DE102019102745A1

DE102019102745A1 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE102019102745A1
Application number: DE102019102745.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wahl
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN111520322A; US11486399B2; CN111520322B; US20200248693A1

Abstract

Innenzahnradpumpe für einen Vorwärts- und einen Rückwärtsbetrieb, mit einem Pumpengehäuse (2), das einen ersten Fluidanschluss (21) und einen zweiten Fluidanschluss (22) aufweist, wobei in einer ersten Drehrichtung der erste Fluidanschluss (21) als Fluidauslass und der zweite Fluidanschluss (22) als Fluideinlass ausgebildet sind und in einer zweiten Drehrichtung der erste Fluidanschluss (21) als Fluideinlass und der zweite Fluidanschluss (22) als Fluidauslass ausgebildet sind, einem Innenzahnrad (4) und einem Außenzahnrad (5), die zur Förderung eines Fluids zusammen Förderzellen (3') bilden,
einem ersten Drehlager (D1), das das Innenzahnrad (4) lagert, und
einem zweiten Drehlager (D2), das das Außenzahnrad (5) lagert,
gekennzeichnet durch
eine Schmiermittelzuführung, die in beide Drehrichtungen einen Fluidstrom zwischen den Fluidanschlüssen (21, 22) durch die zwei Drehlager (D1, D2) einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für einen Vorwärts- und einen Rückwärtsbetrieb, mit einem Pumpengehäuse, das einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, wobei in einer ersten Drehrichtung der erste Fluidanschluss als Fluidauslass und der zweite Fluidanschluss als Fluideinlass ausgebildet sind und in einer zweiten Drehrichtung der erste Fluidanschluss als Fluideinlass und der zweite Fluidanschluss als Fluidauslass ausgebildet sind. Die Pumpe umfasst ferner ein Innenzahnrad und ein Außenzahnrad, die zur Förderung eines Fluids zusammen Förderzellen bilden, ein erstes Drehlager, das das Innenzahnrad lagert, ein zweites Drehlager, das das Außenzahnrad lagert, und eine Schmiermittelzuführung, die in beide Drehrichtungen einen Fluidstrom zwischen den Fluidanschlüssen durch die zwei Drehlager einstellt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Innenzahnradpumpe mit umschaltbarer Pumprichtung zur Verfügung zu stellen, die eine effektive Schmierung von sich drehenden Teilen innerhalb der Pumpe aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind unter anderem in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen offenbart.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für einen Vorwärts- und einen Rückwärtsbetrieb, mit einem Pumpengehäuse, das einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, wobei in einer ersten Drehrichtung der erste Fluidanschluss als Fluidauslass oder Druckanschluss und der zweite Fluidanschluss als Fluideinlass oder Sauganschluss ausgebildet sind und in einer zweiten Drehrichtung der erste Fluidanschluss als Fluideinlass oder Sauganschluss und der zweite Fluidanschluss als Fluidauslass oder Druckanschluss ausgebildet sind, einem Innenzahnrad und einem Außenzahnrad, die zur Förderung eines Fluids zusammen Förderzellen bilden, einem ersten Drehlager, das das Innenzahnrad lagert, und einem zweiten Drehlager, das das Außenzahnrad lagert, wobei eine Schmiermittelzuführung der Innenzahnradpumpe in beide Drehrichtungen einen Fluidstrom oder Schmiermittelstrom zwischen den Fluidanschlüssen durch die zwei Drehlager einstellt. Vorteilhaft stellt die Schmiermittelzuführung in der ersten Drehrichtung einen Fluidteilstrom von dem ersten Fluidanschluss durch die zwei Drehlager zu dem zweiten Fluidanschluss und in der zweiten Drehrichtung einen Fluidteilstrom von dem zweiten Fluidanschluss durch die zwei Drehlager zu dem ersten Fluidanschluss ein. Vorzugsweise zweigt die Schmiermittelzuführung den Fluidstrom oder Schmiermittelstrom von dem durch die Innenzahnradpumpe geförderten Fluid ab. In der ersten Drehrichtung leitet die Schmiermittelzuführung das Fluid oder Schmiermittel vorzugsweise von dem ersten Fluidanschluss oder Druckanschluss durch die zweite Drehlager zu dem zweiten Fluidanschluss oder Sauganschluss und damit von der Druckseite der Innenzahnradpumpe durch die zwei Drehlager zur Saugseite der Innenzahnradpumpe. In der zweiten Drehrichtung leitet die Schmiermittelzuführung das Fluid oder Schmiermittel vorzugsweise von dem zweiten Fluidanschluss oder Druckanschluss durch die zwei Drehlager zu dem ersten Fluidanschluss oder Sauganschluss und damit von der Druckseite der Innenzahnradpumpe durch die zwei Drehlager zur Saugseite der Innenzahnradpumpe. Die Schmiermittelzuführung versorgt das erste Drehlager und das zweite Drehlager in beide Drehrichtungen mit dem Fluid oder Schmiermittel.
