DE102017219415A1

DE102017219415A1 - External gear unit

Info

Publication number: DE102017219415A1
Application number: DE102017219415.4A
Authority: DE
Inventors: Guido Bredenfeld; Jakob Branczeisz; Matthias Riedle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine (24) mit zwei Zahnrädern (34,35), die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei die Zahnräder (34,35) mit Zahnradwellen (38,39) durch Lagereinrichtungen (41,41') in einem Gehäuse (25,29,30) gelagert sind.
Um eine Außenzahnradmaschine zu schaffen, die mit niedrig viskosen Medien problemlos betrieben werden kann, sind Anlaufkörper (31,31') in axialer Richtung jeweils zwischen den Lagereinrichtungen (41,41') und den Zahnrädern (34,35) angeordnet sind.

The invention relates to an external gear machine (24) with two gears (34, 35) which mesh with each other in external engagement, the gear wheels (34, 35) being provided with gear shafts (38, 39) by bearing means (41, 41 ') in a housing ( 25,29,30) are stored.
In order to provide an external gear machine that can be easily operated with low-viscosity media, start-up bodies (31, 31 ') are arranged in the axial direction between the bearing devices (41, 41') and the toothed wheels (34, 35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine mit zwei Zahnrädern, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei die Zahnräder mit Zahnradwellen durch Lagereinrichtungen in einem Gehäuse gelagert sind.The invention relates to an external gear machine with two gears, which mesh with each other in external engagement, wherein the gears are mounted with gear shafts by bearing means in a housing.

Stand der TechnikState of the art

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 216 254 A1 ist eine Außenzahnradmaschine, insbesondere eine Pumpe oder einen Motor, mit sich axial gegenüberliegend einem Niederdruckanschluss und einem Hochdruckanschluss, mit wenigstens zwei Zahnrädern bekannt, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei die Zahnräder von einem Gehäuse umgeben sind und das eine Zahnrad einen Wellenzapfen und das andere Zahnrad eine An- oder Abtriebswelle aufweist, die jeweils in einer Lagerbohrung einer einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisenden Lagerbuchse um jeweils eine Drehachse drehbar gelagert sind, wobei die Lagerbuchsen in entsprechenden Aufnahmeausnehmungen des Gehäuses aufgenommen sind, wobei die Lagerbuchsen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und/oder das Gehäuse aus Grauguss bestehen, wobei jeweils die zwei radial nebeneinander liegenden Lagerbuchsen zu einer Lagerbrille miteinander verbunden sind, wobei in die Lagerbohrungen der Lagerbuchsen einen Axialschlitz aufweisende Lagerhülsen eingesetzt sind, in denen der Wellenzapfen und die An- oder Abtriebswelle drehbar gelagert sind, wobei die Lagerhülsen ein oder zwei Verdrehsicherungsansätze aufweisen, die in eine radial in die Lagerbohrung mündende Sicherungsausnehmung ragen.From the German patent application DE 10 2012 216 254 A1 is an external gear machine, in particular a pump or a motor, with axially opposite a low-pressure port and a high-pressure port, with at least two gears are known, which mesh with each other in external engagement, the gears are surrounded by a housing and one gear is a shaft journal and the other Gear has a drive input or output shaft which are rotatably mounted in each case in a bearing bore of a substantially rotationally symmetrical cross-section bearing bushing about a rotation axis, wherein the bearing bushes are received in corresponding receiving recesses of the housing, wherein the bearing bushes of aluminum or an aluminum alloy and / or the housing made of gray cast iron, wherein each of the two radially adjacent bearing bushes are connected to a bearing glasses together, wherein in the bearing bores of the bearing bushes an axial slot bearing sleeves are used, in which the shaft journal and the input or output shaft are rotatably mounted, wherein the bearing sleeves have one or two Verdrehsicherungsansätze, which protrude into a radially opening into the bearing bore securing recess.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Außenzahnradmaschine mit zwei Zahnrädern, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei die Zahnräder mit Zahnradwellen durch Lagereinrichtungen in einem Gehäuse gelagert sind, zu schaffen, die mit niedrig viskosen Medien, wie ORC-Fluiden, problemlos betrieben werden kann.The object of the invention is to provide an external gear machine with two gears, which mesh with each other in external engagement, wherein the gears are mounted with gear shafts by bearings in a housing, which can be operated easily with low viscosity media, such as ORC fluids.

