippe ist diese im Anfahrzustand der Außenzahnradpumpe durch eine wesentlich geringere Anpresskraft an den entsprechenden Bereich des Gehäuses oder des Lagerelementes abgestützt als in einem Betriebszustand der Außenzahnradpumpe, in dem der Solldruck vollständig ausgebaut ist. Zudem ist die Form dieser Dichtung nicht so stark von Temperaturschwankungen abhängig, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen der Fall ist. Die auf die Pumpenräder / das Lagerelement wirkende Anpresskraft nimmt somit mit einem Temperaturanstieg nicht so stark zu, wie im Stand der Technik. Auch bei Betrachtung der Längenänderungen der vorhandenen Bauteile in axialer Richtung über die Temperatur hinweg, bei denen sich der Einbauraum der Dichtung verändert, ist die Schwankung der Grundanpressung bei der eingesetzten Lippendichtung nicht so groß wie bei den massiven Querschnitten des Standes der Technik; somit weist die erfindungsgemäße Dichtung eine niedrigere „Federsteife“ auf.
Dadurch wird die Reibbelastung auf die Pumpenräder und dadurch das Anlaufmoment deutlich gesenkt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Sind sowohl der erste Dichtbereich als auch der zweite Dichtbereich jeweils in Form einer Dichtlippe ausgebildet, wird die Dichtung noch elastischer ausgebildet, sodass die entsprechende Anpresskraft beim Anfahren der Pumpe weiter reduziert werden kann.
Von Vorteil ist es auch, wenn die ersten und zweiten Dichtbereiche gemeinsam ein Nutringprofil ausbilden oder durch ein Nutringprofil gebildet sind.
Weist die Dichtung zumindest zwei an das Nutringprofil angrenzende oder das Nutringprofil partiell unterbrechende Verdickungsbereiche auf, findet eine Abdichtung des Druckbereiches relativ zum Saugbereich besonders effektiv statt.
Diesbezüglich ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Dichtung an ihren zumindest zwei Verdickungsbereichen eine größere Querschnittsfläche aufweist als im Bereich des Nutringprofils und/oder sich die zumindest zwei Verdickungsbereiche jeweils in radialer Richtung der Triebwellen betrachtet von dem Nutringprofil aus nach außen weg erstrecken. Dadurch ist die Dichtung mit den Verdickungsbereichen besonders effektiv zum Abdichten des Saug- von dem Druckbereich ausgestaltet.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die zumindest zwei Verdickungsbereiche eine im Wesentlichen rechteckförmige, weiter bevorzugt runde oder ovale, Querschnittsfläche aufweisen, wobei eine erste Seitenfläche des jeweiligen Verdickungsbereiches flächig an dem Gehäuse anliegt und eine zweite Seitenfläche des jeweiligen Verdickungsbereiches flächig an dem Lagerelement anliegt. Dadurch wird die Abdichtung weiter verbessert.
Von Vorteil ist es zudem, wenn je Pumpenrad zwei zwischen dem Saugbereich und dem Druckbereich angeordnete Verdickungsbereiche, d.h. insgesamt zumindest vier Verdickungsbereiche, vorgesehen sind, wobei entlang des Umfangs der Dichtung betrachtet zwischen jeweils zwei Verdickungsbereichen eines Pumpenrades eine fluidisch mit dem Druckbereich verbundene Kompensationsfläche an der dem Gehäuse zugewandten axialen Seite des Lagerelementes ausgebildet ist. Durch die Kompensationsfläche/-n wird die Anpresskraft des Lagerelementes seitens der Pumpenräder sowie des Gehäuses möglichst ausgeglichen.
Sind die beiden Verdickungsbereiche eines Pumpenrades in Bezug auf eine gedachte, die Rotationsachsen (/ Längsachse) der Triebwellen miteinander verbindende Bezugslinie symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet, kann die Kompensationsfläche hinsichtlich ihrer Größe und Position individuell angepasst werden.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn neben der als Innendichtung ausgebildeten Dichtung ein in radialer Richtung der Triebwellen gesehen außerhalb des Lagerelementes / der Innendichtung angeordnete Außendichtung vorhanden ist. Dadurch wird die Dichtwirkung weiter verbessert.