Die Innenzahnradpumpe ist vorzugsweise zur Förderung eines Fluids vorgesehen. Das geförderte Fluid kann ein Schmier- und/oder Kühlmittel oder ein Betätigungsmittel sein. Die Innenzahnradpumpe ist vorteilhaft für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die beispielsweise das Fluid zur Schmierung und/oder Kühlung eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs oder zur Betätigung eines Getriebes des Kraftfahrzeugs fördert oder bereitstellt. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgebildet, ausgelegt, ausgestaltet, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Das Innenzahnrad und das Außenzahnrad sind vorzugsweise exzentrisch zueinander in einem Pumpenraum angeordnet, so dass die parallel zueinander gerichteten Rotationsachsen des Innenzahnrads und des Außenzahnrads nicht zusammenfallen, sondern voneinander beabstandet sind. Die Stirnseiten des Pumpenraums und damit der Förderzellen sind durch einen Deckel, respektive Boden verschlossen. Vorzugsweise sind die Fluidanschlüsse mit dem Pumpenraum und damit den Förderzellen fluidisch verbunden. Die Fluidanschlüsse münden vorteilhaft in den Pumpenraum und damit die Förderzellen.
Die Schmiermittelzuführung umfasst bevorzugt zumindest eine Leitungsstruktur mit reduziertem Strömungswiderstand, die dazu vorgesehen ist, das abgezweigte Fluid gezielt entlang eines Strömungswegs durch die Innenzahnradpumpe zu führen. Aufgrund des reduzierten Strömungswiederstands der Leitungsstruktur wird dem Fluid gezielt ein Strömungsweg durch die Innenzahnradpumpe vorgegeben. Auf dem Strömungsweg durch die Innenzahnradpumpe passiert das Fluid wenigstens eine Schmierstelle, die mit Schmiermittel versorgt werden muss, insbesondere passiert das Fluid auf dem Strömungsweg wenigstens das erste Drehlager und das zweite Drehlager.
Die Innenzahnradpumpe oder der Pumpenraum umfasst einen Boden, der den Pumpenraum und die Förderzellen axial begrenzt, wobei die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur im Innenzahnrad und eine Leitungsstruktur im Boden aufweist. Die Leitungsstrukturen im Innenzahnrad und im Boden sind bevorzugt fluidisch miteinander verbunden.
Die im Innenzahnrad gebildete Leitungsstruktur ist bevorzugt durch das Material des Innenzahnrads begrenzt, die im Boden gebildete Leitungsstruktur ist bevorzugt durch das Material des Bodens begrenzt. Die Leitungsstruktur im Innenzahnrad und die Leitungsstruktur im Boden können sich radial und/oder axial überlappen. Das heißt, dass das Fluid aus der Leitungsstruktur im Innenzahnrad zumindest im Wesentlichen direkt in die im Boden gebildete Leitungsstruktur einfließen kann, oder umgekehrt, je nach Drehrichtung der Pumpe. Die Begriffe „radial“ und „axial“ sind insbesondere auf die Rotationsachse des Innenzahnrads und/oder des Außenzahnrads bezogen, sodass der Ausdruck „axial“ eine Richtung bezeichnet, die auf der Rotationsachse oder parallel zu dieser verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ eine Richtung, die senkrecht zur Rotationsachse verläuft.
