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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zahnradpumpe für eine Zapfsäule.
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Im Allgemeinen umfassen die Zapfsäulen, die an Tankstellen angetroffen werden, eine Pumpeinheit zum Ansaugen des Kraftstoffs aus einem Speichertank.
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Die Pumpeinheit umfasst eine volumetrische Pumpe, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Pumpeinheit ist in den meisten Fällen mit zwei Betankungsleitungen verbunden. Jede Betankungsleitung umfasst einen Kraftstoffdurchflussmesser, der das zugeführte Kraftstoffvolumen misst, und einen flexiblen Schlauch, der mit einer Zapfpistole ausgestattet ist, die von dem Benutzer zum Füllen des Tanks seines Fahrzeugs betätigt wird.
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Die Pumpe kann eine Saugpumpe der Zahnradpumpenart sein, die in der Regel bei einer konstanten Drehzahl betrieben wird.
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Sie bietet eine durchschnittliche Durchflussrate von 80 1/min, die zum Erhalt einer Durchflussrate von 40 1/min in jeder der beiden Betankungsleitungen erforderlich ist, wenn zwei Zapfpistolen eingesetzt und mit voller Durchflussrate zum Füllen von zwei Tanks von jeweiligen Fahrzeugen, die auf beiden Seiten der Zapfsäule platziert sind, betrieben werden.
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Die Zahnradpumpe umfasst einen Pumpenkörper, der eine Zahnradkammer umfasst, in der ein Kranz, der Zähne umfasst, und ein Ritzel, das auch Zähne umfasst, aufgenommen sind.
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Das Ritzel wird von einer mit einem Motor zu koppelnden Achse angetrieben. Das Ritzel ist bezüglich des Kranzes exzentrisch und kämmt mit dem Kranz. Die Drehung des Ritzels bewirkt jene des Kranzes.
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Die Zahnradpumpe umfasst einen Einlasskanal für den Eintritt von Kraftstoff und einen Auslasskanal für die Abgabe von Kraftstoff.
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Die Zähne des Kranzes und die Zähne des Ritzels bilden Flüssigkeitshohlräume in der Nähe des Kraftstoffeinlasses und -auslasses. Die Flüssigkeitshohlräume weisen jeweils zwei gegenüberliegende Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnungen auf.
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Die Zähne des Kranzes und des Ritzels wirken also dahingehend zusammen, die mehreren Flüssigkeitshohlräume mit einem variablen Volumen in der Pumpkammer zu definieren.
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Während der Drehung des Ritzels und des Kranzes und von dem Kraftstoffeinlass aus steigt das Flüssigkeitsvolumen bis zu einem Höchstvolumen und nimmt dann bis zu dem Kraftstoffauslass ab.
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Gewisse Zahnradpumpen umfassen des Weiteren eine Zunge, die den Kranz von dem Ritzel zur Bildung eines Bereichs des Kraftstoffsübergangs von dem Einlass zu dem Auslass trennt. In diesem Übergangsbereich werden Flüssigkeitshohlräume einerseits zwischen den Zähnen des Kranzes und der Zunge und andererseits zwischen den Zähnen des Ritzels und der Zunge gebildet.
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Der Kraftstoff erreicht den Pumpeneinlass mit einem relativ niedrigen Druck und wird dann hoch in die Flüssigkeitshohlräume gesaugt, die ein Volumen aufweisen, das bis zu dem Übergangsbereich zunimmt.
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Danach nimmt das Volumen der Flüssigkeitshohlräume bis zu dem Pumpenauslass ab. Der flüssige Kraftstoff wird mit einem vergleichsweise höheren Druck durch den Pumpenauslass gedrückt. Der Einlass und der Auslass sind in einem Winkel abgetrennt oder „versetzt“, um zu verhindern, dass die Flüssigkeitshohlräume gleichzeitig den Kraftstoffeinlass und den Kraftstoffauslass überlagern.
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Jedoch weisen diese Zahnradpumpen einen bekannten Nachteil auf, der in übermäßigen Geräuschen, die durch das Kavitationsphänomen verursacht werden, besteht. Die Kavitation kann als eine schnelle Blasenbildung am Einlass der Pumpe, gefolgt von einem Platzen dieser Blasen in dem gepumpten Fluid bei Druckanstieg charakterisiert werden.
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Allgemein tritt die Kavitation in den Zahnradpumpen auf, wenn die Drehzahl der Pumpe zu hoch ist, wodurch nicht genügend Zeit bleibt, um die Flüssigkeitshohlräume zu füllen.