Die als Innendichtung ausgebildete Dichtung und die Außendichtung sind bevorzugt (stoff-)einteilig ausgeformt, weiter bevorzugt separat voneinander ausgeformt. Bei stoffeinteiliger Ausbildung der Innendichtung und Außendichtung sind die beiden Dichtungen bevorzugt zusammen in dem Gehäuse, d.h. im Gehäusedeckel oder Plattenbereich angeordnet.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Innendichtung in axialer Richtung der Triebwellen betrachtet versetzt zu der Außendichtung angeordnet ist. Dadurch kann der vorhandene Bauraum noch intensiver ausgenutzt werden.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Lagerelement zwei Dichtstellen aufweist, wobei eine erste Dichtstelle zu der ersten axialen Seite und eine zweite Dichtstelle zu einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite (des Lagerelementes) angeordnet ist und an jeder Dichtstelle eine Dichtung vorgesehen / vorhanden ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine Brillendichtung (Dichtung) für eine Außenzahnradpumpe umgesetzt, wobei eine äußere Deckeldichtung (Außendichtung) massiv ausgeführt sein kann und eine innere Brillendichtung (Dichtung) durch ein Nutringprofil mit Lippen (Dichtlippen) ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert sind.
Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Schnittebene entlang zweier, jeweils ein Pumpengrad, aufnehmender Triebwellen verläuft, sodass die jeweiligen Dichtstellen zum Abdichten des Aufnahmeraums des Gehäuses von der Umgebung sowie zum Abdichten eines Saugbereichs von einem Druckbereich zu erkennen sind,
2 eine Detaildarstellung des in 1 mit „II“ gekennzeichneten Bereichs, wobei an einer ersten Dichtstelle eine als Innendichtung ausgeführte erfindungsgemäße Dichtung sowie eine radial außerhalb dieser Innendichtung angeordnete Außendichtung im Querschnitt gut erkennbar sind,
3 eine Draufsicht auf die Außenzahnradpumpe nach 1 bei abgenommenem Gehäusedeckel, sodass insbesondere die Ausformungen der beiden Außen- und Innendichtungen erkennbar sind,
4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe nach 1, ähnlich zu 3, wobei sowohl auf die Darstellung des Gehäusedeckels als auch der als Innendichtung ausgeführten Dichtung sowie der Außendichtung verzichtet ist,
5 eine Draufsicht der in den 1 bis 3 eingesetzten, als Innendichtung ausgeführten Dichtung,
6 eine Querschnittdarstellung der Dichtung entlang der in 5 mit „VI-VI“ gekennzeichneten Schnittlinie,
7 eine Querschnittsdarstellung der Dichtung entlang der in 5 mit „VII-VII“ gekennzeichneten Schnittlinie,
8 eine Querschnittsdarstellung der Dichtung entlang der in 5 mit „VIII-VIII“ gekennzeichneten Schnittlinie,
9 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, in dem das Gehäuse, gegenüber 1, im Wesentlichen zweiteilig ausgeführt ist, und
10 eine Draufsicht auf einen Bereich einer erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die Dichtung, im Vergleich zu den 5 bis 8 lediglich zwei Verdickungsbereiche aufweist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Auch können die verschiedenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.
In Verbindung mit den 1 bis 8 ist die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe 1 nach einem bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die zusätzlichen in Bezug auf die 9 und 10 beschriebenen Ausführungsbeispiele sind prinzipiell gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sowie funktionierend, weshalb nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede zwischen diesen Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
Mit 1 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe 1 ein Gehäuse 2 aufweist, wobei in einem Aufnahmeraum 3 des Gehäuses 2 zwei Pumpenräder 4a und 4b drehbar gelagert sind. Die Außenzahnradpumpe 1 ist prinzipiell als eine Hochdruckpumpe ausgestaltet und in ihrem Betrieb bevorzugt Bestandteil eines Getriebes, wie eines Direktschaltgetriebes. Bevorzugt ist die Außenzahnradpumpe 1 zum Betätigen einer Kupplung und zum Beliefern eines Gangaktors dieses Getriebes mit Druck ausgebildet / eingesetzt.