Die Aufgabe ist bei einer Außenzahnradmaschine mit zwei Zahnrädern, die im Außeneingriff miteinander kämmen, wobei die Zahnräder mit Zahnradwellen durch Lagereinrichtungen in einem Gehäuse gelagert sind, dadurch gelöst, dass Anlaufkörper in axialer Richtung jeweils zwischen den Lagereinrichtungen und den Zahnrädern angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Anlaufkörper wird auf einfache Art und Weise eine Separation von Axial- und Radiallagerung ermöglicht. Dabei wird bewusst der vermeintliche Nachteil von zwei zusätzlichen Bauteilen in Kauf genommen Die Separation von Axial- und Radiallagerung liefert den Vorteil, dass es möglich wird, Materialien einzusetzen, die für ihre jeweilige Aufgabe die bestmöglichen Eigenschaften mitbringen. So können auch extreme Anforderungen an Dichtstellen des Triebwerks der Außenzahnmaschine, wie sie bei Anwendungen mit niedrigviskosen Medien, wie ORC-Fluiden, bezüglich der hydraulischen Dichtheit gestellt werden, erfüllt werden. Darüber hinaus können die Reibeigenschaften der beteiligten Kontaktpartner durch die Separation von Axial- und Radiallagerung optimal gewählt beziehungsweise eingestellt werden, indem auch hier die jeweils bestmöglichen Materialien zum Einsatz kommen. Dadurch können vorteilhaft kleine Dichtlängen und auch kleinere Reibflächen als bei herkömmlichen Außenzahnradmaschinen realisiert werden. Die zwischen den Lagereinrichtungen und den Zahnrädern angeordneten Anlaufkörper dienen vorteilhaft zur Darstellung von Axiallagereinrichtungen. Das liefert den Vorteil, dass die zum Beispiel als Lagerbrillen ausgeführten Lagereinrichtungen als reine Radiallager ausgeführt sein können. Die Zahnräder, die das Triebwerk darstellen, können einstückig mit den Zahnradwellen verbunden sein. Die Zahnräder können aber auch, zum Beispiel mit Hilfe von Nut-Feder-Verbindungen, drehfest oder auch fest mit den Zahnradwellen verbunden sein. Die Außenzahnradmaschine kann besonders vorteilhaft mit niedrig viskosen Medien, wie ORC-Fluiden, betrieben werden. Dabei stehen die Großbuchstaben ORC für die englischen Begriffe Organic Rankine Cycle. Beispiele für ORC-Fluide sind Ethanol oder Cyclopenthan. Die beanspruchte Außenzahnradmaschine kann auch mit einem Kältemittel, wie es in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, betrieben werden. Bei dem Arbeitsmedium, mit dem die beanspruchte Außenzahnradmaschine betrieben wird, handelt es sich vorzugsweise um ein schlecht schmierendes Fluid mit einer niedrigen Viskosität. Die Viskosität des Arbeitsmediums der Außenzahnradmaschine liegt zum Beispiel zwischen 0,3 und 1,6 centistokes. Des Weiteren wird das Arbeitsmedium im Betrieb der Außenzahnradmaschine mit einem eher geringen Druck beaufschlagt. Darüber hinaus kann das Arbeitsmedium im Betrieb der Außenzahnradmaschine eine Betriebstemperatur haben, die nur einen geringen Abstand zu einer Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums aufweist. Daraus ergibt sich die Gefahr von unerwünschter Kavitation. Das Arbeitsmedium oder Arbeitsfluid ist im Betrieb der Außenzahnradmaschine in dem Arbeitsfluidraum angeordnet. In dem Arbeitsfluidraum wird das Arbeitsfluid oder Arbeitsmedium mit Druck beaufschlagt, wenn die Außenzahnradmaschine als Außenzahnradpumpe betrieben wird. Wenn die Außenzahnradmaschine als Außenzahnradmotor betrieben wird, dann gelangt mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid oder Arbeitsmedium von außen in den Arbeitsfluidraum, um den Außenzahnradmotor anzutreiben.The object is in an external gear machine with two gears, which mesh with each other in external engagement, the gears are mounted with gear shafts by bearing means in a housing, achieved in that start-up bodies are arranged in the axial direction between the storage facilities and the gears. By this arrangement, the starter body is a simple way a separation of axial and radial bearing allows. The alleged disadvantage of two additional components is deliberately accepted. The separation of axial and radial bearing provides the advantage that it is possible to use materials that bring along the best possible properties for their respective task. Thus, even extreme demands on sealing points of the engine of the external tooth machine, as they are made in applications with low-viscosity media, such as ORC fluids, with respect to the hydraulic tightness, can be met. In addition, the friction properties of the participating contact partners can be optimally selected or adjusted by the separation of axial and radial bearing, in which case the best possible materials are also used here. This advantageously small sealing lengths and smaller friction surfaces can be realized as in conventional external gear machines. The arranged between the bearing devices and the gears run-in body are advantageously used to represent Axiallagereinrichtungen. This provides the advantage that the bearings, for example, designed as bearing glasses can be designed as pure radial bearings. The gears representing the engine may be integrally connected to the gear shafts. But the gears can also, for example by means of tongue and groove connections, rotatably or firmly connected to the gear shafts. The external gear machine can be operated particularly advantageously with low-viscosity media, such as ORC fluids. The uppercase letters ORC stand for the English terms Organic Rankine Cycle. Examples of ORC fluids are ethanol or cyclopentane. The claimed external gear machine can also be operated with a refrigerant such as used in automotive air conditioning systems. The working medium with which the claimed external gear machine is operated is preferably a low-viscosity fluid having a low viscosity. The viscosity of the working medium of the external gear machine is for example between 0.3 and 1.6 centistokes. Furthermore, the working fluid is subjected to a rather low pressure during operation of the external gear machine. In addition, the working fluid may have an operating temperature during operation of the external gear, which has only a small distance to an evaporation temperature of the working fluid. This results in the risk of unwanted cavitation. The working fluid or working fluid is disposed in the working fluid space during operation of the external gear machine. In the working fluid space, the working fluid or working fluid is pressurized when the external gear machine is operated as an external gear pump. When the external gear machine is operated as an external gear motor, pressurized working fluid or working fluid enters the working fluid space from the outside to drive the external gear motor.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtungen Lagerkörper umfassen, die aus einem anderen Material als die Anlaufkörper gebildet sind. Die Lagerkörper sind vorteilhaft als Lagerbrillen beziehungsweise Lagerbuchsen ausgeführt. Je nach Ausführung können sowohl die Anlaufkörper als auch die Lagerkörper aus einem metallischen Werkstoff gebildet werden. Durch die Separation von Axial- und Radiallagerung werden aber beliebige Kombinationen, insbesondere auch mit nichtmetallischen Werkstoffen, ermöglicht. A preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the bearing means comprise bearing bodies which are formed of a different material than the starting body. The bearing body are advantageously designed as bearing glasses or bushings. Depending on the design, both the starting body and the bearing body can be formed of a metallic material. By the separation of axial and radial bearing but any combinations, especially with non-metallic materials are possible.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die Lagerkörper gebildet sind, im Vergleich zu dem Material, aus dem die Anlaufkörper gebildet sind, einen höheren Elastizitätsmodul aufweist. Somit hat das Material, aus dem Lagerkörper gebildet sind, eine höhere Druckfestigkeit, wodurch eine geringere Deformation unter Belastung der zur Radiallagerung verwendeten Lagerkörper realisiert werden kann.A further preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the material from which the bearing bodies are formed has a higher modulus of elasticity compared to the material from which the starting bodies are formed. Thus, the material, are formed from the bearing body, a higher compressive strength, whereby a lower deformation under load of the bearing body used for radial bearing can be realized.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die Anlaufkörper gebildet sind, im Vergleich zu dem Material, aus dem die Lagerkörper gebildet sind, mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: Deutlich bessere Reibeigenschaften, eine höhere Verschleißfestigkeit, eine einfachere Bearbeitbarkeit, eine bessere Dichtfunktion, bestmögliche tribologische Eigenschaften, eine Resistenz gegenüber ORC-Fluiden, eine bessere Wärmeleitfähigkeit. Die zur Axiallagerung verwendeten Anlaufkörper können aufgrund ihrer im Betrieb betragsmäßig geringeren Belastung aus einem weniger festen Werkstoff als die Lagerkörper ausgeführt werden, welcher dafür aber deutlich bessere Reibeigenschaften mit sich bringt. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass die als Radiallager genutzten Lagerkörper für vergleichsweise hohe radiale Lasten ausgelegt werden können, da weitere Effekte, wie die Bearbeitbarkeit des Materials, die Reibeigenschaften und die Dichtfunktion, nicht berücksichtigt werden müssen. Das Triebwerk mit den Zahnrädern kann daher im Endeffekt höher belastet und die Außenzahnradmaschine mit höheren Drücken betrieben werden. Die als Axiallager verwendeten Anlaufkörper können im Hinblick auf bestmögliche tribologische Eigenschaften optimiert werden, weil von den Anlaufkörpern nur eine vergleichsweise geringe axiale und faktisch keine radiale Belastung übertragen werden muss. Die Anlaufkörper können somit für niedrigste Reibverluste bei gleichzeitig hoher Medienresistenz ausgelegt werden.A further preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the material from which the starting bodies are formed, compared to the material from which the bearing bodies are formed, has at least one of the following properties: Significantly better friction properties, higher wear resistance, a easier machinability, better sealing function, best possible tribological properties, resistance to ORC fluids, better thermal conductivity. The start-up body used for axial bearing can be performed due to their operation in terms of lower amount of load from a less solid material than the bearing body, but this brings significantly better friction properties. This provides, inter alia, the advantage that the bearing bodies used as radial bearings can be designed for comparatively high radial loads, since further effects, such as the machinability of the material, the frictional properties and the sealing function, do not have to be taken into account. The engine with the gears can therefore be charged at the end higher and the external gear machine operated at higher pressures. The starting bodies used as thrust bearing can be optimized in terms of best tribological properties, because of the starting bodies only a relatively small axial and virtually no radial load must be transmitted. The starter bodies can thus be designed for the lowest frictional losses combined with high media resistance.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufkörper aus einem Kunststoffmaterial, einem Keramikmaterial und/oder einem graphitischen Material gebildet sind. Bei dem Kunststoffmaterial, aus dem die Anlaufkörper gebildet sind, handelt es sich zum Beispiel um Polytetrafluorethylen PTFE oder um Polyetheretherketon PEEK. Die Anlaufkörper können aber auch aus einem Compound-Polymer-Material gebildet sein. Bei dem Keramikmaterial handelt es sich zum Beispiel um Siliciumkarbid SiC oder um Aluminiumoxid Al₂O₃. Die Anlaufkörper können vorteilhaft mit einer Spritzschicht aus einem geeigneten Material versehen sein. A further preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the starting bodies are formed from a plastic material, a ceramic material and / or a graphitic material. The plastic material from which the starting bodies are formed is, for example, polytetrafluoroethylene PTFE or polyetheretherketone PEEK. However, the starting bodies can also be formed from a compound polymer material. The ceramic material is, for example, silicon carbide SiC or aluminum oxide Al ₂ O ₃ . The starting bodies can advantageously be provided with a sprayed layer of a suitable material.