Das Innenzahnrad und der Boden können einen axialen Dichtspalt bilden. Der axiale Dichtspalt ist radial zwischen den Förderzellen und der Leitungsstruktur im Innenzahnrad und radial zwischen den Förderzellen und der Leitungsstruktur im Boden angeordnet. Der durch das Innenzahnrad und den Boden gebildete axiale Dichtspalt dichtet die Förderzellen von der Leitungsstruktur im Innenzahnrad und der Leitungsstruktur im Boden ab. Der durch das Innenzahnrad und den Boden gebildete axiale Dichtspalt weist vorzugsweise keine Leitungsstruktur und damit vorteilhaft einen im Vergleich zur Leitungsstruktur im Innenzahnrad und Boden höheren Strömungswiderstand auf, wodurch das Fluid zumindest im Wesentlichen zwischen der Leitungsstruktur im Innenzahnrad und der Leitungsstruktur im Boden strömt und nicht zwischen den Leitungsstrukturen und den Förderzellen.
Vorzugsweise ist die Leitungsstruktur im Innenzahnrad dazu vorgesehen, das Fluid durch das Innenzahnrad, insbesondere axial, hindurch zu führen. Vorzugsweise ist die Leitungsstruktur im Boden dazu vorgesehen, das Fluid durch den Boden, insbesondere axial, hindurch zu führen. Die Leitungsstruktur im Innenzahnrad und/oder die Leitungsstruktur im Boden sind bevorzugt als eine axiale Durchgangsöffnung ausgebildet. Ein Durchmesser der Durchgangsöffnung im Innenzahnrad kann gleich oder unterschiedlich zu einem Durchmesser der Durchgangsöffnung im Boden sein. Die axialen Durchgangsöffnungen können einen einzigen Durchgangskanal aufweisen oder mehr als einen Durchgangskanal.
Die Längsachsen der Durchgangsöffnungen oder der Durchgangskanäle sind bevorzugt im Wesentlichen parallel zur oder auf der Rotationsachse angeordnet.
Die Durchgangsöffnung der Schmiermittelzuführung durchbricht den Boden, vorzugsweise im Bereich der Durchgangsöffnung des in dem Pumpenraum platzierten Innenzahnrads. Bevorzugt mündet die Durchgangsöffnung im Boden in die Durchgangsöffnung des Innenzahnrads, so dass ein direkter Übertritt des Fluids von der Durchgangsöffnung im Boden in die Durchgangsöffnung im Innenzahnrad erfolgt, oder umgekehrt, je nach Drehrichtung der Pumpe.
Die Durchgangsöffnung im Boden ist vorzugsweise im Wesentlichen in der Mitte des Bodens und/oder des Außenzahnrads angeordnet.
Die Durchgangsöffnungen sind oder verlaufen insbesondere koaxial zueinander. Bevorzugt sind die Durchgangsöffnungen als Bohrungen ausgebildet, die nachträglich in das Innenzahnrad und den Boden oder das Außenzahnrad einbracht werden. Die entsprechende Durchgangsöffnung kann auch beim Herstellungsprozess erzeugt werden, beispielsweise beim Gießen, Spritzen, Sintern, Drucken.