Das Gehäuse 2 ist mehrteilig, nämlich dreiteilig, umgesetzt. Ein im Wesentlichen ringförmiger Grundkörper 21 des Gehäuses 2 ist hohl ausgeführt und jeweils zu einer Seite hin mit einem weiteren Bestandteil des Gehäuses 2 fest verbunden. Zu einer ersten axialen Seite des Grundkörpers 21 hin ist an den Grundkörper 21 ein Gehäusedeckel 20 des Gehäuses 2 befestigt. Zwischen dem Grundkörper 21 und dem Gehäusedeckel 20 ist eine erste Dichtstelle 26a umgesetzt, in der eine nachfolgend näher erläuterte Dichtanordnung 23 vorgesehen ist. Zu einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite des Grundkörpers 21 ist ein Plattenbereich 22 des Gehäuses 2 an dem Grundkörper 21 befestigt. Auch zwischen dem Grundkörper 21 und dem Plattenbereich 22 ist eine (zweite) Dichtstelle 26b umgesetzt, in der eine nachfolgend näher erläuterte Dichtanordnung 23 vorgesehen ist.
In dem von dem Gehäuse 2 eingeschlossenen Aufnahmeraum 3 sind die beiden Pumpenräder 4a, 4b, die hier gleich ausgeformt sind und als außenverzahnte Pumpenräder, d.h. als Außenzahnräder, umgesetzt sind, drehbar gelagert. Jedes Pumpenrad 4a, 4b ist mittels einer Triebwelle 7a, 7b drehfest gelagert. Eine erste Triebwelle 7a nimmt ein erstes Pumpenrad 4a drehfest auf. Die erste Triebwelle 7a ragt durch eine in dem Gehäuse 2, nämlich in den Plattenbereich 22, eingebrachte Öffnung 24 hindurch und ist im Betrieb mit einem entsprechenden Motor wirkverbunden. Ein weiteres zweites Pumpenrad 4b ist drehfest auf einer zweiten Triebwelle 7b aufgenommen. Die beiden Pumpenräder 4a, 4b stehen miteinander in Zahneingriff, sodass das zweite Pumpenrad 4b durch das erste Pumpenrad 4a / die erste Triebwelle 4a indirekt angetrieben ist. Die beiden Pumpenräder 4a, 4b sind somit in gegensinniger Drehrichtung angetrieben. Die beiden Triebwellen 7a und 7b sind parallel zueinander angeordnet und definieren mit ihren Längsachsen 25a, 25b die axiale Richtung des Gehäuses 2.
Die beiden Triebwellen 7a, 7b sind weiterhin in dem Aufnahmeraum 3 in einem brillenförmigen Lagerelement 5, das auch als Pumpenbrille bezeichnet ist, drehbar gelagert. Das Lagerelement 5, weist, in axialer Richtung betrachtet, mittig Aussparungsbereiche 27 auf, in denen die Pumpenräder 4a, 4b aufgenommen sind. Die Triebwellen 7a und 7b ragen jeweils durch das entsprechende Pumpenrad 4a, 4b hindurch und sind zu beiden axialen Richtungen des entsprechenden Pumpenrades 4a, 4b hin in Aufnahmelöchern 6a, 6b des Lagerelementes 5 drehbar aufgenommen. Die zweite Triebwelle 7b ist hierbei vollständig innerhalb des Aufnahmeraums 3 angeordnet.
Wie in Verbindung mit den 3 und 4 zudem zu erkennen, sind die Pumpenräder 4a, 4b in Strömungsrichtung gesehen zwischen einem ersten Anschluss 28 und einem zweiten Anschluss 29 angeordnet. Die Außenzahnradpumpe 1 ist hierbei reversibel antreibbar. Je nach Drehrichtung der sich gegensinnig zueinander drehenden und das zu fördernde Hydraulikmittel im Betrieb somit in eine gemeinsame Strömungsrichtung fördernden Pumpenräder 4a, 4b, ist der erste Anschluss 28 als Druckbereich oder Saugbereich der Außenzahnradpumpe 1 und der zweite Anschluss 29 als Saugbereich oder Druckbereich der Außenzahnradpumpe 1 ausgeführt. Ist der erste Anschluss 28 bspw. als Saugbereich ausgeführt, ist der zweite Anschluss 29 als Druckbereich ausgeführt bzw. umgekehrt. In weiteren Ausführungen ist es des Weiteren möglich, die Außenzahnradpumpe 1 auch nicht reversibel auszuführen und stattdessen mit einer festen Förderrichtung zu versehen. Dann ist der erste Anschluss 28 fest als Saugbereich und der zweite Anschluss 29 fest als Druckbereich umgesetzt.