Als Spritzschicht oder Verschleißschutzschicht können zum Beispiel diamantähnliche Schichten DLC verwendet werden.For example, diamond-like layers DLC can be used as the spray layer or wear protection layer.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufkörper aus einem Material gebildet sind, das mindestens eine Schicht umfasst, die einen Trockenschmierstoff enthält. Dadurch können die Reibeigenschaften der Anlaufkörper noch weiter verbessert werden. Als Trockenschmierstoff wird zum Beispiel Molybdaensulfid MoS₂ verwendet.Another preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the starting bodies are formed of a material comprising at least one layer containing a dry lubricant. As a result, the friction properties of the starter body can be further improved. As a dry lubricant, for example, molybdenum sulfide MoS _{2 is} used.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anlaufkörper auf einer den Zahnrädern zugewandten Seite mit einer Umsteuerkontur versehen ist. Die Umsteuerkontur dient vorteilhaft dazu, eine Hochdruckseite von einer Niederdruckseite der Außenzahnradmaschine zu trennen. Über die Gestalt der Umsteuerkontur können die Zeitpunkte festgelegt werden, zu dem einzelne Zahnkammern geöffnet oder geschlossen werden.A further preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that at least one of the starting bodies is provided on a gear wheels facing side with a Umsteuungskontur. The reversing contour is advantageously used to separate a high-pressure side from a low-pressure side of the external gear machine. About the shape of the Umsteuungskontur the times can be set to the individual tooth chambers are opened or closed.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anlaufkörper auf einer den Zahnrädern abgewandten Seite eine im Wesentlichen ebene Fläche aufweist, mit welcher der Anlaufkörper flächig an einer im Wesentlichen ebenen Fläche einer der Lagereinrichtungen anliegt. Dadurch kann im Kontaktbereich zwischen den Anlaufkörpern und den Lagerkörpern der Lagereinrichtungen eine hohe Dichtheit realisiert werden. Dadurch werden vorteilhaft auch die Herstellung der Anlaufkörper und der Lagerkörper vereinfacht.A further preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that at least one of the starting bodies on a side facing away from the gears has a substantially flat surface, with which the starting body rests flat against a substantially flat surface of one of the storage facilities. As a result, a high degree of tightness can be realized in the contact region between the starting bodies and the bearing bodies of the bearing devices. As a result, the production of the starter body and the bearing body are advantageously simplified.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anlaufkörper auf einer den Zahnrädern abgewandten Seite eine Druckentlastungsnut aufweist. Dadurch kann die Lagerbelastung verringert werden. Gleichzeitig kann die im Betrieb der Außenzahnradmaschine auftretende Leckage definiert verringert werden. Die Druckentlastungnut erstreckt sich vorteilhaft entlang der gesamten Dichtfläche der Anlaufkörper. Die Druckentlastungsnut ist, in radialer Richtung betrachtet, vorteilhaft etwas in Richtung einer Druckseite beziehungsweise Hochdruckseite versetzt angeordnet. Das liefert den Vorteil, dass die eventuellen unter Hochdruck stehenden Flächen der Anlaufkörper nicht allzu groß ausgeführt werden müssen. Dadurch wird eine unerwünschte Durchbiegung der Anlaufkörper im Betrieb der Außenzahnradmaschine verhindert. Gleichzeitig kann aber trotzdem eine ausreichende Dichtlänge dargestellt werden. Ein Querschnitt der Druckentlastungsnut stellt quasi einen Drosselquerschnitt dar und ist vorteilhaft im Hinblick auf eine zu erwartende Leckagemenge dimensioniert. Über Auslaufabschnitte ist die Druckentlastungsnut vorteilhaft an die Saugseite der Außenzahnradmaschine, insbesondere der als Pumpe betriebenen Außenzahnradmaschine, angeschlossen. Das liefert den Vorteil, dass eventuell anstehende Leckagen direkt wieder angesaugt werden können.A further preferred exemplary embodiment of the external gear machine is characterized in that at least one of the starting bodies has a pressure relief groove on a side facing away from the toothed wheels. As a result, the bearing load can be reduced. At the same time, the leakage occurring during operation of the external gear machine can be reduced in a defined manner. The pressure relief groove advantageously extends along the entire sealing surface of the starting body. The Druckentlastungsnut is, viewed in the radial direction, advantageously arranged offset slightly in the direction of a pressure side or high pressure side. This provides the advantage that the eventual high-pressure surfaces of the starter body need not be made too large. This prevents unwanted deflection of the starting body during operation of the external gear machine. At the same time, however, a sufficient sealing length can still be displayed. A cross section of the Druckentlastungsnut represents quasi a throttle cross-section and is advantageously dimensioned with regard to an expected amount of leakage. Via discharge sections, the pressure relief groove is advantageously connected to the suction side of the external gear machine, in particular the external gear machine operated as a pump. This provides the advantage that any impending leakages can be sucked back directly.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Außenzahnradmaschine, insbesondere als Außenzahnradpumpe in einem WHR-System, mit einem niedrig viskosen Medium. Dabei stehen die Großbuchstaben WHR für die englischen Begriffe Waste Heat Recovery. Das WHR-System dient vorteilhaft zur Rückgewinnung von Energie aus einem Abgas eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Zur Nutzung der Abwärme aus dem Abgas ist in einem Abgastrakt des Verbrennungsmotors ein Wärmetauscher angeordnet, der Wärme aus dem Abgas auf ein in einem Wärmekreislauf strömendes Arbeitsmedium überträgt. Das Arbeitsmedium in dem Wärmekreislauf treibt eine Expansionsmaschine an. Bei dem Wärmekreislauf handelt es sich um einen thermodynamischen Kreisprozess oder Dampfkraftprozess, der auch als Rankine-Prozess oder Clausius-Rankine-Kreisprozess bezeichnet wird. Als Expansionsmaschine wird eine Strömungsmaschine, zum Beispiel eine Turbomaschine, oder eine Verdrängermaschine, zum Beispiel eine Kolbenmaschine, eine Schraubenmaschine oder eine Scroll-Maschine, eingesetzt. In dem Kreisprozess sind des Weiteren ein Kondensator und ein Verdampfer angeordnet. Die Außenzahnradpumpe ist in dem Kreisprozess zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer angeordnet. Als Arbeitsmedium wird in dem Kreisprozess vorzugsweise ein niedrigviskoses Medium, wie ein ORC-Fluid verwendet.If appropriate, the invention also relates to a method for operating a previously described external gear machine, in particular as an external gear pump in a WHR system, with a low-viscosity medium. The capital letters WHR stand for the English words Waste Heat Recovery. The WHR system is advantageously used to recover energy from an exhaust gas of an internal combustion engine in a drive train of a motor vehicle. To utilize the waste heat from the exhaust gas, a heat exchanger is arranged in an exhaust tract of the internal combustion engine, which transfers heat from the exhaust gas to a working medium flowing in a heating circuit. The working medium in the heating circuit drives an expansion machine. The heat cycle is a thermodynamic cycle or steam power process, also known as the Rankine process or the Clausius-Rankine cycle. The expansion machine used is a turbomachine, for example a turbomachine, or a displacement machine, for example a piston machine, a screw machine or a scroll machine. In addition, a condenser and an evaporator are arranged in the cycle. The external gear pump is arranged in the cyclic process between the condenser and the evaporator. The working medium used in the cyclic process is preferably a low-viscosity medium, such as an ORC fluid.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Anlaufkörper für eine vorab beschriebene Außenzahnradmaschine. Die Anlaufkörper sind separat handelbar.The invention further relates to a starting body for a previously described external gear machine. The starter bodies can be traded separately.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein System zur Rückgewinnung von Wärme aus Abgas mit einer vorab beschriebenen Außenzahnradmaschine, insbesondere einer Außenzahnradpumpe.If appropriate, the invention also relates to a system for recovering heat from exhaust gas with a previously described external gear machine, in particular an external gear pump.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung einer Außenzahnradmaschine nach dem Stand der Technik;
2 eine Explosionsdarstellung einer beanspruchten Außenzahnradmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel mit zwei Anlaufkörpern;
3 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Außenzahnradmaschine zur Veranschaulichung der Leckagepfade im Betrieb;
4 eine perspektivische Darstellung eines der Anlaufkörper mit Blick auf die den Zahnrädern zugewandten Seite; und
5 eine weitere perspektivische Darstellung des Anlaufkörpers aus 4 mit Blick auf eine einem Lagerkörper zugewandte Seite.