In bevorzugten Ausführungen ist der Boden fest mit dem Außenzahnrad verbunden, vorzugsweise einteilig mit dem Außenzahnrad gebildet. Vorteilhaft ist das Außenzahnrad topfförmig ausgebildet. Das Außenzahnrad und der Boden bilden vorzugsweise zusammen einen einseitig offenen topfförmigen Pumpenraum, in den das Innenzahnrad hineinragt. Das Außenzahnrad und der Boden bestehen vorteilhaft aus dem gleichen Material. Das Außenzahnrad und der Boden sind vorzugsweise in oder aus einem Stück geformt. Vorteilhaft sind das Außenzahnrad und der Boden zusammen in einem Herstellverfahren ausgebildet, beispielsweise in einem Guss-, Sinter- oder Spritzverfahren oder aus einem einzigen Rohling hergestellt/geformt. Vorzugsweise bildet das Außenzahnrad integral den Boden aus.
Bei einer einteiligen Ausbildung können das Innenzahnrad und das Außenzahnrad den axialen Dichtspalt, der die Förderzellen von der Leitungsstruktur im Innenzahnrad und der Leitungsstruktur im Boden abdichtet, bilden.
Die Schmiermittelzuführung kann insbesondere eine Leitungsstruktur aufweisen, die den ersten Fluidanschluss und das erste Drehlager fluidisch miteinander verbindet, und eine weitere Leitungsstruktur, die den zweiten Fluidanschluss und das zweite Drehlager fluidisch miteinander verbindet.
Vorteilhaft fehlt der Schmiermittelzuführung eine zusätzliche Leitungsstruktur, die den ersten Fluidanschluss und das zweite Drehlager fluidisch miteinander verbindet, und eine weitere zusätzliche Leitungsstruktur, die den zweiten Fluidanschluss und das erste Drehlager fluidisch miteinander verbindet. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstand zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem ersten Drehlager kleiner als ein Strömungswiderstand zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Drehlager. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstand zwischen dem zweiten Fluidanschluss und dem zweiten Drehlager kleiner als ein Strömungswiderstand zwischen dem zweiten Fluidanschluss und dem ersten Drehlager. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstand zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem ersten Drehlager kleiner als ein Strömungswiderstand zwischen dem zweiten Fluidanschluss und dem ersten Drehlager. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstand zwischen dem zweiten Fluidanschluss und dem zweiten Drehlager kleiner als ein Strömungswiderstand zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Drehlager.
Vorzugsweise wird das Fluid zur Schmierung aufgrund der Leitungsstrukturen entlang eines definierten Strömungswegs durch die Innenzahnradpumpe gezwungen. In der ersten Drehrichtung strömt das zur Schmierung vorgesehene Fluid zumindest im Wesentlich von dem ersten Fluidanschluss in das erste Drehlager und nicht in das zweite Drehlager und von dem ersten Drehlager durch das Innenzahnrad und den Boden und nicht von dem ersten Drehlager zu dem zweiten Fluidanschluss. In der zweiten Drehrichtung strömt das zur Schmierung vorgesehene Fluid zumindest im Wesentlich von dem zweiten Fluidanschluss in das zweite Drehlager und nicht in das erste Drehlager und von dem zweiten Drehlager durch den Boden und das Innenzahnrad und nicht von dem zweiten Drehlager zu dem ersten Fluidanschluss.
In der ersten Drehrichtung wird dadurch eine Fluidströmung von dem ersten Fluidanschluss in das erste Drehlager erzwungen. In der zweiten Drehrichtung wird dadurch eine Fluidströmung von dem zweiten Fluidanschluss in das zweite Drehlager erzwungen. Ferner wird in der ersten Drehrichtung zumindest im Wesentlichen verhindert, dass das zur Schmierung vorgesehene Fluid aus dem ersten Drehlager direkt zum zweiten Fluidanschluss strömt. Ferner wird in der zweiten Drehrichtung zumindest im Wesentlichen verhindert, dass das zur Schmierung vorgesehene Fluid aus dem zweiten Drehlager direkt zum ersten Fluidanschluss strömt.