Erfindungsgemäß ist nun zu je einer axialen Seite 8a, 8b des Lagerelementes 5 ( 1) eine Dichtstelle 26a, 26b ausgebildet, die jeweils mit einer Dichtanordnung 23 versehen sind. Die beiden Dichtstellen 26a, 26b sind im Wesentlichen gleich ausgebildet, wobei auch die entsprechenden Dichtanordnungen 23 im Wesentlichen gleich ausgeführt sind. Der Vollständigkeit halber wird daher nachfolgend lediglich ausführlich die erste Dichtstelle 26a mit deren Dichtanordnung 23 beschrieben, wobei diese Ausführungen auch für die Dichtanordnung 23 der zweiten Dichtstelle 26b gelten.
Die Dichtanordnung 23 besteht aus zwei einzelnen / separaten Dichtungen 9, 19, die gemäß einer weiteren Ausführung auch alternativ stoffeinteilig miteinander ausgebildet sind. Eine Außendichtung 19 ist radial außerhalb einer Innendichtung 9 umgesetzt, was insbesondere in 3 gut ersichtlich ist. Die Außendichtung 19 dient als Sekundärdichtung, wohingegen die Innendichtung 9 als Primärdichtung dient. Des Weiteren ist in 2 ersichtlich, dass die Außendichtung 19 eine im Wesentlichen rechteckförmige, hier quadratische, Querschnittsfläche aufweist. Alternativ dazu ist die Außendichtung 19 auch mit einer anderen Querschnittsflächenform, wie weiter bevorzugt rund oder oval, und somit bevorzugt als O-Ring, ausführbar. Die Außendichtung 19 ist zwischen dem Grundkörper 21 und dem Gehäusedeckel 20 angeordnet. Die Außendichtung 19 liegt in der ersten Dichtstelle 26a sowohl an dem Gehäusedeckel 20 als auch an dem Grundkörper 21 flächig an. Korrespondierend hierzu liegt die Außendichtung 19 seitens der zweiten Dichtstelle 26b an dem Grundkörper 21 und dem Plattenbereich 22 flächig an. Die Außendichtung 19 ist jeweils in einer Aufnahmenut 31 seitens des Gehäusedeckels 20 bzw. des Plattenbereiches 22 angeordnet.
Die erfindungsgemäße Innendichtung 9, nachfolgend als Dichtung 9 bezeichnet, ist anders als die Außendichtung 19 ausgeformt, nämlich als Lippendichtung ausgeführt, d.h. mit zwei Dichtlippen 12 versehen. Die Dichtung 9, wie in den 2, 7 und 8 gut zu erkennen, weist zwei Dichtbereiche 10 und 11 auf. Ein erster Dichtbereich 10 der Dichtung 9 ist als (erste) Dichtlippe 12 ausgeführt und liegt seitens des Gehäuses 2, nämlich seitens des Gehäusedeckels 20 dicht an. Ein zweiter Dichtbereich 11 der Dichtung 9 ist ebenfalls als (zweite) Dichtlippe 12 ausgeformt und liegt an der ersten axialen Seite 8a des Lagerelementes 5 dicht an.
Die Dichtung 9 ist in einer komplementär zu ihr ausgeformten Nutkontur 30, die stirnseitig zu der ersten Seite 8a in das Lagerelement 5 eingebracht ist, aufgenommen (3 und 4). Die nähere Erstreckung und Ausformung der Dichtung 9 ist besonders gut in Verbindung mit den 3 sowie 5 bis 8 ersichtlich. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Dichtung 9 eine im Wesentlichen doppelnierenförmige Erstreckung auf. Die Dichtung 9 verläuft ringförmig durchgängig entlang ihres Umfangs um die Triebwellen 7a und 7b herum.