Show it:

1 an exploded view of an external gear machine according to the prior art;
2 an exploded view of a claimed external gear machine according to an embodiment with two starting bodies;
3 a simplified sectional view of the external gear machine to illustrate the leakage paths during operation;
4 a perspective view of one of the starter body with a view of the gears facing side; and
5 another perspective view of the starting body 4 with a view of a bearing body facing side.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die in 1 dargestellte Außenzahnradmaschine nach dem Stand der Technik ist eine Außenzahnradpumpe und weist ein Gehäuse 1 aus Aluminium auf, das einen Innenraum 2 aufweist, in dem zwischen zwei Lagerbrillen 3, 3' zwei Zahnräder 4 und 5 aus Stahl angeordnet sind. Die Zahnräder 4 und 5 kämmen im Außeneingriff miteinander.In the 1 shown external gear machine according to the prior art is an external gear pump and has a housing 1 made of aluminum, which has an interior 2 in which between two bearing glasses 3 . 3 ' two gears 4 and 5 are made of steel. The gears 4 and 5 mesh with each other in external intervention.

Die Lagerbrillen 3, 3' sind in Aufnahmeausnehmungen 23, 23'des Gehäuses 1 aufgenommen, deren Querschnitt der Außenkontur der Lagerbrillen 3, 3' entspricht.The bearing glasses 3 . 3 ' are in receiving recesses 23 , 23'des housing 1 taken, whose cross section of the outer contour of the bearing glasses 3 . 3 ' equivalent.

Das Zahnrad 4 ist drehfest auf einer Freilaufwelle 6 angeordnet, die zu beiden Seiten des Zahnrads 4 hervorsteht und mit ihren hervorstehenden Bereichen jeweils in einer Lagerbohrung 7, 7' der Lagerbrillen 3, 3' drehbar gelagert ist.The gear 4 is non-rotatable on a freewheel shaft 6 arranged on both sides of the gear 4 protrudes and with their protruding areas each in a bearing bore 7 . 7 ' of the bearing glasses 3 . 3 ' is rotatably mounted.