Die Leitungsstruktur, die den ersten Fluidanschluss und das erste Drehlager fluidisch miteinander verbindet, kann in einem axialen Dichtspalt angeordnet sein, der am Innenzahnrad gebildet ist. Das Innenzahnrad begrenzt vorteilhaft den axialen Dichtspalt. Vorzugsweise bildet das Innenzahnrad mit dem Pumpengehäuse den axialen Dichtspalt. Die Leitungsstruktur, die den ersten Fluidanschluss und das erste Drehlager fluidisch miteinander verbindet, ist vorteilhaft in einer axialen Stirnfläche des Pumpengehäuses, die dem Innenzahnrad axial zugewandt ist und/oder das Innenzahnrad kontaktiert, gebildet. Die weitere Leitungsstruktur, die den zweiten Fluidanschluss und das zweite Drehlager fluidisch miteinander verbindet, kann in einem axialen Dichtspalt angeordnet sein, der am Außenzahnrad gebildet ist. Das Außenzahnrad begrenzt vorteilhaft den axialen Dichtspalt. Vorzugsweise bildet das Außenzahnrad mit dem Pumpengehäuse den axialen Dichtspalt. Die weitere Leitungsstruktur, die den zweiten Fluidanschluss und das zweite Drehlager fluidisch miteinander verbindet, ist vorteilhaft in einer axialen Stirnfläche des Pumpengehäuses, die dem Außenzahnrad axial zugewandt ist und/oder das Außenzahnrad kontaktiert, gebildet.
Die Zahnradpumpe kann auch ein Zwischenbauteil aufweisen, das im Bereich des axialen Dichtspalts am Innen- oder Außenzahnrad zwischen dem Pumpengehäuse und dem Innen- oder Außenzahnrad angeordnet ist, wodurch der axiale Dichtspalt durch das Innen- oder Außenzahnrad und dem Zwischenbauteil gebildet ist. Das Zwischenbauteil kann dem Pumpengehäuse zugeordnet werden, wobei das Zwischenbauteil im Vergleich zum Pumpengehäuse auch andere Funktionen erfüllen kann, wie beispielsweise Verringerung einer Reibung, magnetische Zusammenwirkung mit dem Innen- oder Außenzahnrad, Axialspaltkompensierung oder der Gleichen. Insbesondere ist damit unter einem Dichtspalt, der durch/zwischen das/dem Innen- oder Außenzahnrad und das/dem Pumpengehäuse gebildet oder begrenzt ist, auch ein Dichtspalt zu verstehen, der durch/zwischen das/dem Innen- oder Außenzahnrad und das/dem Zwischenbauteil gebildet oder begrenzt ist.
Des Weiteren kann die Schmiermittelzuführung eine erste Drehlagerleitungsstruktur aufweisen, die im oder durch das erste Drehlager verläuft und mit der Leitungsstruktur, die den ersten Fluidanschluss und das erste Drehlager fluidisch miteinander verbindet, verbunden ist, und/oder eine zweite Drehlagerleitungsstruktur aufweisen, die im oder durch das zweite Drehlager verläuft und mit der weiteren Leitungsstruktur, die den zweiten Fluidanschluss und das zweite Drehlager fluidisch miteinander verbindet, verbunden ist.
Die erste Drehlagerleitungsstruktur kann in einem radialen Lagerspalt, insbesondere des ersten Drehlagers, angeordnet sein, den das Innenzahnrad und das Pumpengehäuse bilden. Die erste Drehlagerleitungsstruktur ist vorteilhaft in einer radialen Innenfläche des Pumpengehäuses, die dem Innenzahnrad radial zugewandt ist und/oder das Innenzahnrad kontaktiert, gebildet. Die radiale Innenfläche des Pumpengehäuses, die dem Innenzahnrad radial zugewandt ist und/oder das Innenzahnrad kontaktiert, ist vorzugsweise als Lagerfläche und/oder Gleitfläche für das Innenzahnrad ausgebildet und bildet vorteilhaft das erste Drehlager. Die radiale Innenfläche des Pumpengehäuses und eine die Innenfläche kontaktierende radiale Außenfläche des Innenzahnrads bilden vorzugsweise das erste Drehlager.