Die Dichtung 9 weist somit im Wesentlichen ein Nutringprofil 13 auf, das in Umfangsrichtung / entlang des Umfangs der Dichtung 9 verläuft. Das Nutringprofil 13 ist in den Schnittdarstellungen der 7 und 8 gut erkennbar. Das Nutringprofil 13 ist partiell, d.h. an einzelnen, hier vier, Umfangsstellen durch einen Verdickungsbereich 14 unterbrochen. Der jeweilige Verdickungsbereich 14, wie in 6 im Querschnitt gut zu erkennen, weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsfläche auf und bildet somit eine gegenüber dem Nutringprofil 13 vergrößerte Dichtfläche / Querschnittsfläche aus. Je Pumpenrad 4a, 4b sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Verdickungsbereiche 14 vorgesehen. Die Verdickungsbereiche 14 jedes Pumpenrades 4a, 4b, d.h. die beiden Verdickungsbereiche 14 in der linken Hälfte der 5 sowie die beiden Verdickungsbereiche 14 in der rechten Hälfte der 5 sind untereinander in Bezug auf eine Bezugslinie 18 symmetrisch zueinander angeordnet. In weiteren Ausführungen ist jedoch auch eine asymmetrische Anordnung prinzipiell möglich. Die Bezugslinie 18 bildet im eingesetzten Zustand nach 3 eine Verbindungslinie der beiden Rotationsachsen / Längsachsen 25a, 25b der Triebwellen 7a, 7b aus.
Eine erste Seitenfläche 15 des jeweiligen Verdickungsbereiches 14 liegt dicht an dem Gehäuse 2, nämlich an dem Gehäusedeckel 20, an, wohingegen eine der ersten Seitenfläche 15 abgewandte zweite Seitenfläche 16 des Verdickungsbereiches 14 dichtend an dem Lagerelement 5 anliegt. Zudem erstreckt sich der Verdickungsbereich 14 in radialer Richtung der Triebwellen 7a, 7b betrachtet von dem Nutringprofil 13 nach außen und erweitert sich in radialer Richtung nach außen, in einer gedachten Erstreckungsebene der Dichtung 9 gesehen. Dadurch ergibt sich eine im Wesentlichen pilzförmige Ausbildung des jeweiligen Verdickungsbereiches 14; bzw. weist der Verdickungsbereich 14 eine im Wesentlichen omegaförmige Außenkontur, bei Betrachtung nach 5 von der Oberseite, auf.
In Verbindung mit 3 ist weiterhin zu erkennen, dass bei eingesetzter Dichtung 9 zwischen den beiden Verdickungsbereichen 14 des jeweiligen Pumpenrades 4a, 4b eine Kompensationsfläche 17a, 17b an dem Lagerelement 5 geschaffen ist. Die Kompensationsflächen 17a, 17b sind fluidisch, hier hydraulisch, mit dem zweiten Anschluss 29 bzw. dem ersten Anschluss 28 in dem jeweiligen Betriebszustand der Außenzahnradpumpe 1, jedoch stets mit dem Druckbereich, verbunden. Zusätzlich ist zu dem jeweiligen Anschluss 28, 29 / Ausgang hin eine Kompensationsfläche 17c, 17d an dem Lagerelement 5 geschaffen. Eine dritte Kompensationsfläche 17c ist hierbei seitens des ersten Anschlusses 28 angeordnet und eine vierte Kompensationsfläche 17d ist seitens des zweiten Anschlusses 29 angeordnet und mit diesem verbunden. Je nachdem, an welchem Anschluss 28, 29 der Druckbereich der Außenzahnradpumpe 1 vorliegt, wird somit auch eine der beiden Kompensationsflächen 17c oder 17d mit Druck beaufschlagt. Je nach Positionierung der Verdickungsbereiche 14 können diese mit dem jeweiligen Anschluss 28, 29 fluidisch verbundenen Kompensationsflächen 17c oder 17d in ihrer Größe angepasst werden.
In Verbindung mit 9 ist des Weiteren in einem zweiten Ausführungsbeispiel zu erkennen, dass der Plattenbereich 22 auch stoffeinteiliger Bestandteil des Grundkörpers 21 sein kann. Daher ist seitens der zweiten Dichtstelle 26b auf eine Außendichtung 19 gar verzichtet.
In Verbindung mit 10 ist gemäß einem weiteren dritten Ausführungsbeispiel die Anzahl der Verdickungsbereiche 14 variabel. Demnach ist es auch möglich, lediglich insgesamt nur zwei Verdickungsbereiche 14 (je Pumpenrad 4a, 4b einen Verdickungsbereich 14), die den Druckbereich von dem Saugbereich abdichten, vorzusehen.