Das Zahnrad 5 ist drehfest auf einer Antriebswelle 8 angeordnet, die ebenfalls zu beiden Seiten des Zahnrads 5 hervorsteht und mit ihren hervorstehenden Bereichen jeweils in einer Lagerbohrung 9, 9' der Lagerbrillen 3, 3' drehbar gelagert ist.The gear 5 is non-rotatable on a drive shaft 8th arranged, which is also on both sides of the gear 5 protrudes and with their protruding areas each in a bearing bore 9 . 9 ' of the bearing glasses 3 . 3 ' is rotatably mounted.

An der äußeren Seite der einen Lagerbrille 3 wird von einem Stützelement 11 eine Axialabdichtung 10 in Anlage gehalten, wobei diese Seite des Gehäuses 1 von einem ersten Deckel 12 verschlossen ist, der mittels Schrauben 13 an das Gehäuse 1 angeschraubt ist.On the outer side of the bearing glasses 3 is from a support element 11 an axial seal 10 held in abutment, this side of the housing 1 from a first lid 12 is closed, by means of screws 13 to the housing 1 screwed on.

Der Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist über eine zwischen Deckel 12 und Gehäuse 1 angeordnete Ringdichtung 14 nach außen abgedichtet.The interior 2 of the housing 1 is about one between lids 12 and housing 1 arranged ring seal 14 sealed to the outside.

In gleicher Weise wird an der äußeren Seite der anderen Lagerbrille 3' von einem Stützelement 11' eine Axialabdichtung 10' in Anlage gehalten, wobei diese Seite des Gehäuses 1 von einem zweiten Deckel 15 verschlossen ist, der mittels Schrauben an das Gehäuse 1 angeschraubt ist. Der Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist über eine zwischen dem Deckel 15 und dem Gehäuse 1 angeordnete Ringdichtung 14' nach außen abgedichtet.In the same way, on the outer side of the other bearing glasses 3 ' from a support element 11 ' an axial seal 10 ' held in place, this side of the housing 1 from a second lid 15 is closed, by means of screws to the housing 1 screwed on. The interior 2 of the housing 1 is about one between the lid 15 and the housing 1 arranged ring seal 14 ' sealed to the outside.

Das dem zweiten Deckel 15 zugewandte Ende der Antriebswelle 8 ragt abgedichtet von einer Radialwellendichtung 17 durch eine Durchgangsöffnung 16 im Deckel 15 nach außen.That the second cover 15 facing end of the drive shaft 8th protrudes sealed from a radial shaft seal 17 through a passage opening 16 in the lid 15 outward.

Dieses nach außen ragende Ende der Antriebswelle 8 ist durch einen nicht dargestellten Drehantrieb drehbar antreibbar. Damit wird auch das Zahnrad 5 und durch dieses das Zahnrad 4 drehbar angetrieben. Dadurch wird an einem Niederdruckanschluss 18 Hydrauliköl angesaugt und zu einem Hochdruckanschluss 19 gefördert.This outwardly projecting end of the drive shaft 8th is rotatably driven by a rotary drive, not shown. This is also the gear 5 and through this the gear 4 rotatably driven. This will be at a low pressure port 18 Hydraulic oil sucked in and to a high pressure connection 19 promoted.

Die im Gehäuse 1 ausgebildeten Niederdruckanschluss 18 und Hochdruckanschluss 19 liegen sich koaxial gegenüber und führen vom Äußeren des Gehäuses 1 zu dem Eingriffsbereich der Zahnräder 4 und 5.The in the case 1 trained low pressure connection 18 and high pressure connection 19 are coaxial with each other and lead from the exterior of the housing 1 to the engagement area of the gears 4 and 5 ,

In dem in 1 dargestellten Auslieferungszustand sind der Hochdruckanschluss 19 und der Niederdruckanschluss 18 jeweils von einem Verschlussstopfen 20, 20' verschlossen.In the in 1 delivery status shown are the high-pressure connection 19 and the low pressure port 18 each from a stopper 20 . 20 ' locked.

In den 2 und 5 ist eine Außenzahnradmaschine 24 mit zwei Zahnrädern 34, 35 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Zahnräder 34, 35 sind als miteinander in Eingriff befindliche Außenzahnräder ausgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zahnräder 34, 35 einstückig mit Zahnradwellen 38, 39 verbunden, die verkürzt auch als Wellen 38, 39 bezeichnet werden.In the 2 and 5 is an external gear machine 24 with two gears 34 . 35 shown in different views. The gears 34 . 35 are designed as intermeshing external gears. In the illustrated embodiment, the gears 34 . 35 integral with gear shafts 38 . 39 connected, which also shortens as waves 38 . 39 be designated.

Die Zahnräder 34, 35 sind über die Zahnradwellen 38, 39 mit Hilfe von Lagereinrichtungen 41, 41' in einem Gehäusekörper 25 der Außenzahnradmaschine 24 drehbar gelagert. Das Gehäuse der Außenradmaschine 24 mit dem Gehäusegrundkörper 25 ist in Sandwichbauweise ausgeführt und durch einen Gehäuseboden 29 und mit einem Gehäusedeckel 30 abgeschlossen.The gears 34 . 35 are over the gear shafts 38 . 39 with the help of storage facilities 41 . 41 ' in a housing body 25 the external gear machine 24 rotatably mounted. The housing of the external wheel machine 24 with the housing body 25 is made in sandwich construction and by a housing bottom 29 and with a housing cover 30 completed.

Der Gehäusedeckel 30 umfasst ein Durchgangsloch 40, durch das ein Wellenende der Zahnradwelle 38 aus dem Innenraum des Gehäuses 25 herausgeführt ist. Über das aus dem Gehäuse 25 herausragende Ende der Welle 38 kann das Zahnrad 34 angetrieben werden, wenn die Außenzahnradmaschine 24 als Außenzahnradpumpe betrieben wird.The housing cover 30 includes a through hole 40 through which a shaft end of the gear shaft 38 from the interior of the housing 25 led out. About that from the housing 25 outstanding end of the wave 38 can the gear 34 be driven when the external gear machine 24 operated as external gear pump.

Dann wird das Zahnrad 34 auch als antreibendes Zahnrad 34 bezeichnet. Das mit dem antreibenden Zahnrad 34 kämmende Zahnrad 35 wird dann als angetriebenes Zahnrad 35 bezeichnet. Zur Abdichtung der Zahnradwelle 38 ist in dem Durchgangsloch des Gehäusedeckels 30 ein Wellendichtring 50 angeordnet. Der Wellendichtring 50 ist in dem Durchgangsloch mit einem Sicherungsring 51 gesichert.Then the gear becomes 34 also as a driving gear 34 designated. The thing with the driving gear 34 meshing gear 35 then becomes a driven gear 35 designated. For sealing the gear shaft 38 is in the through hole of the housing cover 30 a shaft seal 50 arranged. The shaft seal 50 is in the through hole with a locking ring 51 secured.