Die zweite Drehlagerleitungsstruktur kann in einem radialen Lagerspalt, insbesondere des zweiten Drehlagers, angeordnet sein, den das Außenzahnrad und das Pumpengehäuse bilden. Die zweite Drehlagerleitungsstruktur ist vorteilhaft in einer radialen Innenfläche des Pumpengehäuses, die dem Außenzahnrad radial zugewandt ist und/oder das Außenzahnrad kontaktiert, gebildet. Die radiale Innenfläche des Pumpengehäuses, die dem Außenzahnrad radial zugewandt ist und/oder das Außenzahnrad kontaktiert, ist vorzugsweise als Lagerfläche und/oder Gleitfläche für das Außenzahnrad ausgebildet und bildet vorteilhaft das zweite Drehlager. Die radiale Innenfläche des Pumpengehäuses und eine die Innenfläche kontaktierende radiale Außenfläche des Außenzahnrads bilden vorzugsweise das zweite Drehlager.
Zumindest eine von Leitungsstruktur, weiterer Leitungsstruktur, erster Drehlagerleitungsstruktur und zweiter Drehlagerleitungsstruktur kann als eine Nut im Pumpengehäuse ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Nut zum jeweiligen axialen Dichtspalt oder radialen Lagerspalt und/oder zum Innenzahnrad oder Außenzahnrad hin offen. Durch die Ausgestaltung der Nut, insbesondere durch deren Größe, kann die Schmiermittelmenge eingestellt werden.
Das erste Drehlager und/oder das zweite Drehlager sind vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet.
In einer Ausführung kann die Innenzahnradpumpe ein drittes Drehlager, das das Außenzahnrad lagert, und/oder eine Zentrierung, die das Außenzahnrad zentriert, umfassen. Das Außenzahnrad weist vorzugsweise eine weitere radiale Lagerfläche und/oder eine Zentrierfläche auf.
Vorzugsweise ist das Außenzahnrad doppeltopfförmig ausgebildet. Das Außenzahnrad ist vorteilhaft an seinen beiden axialen Seiten topfförmig ausgeführt. Die erste axiale Seite des Außenzahnrads bildet einen ersten Topfraum, der zur Aufnahme des Innenzahnrads vorgesehen ist, und die zweite axiale Seite des Außenzahnrads bildet einen zweiten Topfraum, der zur Drehlagerung und/oder Zentrierung vorgesehen ist. Vorzugsweise verbindet die Leitungsstruktur im Boden den ersten Topfraum und den zweiten Topfraum fluidisch miteinander.
Das Pumpengehäuse kann mit dem Boden einen axialen Dichtspalt oder einen axialen Spalt bilden, der fluidisch mit der Leitungsstruktur im Boden verbunden ist. Eine axiale Stirnfläche des Außenzahnrads und/oder des Bodens und eine axiale Innenfläche des Pumpengehäuses bilden vorteilhaft einen axialen Dichtspalt oder einen Spalt. Vorzugsweise mündet die Leitungsstruktur im Boden in den durch das Pumpengehäuse und Boden gebildeten Dichtspalt oder in den durch das Pumpengehäuse und Boden gebildeten Spalt. Das Fluid aus der Leitungsstruktur im Boden strömt in den durch das Pumpengehäuse und Boden gebildeten Dichtspalt oder in den durch das Pumpengehäuse und Boden gebildeten Spalt und umgekehrt, ja nach Drehrichtung.
Die Schmiermittelzuführung kann eine Leitungsstruktur aufweisen, die durch den Boden und das Pumpengehäuse axial begrenzt und fluidisch mit der Leitungsstruktur im Boden verbunden ist. Der durch das Pumpengehäuse und Boden gebildete Dichtspalt kann die Leitungsstruktur aufweisen. Der durch das Pumpengehäuse und Boden gebildete Spalt kann die Leitungsstruktur bilden.