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Durch das unvollständige Füllen der Flüssigkeitshohlräume werden die Luft oder die Kraftstoffdämpfe in dem Fluid eingeschlossen. Die Blasen, in denen der Dampf und die Luft eingeschlossen sind, platzen in dem Auslasskanal der Pumpe, wodurch Geräusche erzeugt werden und auch der Pumpenwirkungsgrad reduziert wird.
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Dieses Kavitationsphänomen tritt insbesondere dann auf, wenn es sich bei dem verwendeten Kraftstoff um Benzin handelt, aufgrund seines hohen Sättigungsdampfdrucks. Dieses Kavitationsphänomen wird noch stärker gefördert, wenn der Atmosphärendruck niedrig ist und die Temperatur hoch ist.
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Die Geräusche sind in Wohngebieten, wie z. B. Innenstädten, besonders lästig. In warmen Ländern mit täglichen Temperaturen von 35 °C ist das Kavitationsphänomen besonders lästig, da es zu einer Verringerung der Pumpenförderleistung oder Durchflussrate oder selbst zu ihrem Anhalten führt.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils durch den Vorschlag einer Zahnradpumpe mit Kraftstoffeinfüllbedingungen an dem Pumpeneinlass, die dazu ausgelegt sind, die durch das Kavitationsphänomen verursachten Geräusche zu reduzieren und die Pumpenförderleistung zu erhöhen.
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Dazu bezieht sich die Erfindung auf eine Zahnradpumpe zum Ansaugen eines flüssigen Kraftstoffs, die einen Pumpenkörper umfasst, der eine Zahnradkammer umfasst, in der ein Kranz, der Zähne umfasst, und ein Ritzel, das auch Zähne umfasst, aufgenommen sind.
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Das Ritzel wird von einer mit einem Motor zu koppelnden Achse angetrieben. Das Ritzel kämmt mit dem Kranz und ist bezüglich des Kranzes exzentrisch.
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Die Lücken zwischen den Zähnen des Kranzes und den Zähnen des Ritzels bilden Flüssigkeitshohlräume, die sich in einer Axialrichtung (A) erstrecken und jeweils zwei gegenüberliegende Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnungen, eine vordere Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnung und eine hintere Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnung, aufweisen.
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Der Pumpenkörper umfasst einen Einlasskanal für den Einlass des Kraftstoffs und einen Auslasskanal für die Abgabe des Kraftstoffs.
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Gemäß der Erfindung wird der Einlasskanal von zwei gegenüberliegenden axialen Einlasskanälen, einem vorderen axialen Einlasskanal, der mit der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume in Verbindung steht, und einem hinteren axialen Einlasskanal, der mit der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume in Verbindung steht, verlängert.
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Die Erfindung stellt also eine Zahnradpumpe mit Kraftstoffeinfüllbedingungen an dem Pumpeneinlass, die dazu ausgelegt sind, das Kavitationsphänomen und somit die daraus resultierenden Geräusche zu reduzieren, bereit.
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Die Pumpenförderleistung oder Durchflussrate wird im Vergleich zu bekannten Pumpen auch verbessert, besonders bei harten Betriebsbedingungen (hohe Temperatur, niedriger Atmosphärendruck).
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Das axiale Füllen der Flüssigkeitshohlräume auf beiden Seiten des Kranzes gestattet eine gesteigerte Zufuhr zu diesen Flüssigkeitshohlräumen und ein reduziertes Volumen an eingeschlossenem Gas.
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Tatsächlich nimmt die Kraftstoffeinfüllgeschwindigkeit an dem Pumpeneinlass ab, was zu einer Erhöhung der statischen Druckhöhe und somit des Drucks führt. Dies resultiert in einer Verbesserung des Einfüllens an dem Pumpeneinlass und einer Verringerung der Kavitation bei derselben Durchflussrate.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst der vordere axiale Einlasskanal eine vordere axiale Öffnung gegenüber der vorderen Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume.
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Der hintere axiale Einlasskanal umfasst eine hintere axiale Öffnung gegenüber der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume.
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Die vordere axiale Öffnung und die hintere axiale Öffnung werden durch den Kranz abgetrennt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Auslasskanal durch zwei gegenüberliegende axiale Auslasskanäle, einen vorderen axialen Auslasskanal, der mit der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume in Verbindung steht, und einen hinteren axialen Auslasskanal, der mit der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume in Verbindung steht, verlängert.
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Diese Eigenschaft gestattet die Erzielung einer Symmetrie zwischen dem Einlass und dem Auslass. Es gestattet die Ausgabe eines beträchtlichen Kraftstoffvolumens proportional zu dem an dem Einlass der Pumpe angesaugten Volumen. Die Förderleistung wird somit erhöht.
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Diese Eigenschaft gestattet des Weiteren das Auswuchten des Kranzes, wodurch weniger Abnutzung verursacht wird.