Das Gehäuse der Außenzahnradmaschine 24 umfasst in der Mitte den Gehäusegrundkörper 25. In dem Gehäusegrundkörper 25 sind die beiden Zahnräder 34, 35 zwischen zwei Anlaufkörper 31, 31' angeordnet. Die Anlaufkörper 31, 31' haben, wie man in 2 sieht, im Wesentlichen die Gestalt einer Acht mit zwei Durchgangslöchern, durch welche sich die Zahnradwellen 38, 39 hindurch erstrecken.The housing of the external gear machine 24 includes in the middle of the housing body 25 , In the housing body 25 are the two gears 34 . 35 between two starting bodies 31 . 31 ' arranged. The start-up body 31 . 31 ' have, how to get in 2 sees, essentially, the figure of an eight with two through holes, through which the gear shafts 38 . 39 extend through.

Die Lagereinrichtungen 41, 41' sind als im Wesentlichen achtförmige Lagerkörper 43, 44 ausgeführt, die auch als Lagerbrillen bezeichnet werden können. Die Lagerkörper oder Lagerbrillen 43, 44 weisen auf ihren den Anlaufkörpern 31, 31' abgewandten Stirnseiten Ausnehmungen für Axialabdichtungen 32, 32' auf, die auch als Axialfelddichtungen bezeichnet werden. Die Axialfelddichtungen 32, 32' können mit (nicht dargestellten) Stützelementen kombiniert sein und sind zur Abdichtung im montierten Zustand der Außenzahnradmaschine 24 zwischen den Lagerkörpern 43, 44 und dem Gehäusedeckel 30 beziehungsweise Gehäuseboden 29 angeordnet.The storage facilities 41 . 41 ' are as substantially eight-shaped bearing body 43 . 44 executed, which can also be referred to as bearing glasses. The bearing bodies or bearing glasses 43 . 44 have on their the starter bodies 31 . 31 ' opposite end faces recesses for axial seals 32 . 32 ' on, which are also referred to as Axialfelddichtungen. The axial field seals 32 . 32 ' can be combined with support elements (not shown) and are for sealing in the mounted state of the external gear machine 24 between the bearing bodies 43 . 44 and the housing cover 30 or caseback 29 arranged.

Der Gehäusekörper 25 des Gehäuses der Außenzahnradmaschine 24 ist auf einer in 2 sichtbaren Seite mit einem Druckanschluss 45 ausgestattet, der als Durchgangsloch ausgeführt sein kann. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Gehäusekörper 25, wie man in 3 sieht, einen Sauganschluss 55 auf.The housing body 25 the housing of the external gear machine 24 is on an in 2 visible side with a pressure port 45 equipped, which can be designed as a through hole. On the opposite side, the housing body 25 how to get in 3 sees, a suction connection 55 on.

In 3 ist durch einen Pfeil 56 angedeutet, dass das angetriebene Zahnrad 34 im Betrieb der Außenzahnradmaschine 24 gegen den Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird. Durch Pfeile 57 und 58 sind Leckagepfade in der Zahnradebene der Zahnräder 34, 35 angedeutet. Die Leckagepfade verlaufen in der Zahnradebene über die Zahnköpfe der Verzahnung der Zahnräder 34, 35 und über eine Umsteuerung beziehungsweise Umsteuerkontur, die zur Trennung einer Hochdruckseite von einer Niederdruckseite dient.In 3 is by an arrow 56 indicated that the driven gear 34 during operation of the external gear machine 24 is rotated in a counterclockwise direction. By arrows 57 and 58 are leakage paths in the gear level of the gears 34 . 35 indicated. The leakage paths run in the gear level on the tooth tips of the teeth of the gears 34 . 35 and via a reversal or Umsteuungskontur, which serves to separate a high pressure side of a low pressure side.

Durch einen Pfeil 59 ist eine stirnseitige Leckage zwischen zwei Kammern angedeutet. Durch einen Pfeil 60 ist eine stirnseitige Leckage von einer Kammer in Richtung Lager angedeutet. Durch einen Pfeil 61 ist eine stirnseitige Leckage der Umsteuerung angedeutet. By an arrow 59 is a frontal leakage between two chambers indicated. By an arrow 60 is a front leakage from a chamber indicated in the direction of bearing. By an arrow 61 is a frontal leakage of the reversal indicated.

Durch einen Doppelpfeil 63 ist eine Radverlagerung des angetriebenen Zahnrads 35 im Rahmen eines Einlaufvorgangs der Außenzahnradmaschine 24 angedeutet. Bei dem Einlaufvorgang arbeitet sich das Zahnrad 35, wie durch einen Kreisbogen 64 angedeutet ist, in den Gehäusekörper 25 der Außenzahnradmaschine 24 ein.By a double arrow 63 is a wheel displacement of the driven gear 35 as part of an intake process of the external gear machine 24 indicated. During the run-in process, the gear works 35 as if through a circular arc 64 is indicated in the housing body 25 the external gear machine 24 on.

Systeme zur Abgasrückgewinnung werden auch als WHR-Systeme bezeichnet, wobei die Großbuchstaben WHR für die englischen Begriffe Waste Heat Recovery stehen. WHR-Systeme werden zum Beispiel bei Großdieselmotoren verwendet, zum Beispiel bei Schiffen oder Kraftwerken, Stationäranlagen oder bei schweren Nutzfahrzeugen.Exhaust gas recirculation systems are also referred to as WHR systems, with the upper case letters WHR meaning Waste Heat Recovery. WHR systems are used, for example, in large diesel engines, for example in ships or power plants, stationary facilities or heavy-duty vehicles.

Derartige WHR-Systeme benutzen einen sogenannten ORC-Kreislauf, wobei die Großbuchstaben ORC für die englischen Begriffe Organic Rankine Cycle stehen, zur Energieumwandlung. Hierbei wird ein geeignetes Prozessmedium, zum Beispiel Ethanol, Cyclopenthan, Kältemittel oder Gemische der vorgenannten Medien, zunächst verdampft und über eine Expansionsmaschine entspannt.Such WHR systems use a so-called ORC cycle, where the uppercase letters ORC stand for the English term Organic Rankine Cycle, for energy conversion. In this case, a suitable process medium, for example ethanol, cyclopentane, refrigerants or mixtures of the aforementioned media, is first evaporated and expanded by means of an expansion machine.