Vorzugsweise ist das Innenzahnrad und/oder das Außenzahnrad mit einem Antrieb verbunden/gekoppelt oder verbindbar/koppelbar. Das Innenzahnrad und/oder das Außenzahnrad weisen vorteilhaft einen Antriebskoppelbereich auf, der mit dem Antrieb verbunden/gekoppelt oder verbindbar/koppelbar ist. Der Antriebskoppelbereich ist vorzugsweise einteilig mit dem Innenzahnrad oder dem Außenzahnrad ausgebildet. Vorteilhaft weist die Außenzahnradpumpe den Antriebskoppelbereich auf, wobei der Antriebskoppelbereich durch den den zweiten Topfraum bildenden Teil des Außenzahnrads und/oder durch den zur Drehlagerung und/oder Zentrierung bildenden Teil des Außenzahnrads gebildet ist.
Das Außenzahnrad und der Antriebskoppelbereich bestehen vorteilhaft aus dem gleichen Material. Das Außenzahnrad und der Antriebskoppelbereich sind vorzugsweise in oder aus einem Stück geformt. Vorteilhaft sind das Außenzahnrad und der Antriebskoppelbereich zusammen in einem Herstellverfahren ausgebildet, beispielsweise in einem Guss-, Sinter- oder Spritzverfahren oder aus einem einzigen Rohling hergestellt/geformt. Vorzugsweise bildet das Außenzahnrad integral den Antriebskoppelbereich aus.
Das Innenzahnrad und/oder das Außenzahnrad können zumindest bereichsweise aus einem magnetisierten oder magnetisierbaren Material, insbesondere aus einem magnetisierten oder magnetisierbaren Kunststoff, gebildet sein. Zum Antrieb ist wenigstens der Antriebskoppelbereich des Innenzahnrads oder des Außenzahnrads aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material, insbesondere aus einem magnetisierten oder magnetisierbaren Kunststoff, gebildet. Vorzugsweise ist das Innenzahnrad und/oder Außenzahnrad gänzlich aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material.
Das Innenzahnrad und/oder das Außenzahnrad sind vorzugsweise aus einem magnetisierten Verbundwerkstoff, insbesondere einem Teilchenverbundwerkstoff, ausgebildet. Das magnetisierte oder magnetisierbare Material besteht aus einem nicht magnetischen Trägermaterial, in dem magnetisierbare/s oder magnetisierte/s Partikel/Pulver, beispielsweise Weicheisenpartikel/-pulver, eingebettet sind/ist. Durch Anteil, Form und Verteilung der/des magnetisierbaren oder magnetisierten Partikel/Pulvers im Trägermaterial sind magnetische und elektrische Eigenschaften gezielt einstellbar.
Die Innenzahnradpumpe kann ferner eine elektrische Spule zum Drehantrieb des Innenzahnrads und/oder der Außenzahnrads umfassen. Der Antriebskoppelbereich des Innenzahnrads und/oder des Außenzahnrads ist mit der elektrischen Spule verbunden/gekoppelt oder verbindbar/koppelbar. Die Innenzahnradpumpe ist vorzugsweise als eine elektrisch angetriebene Innenzahnradpumpe ausgebildet.
Das magnetisierte oder magnetisierbare Material kann in der Art magnetisiert sein oder werden, dass durch die elektrische Spule das Außenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten Material besteht, und/oder das Innenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten Material besteht, drehantreibbar ist. Je nach Bestromung der Spule kann das Außenzahnrad und/oder das Innenzahnrad in die erste Drehrichtung oder in die zweite Drehrichtung angetrieben werden.