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Gemäß einer Variante umfasst der vordere axiale Auslasskanal eine vordere axiale Öffnung gegenüber der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume.
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Der hintere axiale Auslasskanal umfasst eine hintere axiale Öffnung gegenüber der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume.
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Die vordere axiale Öffnung und die hintere axiale Öffnung sind durch den Kranz abgetrennt.
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Die Zahnradkammer wird von einer kreisförmigen Wand, einer vorderen lateralen Wand und einer hinteren lateralen Wand begrenzt.
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Gemäß einer weiteren Variante sind die hintere axiale Öffnung des hinteren axialen Einlasskanals und die hintere axiale Öffnung des hinteren axialen Auslasskanals in der hinteren lateralen Wand des Pumpenkörpers ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Variante wird die vordere axiale Öffnung des vorderen axialen Einlasskanals durch eine in der vorderen lateralen Wand des Pumpenkörpers ausgebildete erste Vertiefung erhalten.
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Die vordere axiale Öffnung des vorderen axialen Auslasskanals wird durch eine in der vorderen lateralen Wand des Pumpenkörpers ausgebildete zweite Vertiefung erhalten.
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Der vordere axiale Einlasskanal umfasst eine in der kreisförmigen Wand ausgebildete erste Öffnung, die mit der ersten Vertiefung in Verbindung steht, und der vordere axiale Auslasskanal umfasst eine in der kreisförmigen Wand ausgebildete zweite Öffnung, die mit der zweiten Vertiefung in Verbindung steht.
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Gemäß einer weiteren Variante ist die vordere laterale Wand des Pumpenkörpers an einem entfernbaren Flansch ausgebildet.
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Der entfernbare Flansch umfasst eine Zunge, die an seiner Innenfläche vorragt.
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Die Zähne des Kranzes und die Zähne des Ritzels wirken dahingehend mit der Zunge zusammen, andere Flüssigkeitshohlräume zu bilden.
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Durch diese Eigenschaften wird darüber hinaus der Erhalt einer Zahnradpumpe, die ohne Weiteres für Wartungszwecke demontiert werden kann, gestattet.
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Gemäß einer weiteren Variante umfasst die Zahnradpumpe ein Gehäuse zur Aufnahme eines Bypassventils.
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Das Gehäuse ist zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal positioniert und umfasst eine erste Öffnung, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäuse und dem Auslasskanal gestattet.
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Eine zweite Öffnung gestattet eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäuse und dem Auslasskanal.
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Gemäß einer weiteren Variante ist die erste Öffnung an dem hinteren Ende des Gehäuses ausgebildet. Die zweite Öffnung ist in einer das Gehäuse begrenzenden lateralen Wand ausgebildet.
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Durch diese Eigenschaften wird darüber hinaus der Erhalt einer kompakten Zahnradpumpe gestattet.
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Gemäß einer weiteren Variante umfasst die kreisförmige Wand der Zahnradkammer eine zur Axialrichtung A parallele Nut. Die Nut steht mit der zweiten Öffnung des vorderen axialen Auslasskanals in Verbindung.
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Die Nut bildet ein Hydrauliklager, das von dem Auslass versorgt wird. Der Auslassdruck drückt also den Kraftstoff zur Nut, wodurch die Schmierung des zwischen der kreisförmigen Wand der Zahnradkammer und der Außenfläche des Kranzes ausgebildeten Spalts gestattet wird.
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Das Festgehen der Zahnradpumpe wird somit vermieden, besonders während der Wiederanpumpphasen der Pumpe.
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Die Zahnradpumpe ist so in der Zapfsäule installiert, dass die Achse der Pumpe und die Axialrichtung A im Wesentlichen horizontal sind. Die Mündungen des Einlass- und des Auslasskanals sind an der Oberseite der Zahnradpumpe positioniert.
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Das Einfüllen von Kraftstoff in den Einlasskanal erfolgt von der Oberseite der Zahnradpumpe. Die axialen Einlasskanäle und die axialen Auslasskanäle sind im Wesentlichen vertikal. Der Kraftstoff strömt also vertikal in die Zahnradpumpe von der Oberseite zu dem Boden und hoch zum Füllen der Flüssigkeitshohlräume. Die Zahnradpumpe ist somit stets „nass“, d. h. mit Kraftstoff gefüllt. Dadurch wird ein besseres Anpumpen der Pumpe gestattet und der Einschluss von Gas vermieden.