Die dabei freiwerdende Energie wird dann an der Expansionsmaschine abgegriffen und kann mechanisch oder elektrisch genutzt werden. Die Nutzung der ansonsten verlorengehenden Abgasrestwärme führt zu einer Effizienzsteigerung des Gesamtsystems.The released energy is then tapped on the expansion machine and can be used mechanically or electrically. The use of otherwise lost exhaust residual heat leads to an increase in efficiency of the entire system.

Um den ORC-Kreislauf sauber regeln zu können, ist es zwingend notwendig, eine hohe Genauigkeit des Volumenstroms des Prozessmediums sicherzustellen. Als Verdrängermaschine wird die Außenzahnradmaschine 24 genutzt. Der Triebwerksteil der Außenzahnradpumpe 24 umfasst die beiden Zahnräder 34, 35. In der Regel ist man bestrebt, die Anzahl der benötigten Einzelteile gering zu halten. Bei der beanspruchten Außenzahnradmaschine 24 wird ein vermeintlicher Nachteil der beiden zusätzlichen Anlaufkörper 31, 31' bewusst in Kauf genommen.In order to be able to regulate the ORC cycle cleanly, it is absolutely necessary to ensure a high accuracy of the volume flow of the process medium. As a displacement machine, the external gear machine 24 used. The engine part of the external gear pump 24 includes the two gears 34 . 35 , As a rule, one endeavors to keep the number of required items low. In the claimed external gear machine 24 becomes a supposed drawback of the two additional starter bodies 31 . 31 ' deliberately accepted.

In der Außenzahnradmaschine 24 finden sich eine Reihe von mechanischen Kontaktstellen, welche gleichzeitig eine Dichtfunktion übernehmen. Jeder Spalt, jede Kontaktstelle, welche den Hochdruck oder Arbeitsdruck der Außenzahnradmaschine 24 gegenüber dem Niederdruck oder Saugdruck abdichtet, stellt eine potentielle Leckagestelle dar, wie in 3 durch die Pfeile angedeutet ist. Hierbei ist insbesondere die innere Leckage der Außenzahnradpumpe 24 gemeint, wobei im Leckagefall das Betriebsmedium aufgrund der Druckdifferenz von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite abfließt. Die Menge an Leckage fehlt im Endeffekt an der effektiven Fördermenge der Außenzahnradpumpe und führt somit zu einem schlechteren volumentrischen Wirkungsgrad.In the external gear machine 24 There are a number of mechanical contact points which simultaneously perform a sealing function. Each gap, each contact point, which is the high pressure or working pressure of the external gear machine 24 seals against the low pressure or suction pressure, represents a potential leakage point, as in 3 indicated by the arrows. Here, in particular, the inner leakage of the external gear pump 24 meant, wherein in the case of leakage, the operating medium flows off due to the pressure difference from the high pressure side to the low pressure side. The amount of leakage is ultimately missing from the effective flow rate of the external gear pump and thus leads to a poorer volumentrischen efficiency.

Einen nicht unbeachtlichen Anteil der inneren Leckagen bringt das Dichtsystem über das Pumpentriebwerk mit sich. Einen wesentlichen Anteil hat dabei die Zahnradpaarung der beiden Zahnräder 34, 35 und ihre Lagerung. Die Zahnradpaarung wird axial an ihren Stirnseiten durch die Anlaufkörper 31, 31' begrenzt. Dadurch kann die Abdichtung des Triebwerks erheblich verbessert werden. Gleichzeitig sinken die Ansprüche an die Fertigungsqualität.A not inconsiderable proportion of the internal leaks is brought about by the sealing system via the pump engine. A significant proportion of this has the gear pairing of the two gears 34 . 35 and their storage. The gear pair is axially at their ends by the starter body 31 . 31 ' limited. As a result, the seal of the engine can be significantly improved. At the same time, the demands on production quality are decreasing.

Die Anlaufkörper 31, 31' dienen vorteilhaft ausschließlich zur Abdichtung der Zahnradstirnseiten sowie zur axialen Lagerung des Triebwerks mit den Zahnrädern 34, 35. Die Radiallagerung wird, wie bei herkömmlichen Außenzahnradmaschinen, von den Lagereinrichtungen 41, 41' mit den auch als Lagerbrillen bezeichneten Lagerkörpern 43, 44 übernommen.The start-up body 31 . 31 ' are used advantageously exclusively for sealing the gear end faces and for axially supporting the engine with the gears 34 . 35 , The radial bearing, as in conventional external gear, from the storage facilities 41 . 41 ' with bearing bodies also called bearing glasses 43 . 44 accepted.

Die Anlaufkörper 31, 31' stellen hauptsächlich die stirnseitige Abdichtung der Zahnräder 34, 35 sicher. Das liefert den Vorteil, dass die Anlaufkörper 31, 31' im Betrieb der Außenzahnradmaschine 24 nur vergleichsweise geringe axiale Lasten aufnehmen müssen. Daher sind die Anlaufkörper 31, 31' zweckmäßig aus einem sehr reibungsarmen, möglichst verschleißfestem Material gebildet.The start-up body 31 . 31 ' provide mainly the frontal sealing of the gears 34 . 35 for sure. This provides the advantage that the starting body 31 . 31 ' during operation of the external gear machine 24 only have to absorb comparatively low axial loads. Therefore, the starting bodies 31 . 31 ' expediently formed from a very low-friction, wear-resistant as possible material.

In 4 ist der Anlaufkörper 31, der auch als Anlaufscheibe oder Anlaufplatte bezeichnet werden kann, perspektivisch mit Blick auf seine den Zahnrädern (34, 35 in 2) zugewandten Seite perspektivisch dargestellt. Auf dieser Seite weist der Anlaufkörper 31, der im Wesentlichen die Gestalt einer Acht 68 aufweist, eine Umsteuerkontur 70 auf. Die Umsteuerkontur 70 dient dazu, eine Saugseite 78 von einer Hochdruckseite 79 der Außenzahnradmaschine zu trennen. Über die Gestaltung der Umsteuerkontur 70 werden die Zeitpunkte bestimmt, zu dem die einzelnen Zahnkammern geöffnet oder geschlossen werden.In 4 is the startup body 31 , which can also be referred to as thrust washer or stop plate, in perspective with regard to its the gears ( 34 . 35 in 2 ) facing side shown in perspective. On this page, the starter body 31 which is essentially the figure of an eight 68 has, a Umsteuungskontur 70 on. The reversal contour 70 serves to a suction side 78 from a high pressure side 79 to separate the external gear machine. About the design of the reversal contour 70 the times are determined at which the individual tooth chambers are opened or closed.