In anderen Worten ausgedrückt, ist nun erfindungsgemäß eine Brillendichtung (Dichtung 9) umgesetzt, die im drucklosen Zustand der Außenzahnradpumpe 1 eine möglichst geringe Anpresskraft erzeugt, um ein kleines Anfahrmoment zu bewirken und trotzdem die Abdichtung zuverlässig zu gewährleisten (5 bis 8). Zudem kann ein Zwischenbereich vorhanden sein, der für beide Drehrichtungen der Pumpe 1 mehr Kompensationsfläche 17a, 17b zur Verfügung stellt (3). Die äußere Dichtung (Außendichtung 19), also die Deckeldichtung, kann weiterhin massiv ausgeführt sein, also z. B. mit Rechteck-Profil. Bei der inneren Dichtung 9, der Brillendichtung, der massive Querschnitt durch ein Nutringprofil 13 mit Lippen (Dichtlippen 12) ersetzt. Das hat den Vorteil, dass dann die Lippen 12 der Dichtung 9 im Stand nur mit einer kleinen Anpresskraft an den Brillen (Lagerelement 5) anliegen, die gerade so groß ist, dass über Lebensdauer immer sichergestellt ist, dass die Lippen 12 sicher anliegen. Im Betrieb sorgt der Betriebsdruck dafür, dass eine ausreichende Abdichtung sichergestellt ist; je nach Druckhöhe wird so für eine mehr oder weniger hohe Anpressung der Dichtlippe 12 an die Pumpenbrille 5 gesorgt. Die Lippen 12 sind im Bereich von Stegen (Verdickungsbereich 14 nach unten gezogen, um im Bereich der Stege 14 eine linien- bzw. flächenförmige Abdichtung zu gewährleisten (6). Die Stege 14 sind nun bei der Brillendichtung 9 von der Außendichtung 19 abgetrennt. Dadurch wird die Abdichtung vom Saug- zum Druckbereich erschwert. Die erfindungsgemäße Lösung besteht somit auch in Stegen 14 mit massivem Querschnitt (6), die durch eine bestimmte radiale Verpressung und durch ihre Formgebung eines „Knubbels“ durch den Betriebsdruck in Richtung Gehäusewandung, also radial nach außen, verformt werden und so die Abdichtung vom Saug- zum Druckbereich ermöglichen. Axial erfolgt die Abdichtung im Bereich der Stege 14 durch eine Verpressung der Dichtung 9, die für eine sichere Abdichtung bei möglichst geringer Anpressung sorgt.
Wenn auf einen Zwischenbereich bei der Dichtung 9 verzichtet werden soll, kann die Brillendichtung 9 auch nur mit zwei Stegen 14 ohne Zwischenbereich ausgeführt sein (10). Auch kann die Brillendichtungen mit zwei Stegen 14 symmetrisch und asymmetrisch ausgebildet werden. Es ist z. B. möglich, die beiden Stege 14 um einen bestimmten Winkel zu verdrehen und damit die Kompensationsflächen 17c, 17d der beiden Pumpenseiten unterschiedlich groß auszubilden, also auf einer Seite eine größere Fläche 17c, 17d und damit mehr Kompensationskraft bereitzustellen, und auf der anderen Seite weniger Fläche 17c, 17d für eine kleinere Kompensationskraft bei umgekehrter Drehrichtung der Pumpe 1. Sollte auf beiden Seiten die gleiche Flächengröße benötigt werden, wird die Dichtung 9 symmetrisch ausgebildet. Asymmetrisch kann insbesondere im Fall einer reversiblen Pumpe 1 Sinn machen, wenn die Druckverhältnisse in beiden Drehrichtungen und somit auch die erforderlichen Kompensationskräfte unterschiedlich sind.