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Die Eigenschaften der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nicht einschränkenden anhängigen Figuren genauer beschrieben:
- - 1 zeigt schematisch eine Zahnradpumpe gemäß der Erfindung;
- - 2 zeigt schematisch eine weitere Ansicht dieser Zahnradpumpe;
- - 3 zeigt schematisch eine auseinandergezogene Ansicht der Zahnradpumpe;
- - 4 zeigt schematisch die Zahnradkammer der Pumpe;
- - 5 zeigt schematisch einen entfernbaren Flansch der Zahnradpumpe;
- - 6 zeigt schematisch den Einlasskanal der Zahnradpumpe;
- - 7 zeigt schematisch den Auslasskanal der Zahnradpumpe;
- - 8 zeigt schematisch eine in der Zahnradkammer ausgebildete Nut.
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3 zeigt schematisch eine auseinandergezogene Ansicht der Zahnradpumpe 1 gemäß der Erfindung.
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Die Zahnradpumpe 1 umfasst einen Pumpenkörper 2, der eine Zahnradkammer 3 umfasst, in der ein Kranz 4, der Zähne 6 umfasst, und ein Ritzel 5, das auch Zähne 7 umfasst, aufgenommen sind.
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Das Ritzel 5 wird von einer mit einem Motor (nicht gezeigt) zu koppelnden Achse 8 angetrieben. Das Ritzel 5 dreht sich um diese Achse 8 in der Drehrichtung B. Die Achse 8 ist entweder direkt oder indirekt mit dem Motor gekoppelt.
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Wie in 2 gezeigt wird, verläuft die Achse 8 durch die Rückseite 32 der Zahnradpumpe 1 durch eine Mündung 34. Die Mündung 34 wird in 4 gezeigt.
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Ein abgedichtetes Lager 35 ist an dem Auslass der Achse 8 vorgesehen.
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Das Ritzel 5 kämmt mit dem Kranz 4 und ist bezüglich des Kranzes 4 exzentrisch.
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Die Lücken zwischen den Zähnen 6 des Kranzes 4 und den Zähnen 7 des Ritzels 5 bilden Flüssigkeitshohlräume 10, die jeweils zwei gegenüberliegende Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnungen 12a, 12b, eine vordere Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a und eine hintere Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12b, aufweisen.
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Die beiden Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnungen 12a, 12b sind bezüglich einer in Querrichtung durch die Zahnradpumpe 1 verlaufenden Mittelebene gegenüberliegend.
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Die vordere Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a ist auf der Seite der Vorderseite 33 der Pumpe positioniert. Die hintere Kraftstoffeinlass-/- auslassöffnung 12b ist auf der Seite der Rückseite 32 der Pumpe positioniert.
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Die Flüssigkeitshohlräume 10 erstrecken sich entlang den Zähnen 6, 7 in einer Axialrichtung (A).
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Die vordere 12a und die hintere 12b Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung sind in der Axialrichtung A ausgerichtet und sind zu dieser Axialrichtung (A) senkrecht.
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Der Pumpenkörper 2 umfasst einen Einlasskanal 13 für den Einlass des Kraftstoffs und einen Auslasskanal 14 für die Abgabe des Kraftstoffs, wie in 1 und 2 gezeigt wird.
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Die Flüssigkeitshohlräume 10 sind in der Nähe des Einlasskanals 13 und des Auslasskanals 14 angeordnet.
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Der Kranz 4 und die Zahnradkammer 3 sind unter dem Einlasskanal 13 und dem Auslasskanal 14 positioniert.
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Die Zähne 6 des Kranzes 4 und die Zähne 7 des Ritzels 5 wirken also dahingehend zusammen, mehrere Flüssigkeitshohlräume 10 mit einem variablen Volumen in der Zahnradkammer 3 zu definieren.
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Während der Drehung des Ritzels 5 und des Kranzes 4 und von dem Einlasskanal 13 aus steigt das Flüssigkeitsvolumen bis zu einem Höchstvolumen und nimmt dann bis zu dem Auslasskanal 14 ab.
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Wie in 3 gezeigt wird, umfasst die Zahnradpumpe 1 eine Zunge 25, die den Kranz 4 von dem Ritzel 5 zur Bildung eines Bereichs 38 des Kraftstoffsübergangs von dem Einlass zu dem Auslass der Pumpe trennt.
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In diesem Übergangsbereich 38 werden Flüssigkeitshohlräume 10 einerseits zwischen den Zähnen 6 des Kranzes 4 und der Zunge 25 und andererseits zwischen den Zähnen 7 des Ritzels 5 und der Zunge 25 gebildet.
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Gemäß der Erfindung, wie sie in 6 dargestellt wird, wird der Einlasskanal 13 von zwei gegenüberliegenden axialen Einlasskanälen 15a, 15b, einem vorderen axialen Einlasskanal 15a, der mit der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a der Flüssigkeitshohlräume 10 in Verbindung steht, und einem hinteren axialen Einlasskanal 15b, der mit der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12b der Flüssigkeitshohlräume 10 in Verbindung steht, verlängert.