Die Umsteuerkontur 70 umfasst in der Mitte der Acht 68 einen Umsteuersteg 71, der mit zwei Kreisringflächen 72, 73 verbunden ist. Die Umsteuerkontur 70 umfasst auf der Saugseite zwei Entlastungsnuten 76, 77.The reversal contour 70 includes in the middle of the eight 68 a Umsteuersteg 71 , which has two annular surfaces 72 . 73 connected is. The reversal contour 70 includes on the suction side two relief grooves 76 . 77 ,

In 5 sieht man, dass die Rückseite des Anlaufkörpers 31 eine im Wesentlichen ebene Fläche aufweist, mit welcher der Anlaufkörper 31 im eingebauten Zustand an einer ebenen Fläche des Lagerkörpers 43 anliegt. Bei sehr niederviskosen Medien, wie sie in WHR-Systemen verwendet werden, kommt es allein durch die geringe Viskosität zu inneren Leckagen. Die an sich unerwünschten inneren Leckagen können sich selbst innerhalb der Höhe eines Rauhigkeitsprofils zwei sich berührender Teile ergeben.In 5 you can see that the back of the starter body 31 has a substantially flat surface, with which the starting body 31 when installed on a flat surface of the bearing body 43 is applied. In the case of very low-viscosity media, as used in WHR systems, internal leakage only occurs due to the low viscosity. The intrinsically undesirable internal leaks may even occur within the height of a roughness profile of two contacting parts.

Es kann daher praktisch nicht ausgeschlossen werden, dass ein Teil des Arbeitsmediums zwischen die Kontaktstelle Anlaufkörper 31 und Lagerkörper 43 strömt. Das könnte dann im Betrieb zu einer vom Betriebsdruck abhängigen inneren Leckage und daher einem schlechteren volumentrischen Wirkungsgrad führen. Darüber hinaus könnte sich zwischen dem Anlaufkörper 31 und dem Lagerkörper 43 ein unerwünschter Druck aufbauen. Dieser Druck könnte neben völlig undefinierbaren axialen Kräften und damit einhergehender unzulässig hoher Lagerbelastung auch noch zu einer Vergrößerung dieser Leckagestelle führen.It can therefore practically not be ruled out that a part of the working medium between the contact point start body 31 and bearing body 43 flows. This could then result in operation to an operating pressure-dependent internal leakage and therefore a worse volumetric efficiency. In addition, could be between the start body 31 and the bearing body 43 build up an undesirable pressure. This pressure could also lead to an enlargement of this leakage point in addition to completely undefined axial forces and concomitant inadmissible high bearing load.

Aus diesem Grund ist der Anlaufkörper 31 auf seiner dem Lagerkörper 43 zugewandten Seite vorteilhaft mit einer Druckentlastungsnut 80 versehen. Die Druckentlastungsnut 80 umfasst zwei kreisbogenförmige Abschnitte 81, 82, die durch eine Verbindungsnut 83 miteinander verbunden sind. Dadurch erstreckt sich die Druckentlastungsnut 80 entlang der gesamten Dichtfläche des Anlaufkörpers 31.For this reason, the starting body 31 on his the bearing body 43 facing side advantageous with a Druckentlastungsnut 80 Provided. The pressure relief groove 80 includes two circular arc sections 81 . 82 passing through a connecting groove 83 connected to each other. As a result, the pressure relief groove extends 80 along the entire sealing surface of the starting body 31 ,

In radialer Richtung betrachtet, ist die Druckentlastungsnut 80 etwas in Richtung Hochdruckseite 79 versetzt angeordnet. Das liefert den Vorteil, dass die unter Hochdruck stehende Fläche nicht allzu groß wird. Dadurch kann eine unerwünschte Durchbiegung des Anlaufkörpers 31 verhindert werden. Gleichzeitig kann über die kreisbogenförmigen Abschnitte 81 und 82 eine ausreichende Dichtlänge sichergestellt werden.Viewed in the radial direction, the pressure relief groove 80 something in the direction of the high pressure side 79 staggered. This provides the advantage that the area under high pressure does not become too large. As a result, an undesirable deflection of the starting body 31 be prevented. At the same time can over the circular arc-shaped sections 81 and 82 a sufficient sealing length can be ensured.

Ein Querschnitt der Druckentlastungsnut 80 stellt einen Drosselquerschnitt dar und ist vorteilhaft für die zu erwartende Leckagemenge ausgelegt. Über Auslaufabschnitte 84, 85 ist die Druckentlastungsnut 80 an die Saugseite 78 der Außenzahnradpumpe angeschlossen. Das liefert den Vorteil, dass eventuell anstehende Leckagen direkt wieder angesaugt werden können.A cross section of the pressure relief groove 80 represents a throttle cross-section and is advantageously designed for the expected amount of leakage. About spout sections 84 . 85 is the pressure relief groove 80 to the suction side 78 connected to the external gear pump. This provides the advantage that any impending leakages can be sucked back directly.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012216254 A1 [0002]

Claims

External gear machine (24) having two gears (34, 35) meshing with each other in external engagement, said gears (34, 35) being connected to gear shafts (38, 39) by bearing means (41, 41 ') in a housing (25, 29); 30) are mounted, characterized in that start-up body (31,31 ') in the axial direction respectively between the bearing means (41,41') and the gears (34,35) are arranged.

External gear machine after Claim 1 , characterized in that the bearing means (41,41 ') bearing bodies (43,44), which are formed of a different material than the starting body (31,31').

External gear machine after Claim 2 , characterized in that the material of which the bearing bodies (43,44) are formed has a higher modulus of elasticity than the material of which the starting bodies are formed.

External gear machine after Claim 2 or 3 characterized in that the material of which the run-up bodies (31, 31 ') are formed has at least one of the following properties compared to the material of which the bearing bodies (43, 44) are formed: significantly better friction characteristics, higher wear resistance, easier machinability, better sealing function, best possible tribological properties, resistance to ORC fluids, better thermal conductivity.

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the starting bodies (31, 31 ') are formed from a plastic material, a ceramic material and / or a graphitic material.

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the starting bodies (31, 31 ') are formed from a material comprising at least one layer containing a dry lubricant.

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the starting bodies (31, 31 ') is provided with a reversing contour (70) on a side facing the toothed wheels (34, 35).

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the starting bodies (31,31 ') on a side facing away from the gears (34,35) has a substantially flat surface, with which the starting body (31,31') surface on a substantially flat surface of one of the bearing means (41,41 ') is present.

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the starting bodies (31, 31 ') has a pressure relief groove (80) on a side facing away from the toothed wheels (34, 35).

An abutment body (31, 31 ') for an external gear machine (24) according to one of the preceding claims.