Bezugszeichenliste

1: Außenzahnradpumpe
2: Gehäuse
3: Aufnahmeraum
4a: erstes Pumpenrad
4b: zweites Pumpenrad
5: Lagerelement
6a: erstes Aufnahmeloch
6b: zweites Aufnahmeloch
7a: erste Triebwelle
7b: zweite Triebwelle
8a: erste axiale Seite
8b: zweite axiale Seite
9: Dichtung
10: erster Dichtbereich
11: zweiter Dichtbereich
12: Dichtlippe
13: Nutringprofil
14: Verdickungsbereich
15: erste Seitenfläche
16: zweite Seitenfläche
17a: erste Kompensationsfläche
17b: zweite Kompensationsfläche
17c: dritte Kompensationsfläche
17d: vierte Kompensationsfläche
18: Bezugslinie
19: Außendichtung
20: Gehäusedeckel
21: Grundkörper
22: Plattenbereich
23: Dichtanordnung
24: Öffnung
25a: Längsachse der ersten Triebwelle
25b: Längsachse der zweiten Triebwelle
26a: erste Dichtstelle
26b: zweite Dichtstelle
27: Aussparungsbereich
28: erster Anschluss
29: zweiter Anschluss
30: Nutkontur
31: Aufnahmenut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012216122 A1 [0002]
DE 102012212986 A1 [0003]

Claims

Außenzahnradpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), zwei gegensinnig angetriebenen, außenverzahnten sowie in einem Aufnahmeraum (3) des Gehäuses (2) angeordneten Pumpenrädern (4a, 4b), einem die Pumpenräder (4a, 4b) von einer axialen Seite her abstützenden Lagerelement (5), wobei das Lagerelement (5) zwei Aufnahmelöcher (6a, 6b) aufweist und in jedem Aufnahmeloch (6a, 6b) eine mit einem der Pumpenräder (4a, 4b) drehfest verbundene Triebwelle (7a, 7b) gelagert ist, sowie mit einer zwischen einer axialen Seite (8a) des Lagerelementes (5) und dem Gehäuse (2) angeordneten sowie einen Saugbereich von einem Druckbereich abgrenzenden Dichtung (9), dadurch gekennzeichnet, dass ein seitens des Gehäuses (2) anliegender erster Dichtbereich (10) der Dichtung (9) und/oder ein seitens des Lagerelementes (5) anliegender zweiter Dichtbereich (11) der Dichtung (9) als eine elastisch verformbare Dichtlippe (12) ausgeformt ist, wobei die Dichtlippe (12) so ausgebildet und orientiert ist, dass sich eine durch die Dichtlippe (12) seitens des Gehäuses (2) und/oder des Lagerelementes (5) im Betrieb ausgeübte Anpresskraft mit einem Druckanstieg im Druckbereich erhöht.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Dichtbereiche (10, 11) gemeinsam ein Nutringprofil (13) ausbilden.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (9) zumindest zwei an das Nutringprofil (13) angrenzende oder das Nutringprofil (13) partiell unterbrechende Verdickungsbereiche (14) aufweist.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (9) an ihren zumindest zwei Verdickungsbereichen (14) eine größere Querschnittsfläche aufweist als im Bereich des Nutringprofils (13) und/oder sich die zumindest zwei Verdickungsbereiche (14) jeweils in radialer Richtung der Triebwellen (7a, 7b) betrachtet von dem Nutringprofil (13) aus nach außen weg erstrecken.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Verdickungsbereiche (14) eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsfläche aufweisen, wobei eine erste Seitenfläche (15) des jeweiligen Verdickungsbereiches (14) flächig an dem Gehäuse (2) anliegt und eine zweite Seitenfläche (16) des jeweiligen Verdickungsbereiches (14) flächig an dem Lagerelement (5) anliegt.
Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass je Pumpenrad (4a, 4b) zwei zwischen dem Saugbereich und dem Druckbereich angeordnete Verdickungsbereiche (14) vorgesehen sind, wobei entlang des Umfangs der Dichtung (9) betrachtet zwischen zwei Verdickungsbereichen (14) eines Pumpenrades (4a, 4b) eine fluidisch mit dem Druckbereich verbundene Kompensationsfläche (17a, 17b) an der dem Gehäuse (2) zugewandten axialen Seite (8a) des Lagerelementes (5) ausgebildet ist.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verdickungsbereiche (14) eines Pumpenrades (4a, 4b) in Bezug auf eine gedachte, die Rotationsachsen der Triebwellen (7a, 7b) miteinander verbindende Bezugslinie (18) symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sind.
Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass neben der als Innendichtung ausgebildeten Dichtung (9) eine in radialer Richtung der Triebwellen (7a, 7b) gesehen außerhalb des Lagerelementes (5) angeordnete Außendichtung (19) vorhanden ist.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Innendichtung ausgebildete Dichtung (9) und die Außendichtung (19) einteilig oder separat voneinander ausgeformt sind.
Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (5) zwei Dichtstellen (26a, 26b) aufweist, wobei eine erste Dichtstelle (26a) zu der ersten axialen Seite (8a) und eine zweite Dichtstelle (26b) zu einer, der ersten axialen Seite (8a) abgewandten, zweiten axialen Seite (8b) angeordnet ist und an jeder Dichtstelle (26a, 26b) eine Dichtung (9) vorgesehen ist.