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Genauer gesagt sind die beiden axialen Einlasskanäle 15a, 15b bezüglich einer Mittelebene des Kranzes 4, die senkrecht zur Axialrichtung A ist, gegenüberliegend. Die Mittelebene des Kranzes 4 schneidet radial Letzteren und verläuft durch dessen Mitte hindurch.
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Der vordere axiale Einlasskanal 15a ist auf der Seite der Vorderseite 22 der Zahnradpumpe 1 positioniert. Der hintere axiale Einlasskanal 15b ist auf der Seite der Rückseite 32 der Zahnradpumpe 1 positioniert.
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Der vordere axiale Einlasskanal 15a und der hintere axiale Einlasskanal 15b sind durch den Kranz 4 abgetrennt.
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Genauer gesagt umfasst der Einlasskanal 13 eine obere Öffnung 36 und eine Eintrittskammer 37. Die Eintrittskammer 37 steht mit der vorderen 12a und der hinteren 12b Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume 10 über die beiden axialen Einlasskanäle 15a, 15b in Verbindung.
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Vorzugsweise sind die beiden axialen Einlasskanäle 15a, 15b symmetrisch zum Kranz 4 platziert.
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Der vordere axiale Einlasskanal 15a umfasst eine vordere axiale Öffnung 17a gegenüber der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a der Flüssigkeitshohlräume 10.
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Der hintere axiale Einlasskanal 15b umfasst eine hintere axiale Öffnung 17b gegenüber der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12b der Flüssigkeitshohlräume 10. Die vordere axiale Öffnung 17a und die hintere axiale Öffnung 17b sind durch den Kranz 4 abgetrennt.
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Die vordere axiale Öffnung 17a und die hintere axiale Öffnung 17b sind in der Axialrichtung (A) ausgerichtet und erstrecken sich entlang einer Fläche, die zu dieser Axialrichtung (A) senkrecht ist. Die vordere axiale Öffnung 17a und die hintere axiale Öffnung 17b sind bezüglich einer Mittelebene des Kranzes 4 gegenüberliegend.
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Der Kraftstoff wird durch die obere Öffnung 36 des Einlasskanals 13 hoch in die Zahnradpumpe 1 angesaugt. Er füllt dann die Eintrittskammer 37 des Einlasskanals 13. Der Kraftstoff wird dann gleichzeitig durch die beiden axialen Einlasskanäle 15a, 15b dahingehend abgegeben, die Flüssigkeitshohlräume 10 axial zu füllen, die in Strömungsverbindung mit der vorderen axialen Öffnung 17a und der hinteren axialen Öffnung 17b gelangen.
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Der Kraftstoff erreicht den Einlass der Zahnradpumpe 1 mit einem relativ niedrigen Druck und wird dann hoch in die Flüssigkeitshohlräume 10 gesaugt, die ein Volumen aufweisen, das bis zu dem Übergangsbereich 38 zunimmt.
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Das axiale und gleichzeitige Füllen der Flüssigkeitshohlräume 10 auf beiden Seiten des Kranzes 4 gestattet die Optimierung der Zufuhr von flüssigem Kraftstoff zu diesen Flüssigkeitshohlräumen 10 und eine Reduzierung des Volumens von eingeschlossenem Gas.
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Tatsächlich nimmt die Kraftstoffeinfüllgeschwindigkeit an dem Einlass der Zahnradpumpe 1 ab, was zu einer Erhöhung der statischen Druckhöhe und somit des Drucks führt. Dies resultiert in einer Verbesserung des Einfüllens an dem Einlass der Zahnradpumpe 1 und einer Verringerung der Kavitation bei derselben Durchflussrate.
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Danach nimmt das Volumen der Flüssigkeitshohlräume 10 bis zu dem Auslass der Zahnradpumpe 1 ab, während der Kranz 4 eine Drehbewegung in der Drehrichtung B durchführt. Der flüssige Kraftstoff wird mit einem vergleichsweise höheren Druck durch den Auslass der Zahnradpumpe 1 gedrückt.
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Analog und gemäß der Darstellung in 7 wird der Auslasskanal 14 von zwei gegenüberliegenden axialen Auslasskanälen 16a, 16b, einem vorderen axialen Auslasskanal 16a, der mit der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a der Flüssigkeitshohlräume 10 in Verbindung steht, und einem hinteren axialen Auslasskanal 16b, der mit der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12b der Flüssigkeitshohlräume 10 in Verbindung steht, verlängert.
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Genauer gesagt sind die beiden axialen Auslasskanäle 16a, 16b bezüglich der Mittelebene des Kranzes 4 gegenüberliegend.
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Der vordere axiale Auslasskanal 16a ist auf der Seite der Vorderseite 33 der Zahnradpumpe 1 positioniert.
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Der hintere axiale Auslasskanal 16b ist auf der Seite der Rückseite 32 der Zahnradpumpe 1 positioniert.
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Der vordere axiale Auslasskanal 16a und der hintere axiale Auslasskanal 16b werden von dem Kranz 4 abgetrennt.
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Genauer gesagt umfasst der Auslasskanal 14 eine obere Öffnung 39 und eine Abgabekammer 40. Die Abgabekammer 40 steht mit der vorderen 12a und der hinteren 12b Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung der Flüssigkeitshohlräume 10 über die beiden axialen Auslasskanäle 16a, 16b in Verbindung.
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Vorzugsweise sind die beiden axialen Auslasskanäle 16a, 16b symmetrisch zum Kranz 4 platziert.
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Der vordere axiale Auslasskanal 16a umfasst eine vordere axiale Öffnung 18a gegenüber der vorderen Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12a der Flüssigkeitshohlräume 10.
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Der hintere axiale Auslasskanal 16b umfasst eine hintere axiale Öffnung 18b gegenüber der hinteren Kraftstoffeinlass-/-auslassöffnung 12b der Flüssigkeitshohlräume 10. Die vordere axiale Öffnung 18a und die hintere axiale Öffnung 18b sind durch den Kranz 4 abgetrennt und bezüglich der Mittelebene des Kranzes 4 gegenüberliegend.
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Die vordere axiale Öffnung 18a und die hintere axiale Öffnung 18b sind in der Richtung A ausgerichtet und zu dieser Richtung senkrecht.
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Wenn die Flüssigkeitshohlräume 10 in Strömungsverbindung mit der vorderen axialen Öffnung 18a und der hinteren axialen Öffnung 18b gelangen, wird der Kraftstoff gleichzeitig durch den vorderen axialen Austrittskanal 16a und den hinteren axialen Austrittskanal 16b abgegeben.
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Der Kraftstoff füllt dann die Abgabekammer 40 und tritt durch die obere Öffnung 20 aus.
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Die Einlässe (der vordere 15a und der hintere 15b axiale Einlasskanal) und die Auslässe (der vordere 16a und der hintere 16b axiale Auslasskanal) der Zahnradpumpe 1 sind in einem Winkel abgetrennt oder „versetzt“, um zu verhindern, dass die Flüssigkeitshohlräume 10 gleichzeitig diese Kraftstoffeinlässe und -auslässe überlagern.
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Die Zahnradkammer 3 wird von einer kreisförmigen Wand 19, einer vorderen lateralen Wand 20 und einer hinteren lateralen Wand 21 begrenzt, wie in 4 gezeigt wird.
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Die hintere axiale Öffnung 17b des hinteren axialen Einlasskanals 15b und die hintere axiale Öffnung 18b des hinteren axialen Auslasskanals 16b sind in der hinteren lateralen Wand 21 oder dem hinteren Flansch des Pumpenkörpers 2 ausgebildet.
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Die hintere axiale Öffnung 17b des hinteren axialen Einlasskanals 15b wird durch eine in der hinteren lateralen Wand 21 des Körpers 2 der Zahnradpumpe 1 ausgearbeitete erste Vertiefung 49 erhalten, wie in 4 und 6 gezeigt wird.
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Genauer gesagt umfasst der hintere axiale Einlasskanal 15b eine in der kreisförmigen Wand 19 der Zahnradkammer 3 ausgebildete Mündung 51. Diese Mündung 51 steht mit der ersten Vertiefung 49 der hinteren lateralen Wand 21 in Verbindung.
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Die hintere axiale Öffnung 18b des hinteren axialen Auslasskanals 16b wird durch eine in der hinteren lateralen Wand 21 des Körpers 2 der Zahnradpumpe 1 ausgearbeitete zweite Vertiefung 50 erhalten.
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Genauer gesagt umfasst der hintere axiale Auslasskanal 16b eine in der kreisförmigen Wand 19 der Zahnradkammer 3 ausgebildete Mündung 52. Diese Mündung 52 steht mit der zweiten Vertiefung 50 der hinteren lateralen Wand 21 in Verbindung, wie in 7 gezeigt wird.
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Diese beiden hinteren axialen Öffnungen 17b, 18b sind voneinander unabhängig und in einem Abstand getrennt, der dahingehend ausgelegt ist, zu vermeiden, dass die Flüssigkeitshohlräume 10 gleichzeitig die Kraftstoffeinlässe und -auslässe überlagern, wie zuvor erwähnt.
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Die Mündung 34 der hinteren lateralen Wand 21 des Körpers 2, durch die die Achse 8 hindurch verläuft, ist in der Nähe dieser beiden hinteren axialen Öffnungen 17b, 18b und im Wesentlichen zwischen diesen Letzteren positioniert.
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Die vordere axiale Öffnung 17a des vorderen axialen Einlasskanals 15a und die vordere axiale Öffnung 18a des vorderen axialen Auslasskanals 16a sind in der vorderen lateralen Wand 20 oder dem vorderen Flansch des Pumpenkörpers 2 ausgebildet.
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Die vordere axiale Öffnung 17a des vorderen axialen Einlasskanals 15a und die vordere axiale Öffnung 18a des vorderen axialen Auslasskanals 16a werden durch zwei jeweilige in der vorderen lateralen Wand 20 ausgearbeitete Vertiefungen 41, 42, eine erste Vertiefung 41 und eine zweite Vertiefung 42, erhalten, wie in 5 und 6 gezeigt wird.
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Der vordere axiale Einlasskanal 15a umfasst eine in der kreisförmigen Wand 19 ausgebildete erste Öffnung 22, die mit der vorderen axialen Öffnung 17a des vorderen axialen Einlasskanals 15a in Verbindung steht. Die erste Öffnung 22 steht des Weiteren mit der Eintrittskammer 37 des Einlasskanals 13 und der ersten Vertiefung 41 in Verbindung.
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Der vordere axiale Auslasskanal 16a umfasst eine in der kreisförmigen Wand 19 ausgebildete zweite Öffnung 23, die mit der vorderen axialen Öffnung 18a des vorderen axialen Auslasskanals 16a in Verbindung steht, wie in 7 gezeigt wird. Die zweite Öffnung 23 steht mit der Abgabekammer 40 des Auslasskanals 14 und der zweiten Vertiefung 42 in Verbindung.
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Die beiden Öffnungen 22, 23 weisen eine vierseitige Form auf und sind voneinander entfernt.
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Die beiden Öffnungen 22, 23 sind in der Nähe der Vorderseite 33 der Zahnradpumpe 1 positioniert.
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Der Kranz 4 ist in der Zahnradkammer 3 dahingehend angeordnet, die beiden Öffnungen 22, 23 nicht zu versperren. Die beiden Öffnungen 22, 23 können von der Außenfläche des Kranzes 4 zum Teil, jedoch nicht vollständig, versperrt werden.
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Der Kraftstoff wird in die Eintrittskammer 37 des Einlasskanals 13 hoch angesaugt und strömt dann durch die erste Öffnung 22, um in die erste Vertiefung 41 zu gelangen. Der Kraftstoff gelangt gleichzeitig auch in den hinteren axialen Einlasskanal 15b. Der Körper 2 und die erste Vertiefung 41 sind dahingehend angeordnet, die vordere axiale Öffnung 17a des vorderen axialen Einlasskanals 15a zu bilden. Analog sind der Körper 2 und die zweite Vertiefung 42 dahingehend angeordnet, die vordere axiale Öffnung 18a des vorderen axialen Auslasskanals 16a zu bilden.
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Der Kraftstoff tritt aus der ersten Vertiefung 41 durch die vordere axiale Öffnung 17a aus und füllt axial die Flüssigkeitshohlräume 10.
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Nach einer Drehung des Ritzels 5 und des Kranzes 4 in der Drehrichtung (B) wird der Kraftstoff der Flüssigkeitshohlräume 10 in die zweite Vertiefung 42 durch die vordere axiale Öffnung 18a abgegeben. Der Kraftstoff gelangt gleichzeitig auch in den hinteren axialen Auslasskanal 16b.
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Der Kraftstoff strömt dahingehend durch die zweite Öffnung 23, in die Abgabekammer 30 zu gelangen. Er tritt dann durch die obere Öffnung 39 aus.
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Die vordere laterale Wand 20 des Pumpenkörpers 2 ist an einem entfernbaren Flansch 24 ausgebildet, der durch Schrauben 43 an dem Körper 2 fixiert ist, wie in 3 dargestellt wird.
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Der entfernbare Flansch 24 umfasst die Zunge 25, die an der Innenseite 44 davon vorragt, wie in 5 gezeigt wird.
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Die Zähne 6 des Kranzes 4 und die Zähne 7 des Ritzels 5 wirken dahingehend mit der Zunge 25 zusammen, andere Flüssigkeitshohlräume 10 zu bilden.
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Wie in 5 gezeigt wird, umfasst der entfernbare Flansch 24 ein kreisförmiges Gehäuse 45, in dem ein Ende der Achse 8 aufgenommen ist.
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Das kreisförmige Gehäuse 45 ist in der Nähe der ersten 41 und der zweiten 42 Vertiefung angeordnet und ist im Wesentlichen in der Mitte von diesen Vertiefungen positioniert.
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Die Zahnradpumpe 1 umfasst ein Gehäuse 26 zur Aufnahme eines Bypassventils 27, wie in 26 dargestellt wird.
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Das Gehäuse 26 ist zwischen dem Einlasskanal 13 und dem Auslasskanal 14 positioniert und umfasst eine erste Öffnung 28, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäuse 26 und dem Auslasskanal 14 gestattet, wie in 7 gezeigt wird.
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Die erste Öffnung 28 ist an dem hinteren Ende 30 des Gehäuses 26 ausgebildet.
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Die erste Öffnung 28 mündet in den Rezirkulationshohlraum 46, der auf der Rückseite der Zahnradpumpe 1 angeordnet ist. Der Rezirkulationshohlraum 46 steht mit der Abgabekammer 40 in Verbindung.
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Das Gehäuse 26 umfasst eine zweite Öffnung 29, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäuse 26 und dem Einlasskanal 13 gestattet, wie in 6 gezeigt wird.
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Die zweite Öffnung 29 ist in einer lateralen Wand 31, die das Gehäuse 26 begrenzt, ausgebildet. Die zweite Öffnung 29 weist beispielsweise eine vierseitige Form auf. Die zweite Öffnung 29 mündet in die Eintrittskammer 37.
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Das Gehäuse 26 weist ein zweites Ende 47 auf, das durch die Vorderseite 33 des Körpers 2 offen ist, wie in 4 gezeigt wird. Das Bypassventil 27 ist durch dieses zweite Ende 47 hindurch zugänglich.
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Das Bypassventil 27 ist im Wesentlichen in der Mitte der Zahnradpumpe 1 bezüglich der lateralen Seiten der Pumpe und über dem Kranz 4 positioniert.
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Das Bypassventil 27 gestattet eine Rückführung des Stroms ungenutzten Kraftstoffs.
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Wenn eine einzige Zapfpistole eingesetzt wird, ist eine Durchflussrate von lediglich 40 1/min erforderlich, während die Zahnradpumpe 1 allerdings eine Durchflussrate von 80 1/min bereitstellt.
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Der Strom ungenutzten Kraftstoffs erzeugt einen Überdruck an dem Auslass und genauer gesagt in der Abgabekammer 40 des Auslasskanals 14.
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Dieser Überdruck bewirkt das Öffnen des Bypassventils 27 und das Strömen des Kraftstoffs in den Rezirkulationshohlraum 46, dann in das Gehäuse 26.
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Der Kraftstoff strömt dann dahingehend durch die zweite Öffnung 29 des Gehäuses 26, in die Eintrittskammer 37 des Einlasskanals 13 einzutreten.
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Der Strom ungenutzten Kraftstoffs zirkuliert also in einem geschlossenen Kreislauf in der Zahnradpumpe 1.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 8 gezeigt wird, umfasst die kreisförmige Wand 19 der Zahnradkammer 3 eine zur Richtung (A) parallele Nut 48. Die Nut 48 steht mit der zweiten Öffnung 23 des vorderen axialen Auslasskanals 16a in Verbindung. Die Nut 48 steht nicht mit dem hinteren axialen Auslasskanal 16b in Verbindung.
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Die Nut 48 bildet ein Hydrauliklager, das von dem Auslass versorgt wird. Der Auslassdruck drückt also den Kraftstoff zur Nut 48, wodurch die Schmierung der kreisförmigen Wand 19 der Zahnradkammer 3 gestattet wird und die Risiken des Festgehens der Zahnradpumpe 1 vermieden werden, vor allem während der Wiederanpumpphasen.
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In diesem Beispiel umfasst der Kranz 4 dreizehn Zähne 6 und das Ritzel 5 umfasst sieben Zähne 7.
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Die beiden axialen Einlasskanäle 15a, 15b und die beiden axialen Auslasskanäle 16a, 16b stehen mit zwei Flüssigkeitshohlräumen 10 in Strömungsverbindung.
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Zum Beispiel stellt die Zahnradpumpe 1 eine Durchflussrate von 80 1/min bereit, wenn sich das Ritzel 5 bei 1400 U/min dreht.
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Die Anzahl an Zähnen und an Kanälen und die Anzahl an Flüssigkeitshohlräumen 10, die mit diesen Kanälen in Verbindung stehen, können verschieden sein.
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Die Zähne 7 des Ritzels 5 und die Zähne 6 des Kranzes 4 weisen eine Kreisevolventenform auf. Dies gestattet einen durchgängigen Antrieb. Es gibt kein Rutschen (oder Spiel) zwischen dem Ritzel und dem Kranz und somit keine Geräusche.