Ferner kann das magnetisierte oder magnetisierbare Material in der Art magnetisiert sein, dass durch die elektrische Spule das Außenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material besteht, und/oder das Innenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material besteht, axial gegen die axialen Dichtspalte gedrückt bzw. gezogen wird, wodurch eine magnetische Axialkompensierung der Dichtspalte stattfindet. Durch die Leitungsstrukturen wird sichergestellt, dass eine bestimmte Menge durch die axialen Dichtspalte strömen kann, insbesondere dann, wenn die Axialkompensierung der Dichtspalte durch die entsprechende Magnetisierung erfolgt.
Außerdem kann das magnetisierte oder magnetisierbare Material in der Art magnetisiert sein, dass durch die elektrische Spule das Außenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material besteht, und/oder das Innenzahnrad, welches zumindest bereichsweise aus dem magnetisierten oder magnetisierbaren Material besteht, zueinander und/oder zum Pumpengehäuse magnetisch zentriert werden. Die magnetische Zentrierung kann auch durch Dauermagnete eingestellt werden, beispielweise, wenn die Pumpe mechanisch angetrieben wird. Dazu kann die elektrische Spule zum Beispiel durch einen oder mehrere Dauermagnete/n ersetzt werden oder die Innenzahnradpumpe kann zusätzlich zur Spule einen oder mehrere Dauermagnete, insbesondere zur Zentrierung, aufweisen.
Das Innenzahnrad ist vorzugsweise einteilig. Vorteilhaft umfasst das Innenzahnrad eine Außenverzahnung und die radiale Außenfläche zur Ausbildung des ersten Drehlagers. Das Außenzahnrad ist vorzugsweise einteilig. Vorteilhaft umfasst das Außenzahnrad eine Innenverzahnung und die radiale Außenfläche zur Ausbildung des zweiten Drehlagers. Besonders vorteilhaft umfasst das Außenzahnrad zusätzlich den Boden und/oder den Antriebskoppelbereich und/oder eine radiale Innen- oder Außenfläche zur Ausbildung des dritten Drehlagers und/oder der Zentrierung.
Unter „einteilig“ soll insbesondere eine Ausbildung aus dem gleichen Material und/oder in oder aus einem Stück verstanden werden und insbesondere eine gemeinsame Ausbildung oder Ausformung in einem Herstellverfahren, beispielsweise in einem Guss-, Sinter- oder Spritzverfahren oder aus einem einzigen Rohling verstanden werden. Einteilig ausgebildete Bauteile sind vorzugsweise integral miteinander ausgebildet.
Ferner weist das Außenzahnrad vorteilhaft eine umlaufende, radiale Aufweitung auf, die mit dem Pumpengehäuse einen weiteren axialen Dichtspalt bildet. Das zweite Drehlager und das dritte Drehlager bzw. die Zentrierung des Außenzahnrads weisen vorzugsweise unterschiedliche Lagerdurchmesser bzw. Zentrierdurchmesser auf.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfinderischen Innenzahnradpumpe anhand von Figuren erläutert, ohne dass dadurch der Umfang der Erfindung auf die in den Figuren gezeigte Innenzahnradpumpe eingeschränkt wird.
Erfindungswesentliche Merkmale, die nur den Figuren entnommen werden können, können einzeln oder in Kombinationen den Gegenstand der Erfindung vorteilhaft weiterbilden und zählen zum Umfang der Offenbarung.
Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1: eine Innenzahnradpumpe in einem Längsschnitt
2: einen Strömungsweg des Schmiermittels bei Antrieb der Innenzahnradpumpe in eine erste Drehrichtung
3: einen Strömungsweg des Schmiermittels bei Antrieb der Innenzahnradpumpe in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Innenzahnradpumpe 1 gemäß der Erfindung. Die Innenzahnradpumpe 1 umfasst einen ersten Fluidanschluss 21 und einen zweiten Fluidanschluss 22. Bei der Innenzahnradpumpe 1 handelt es sich um eine umschaltbare Pumpe, die in eine erste Drehrichtung und in eine zweite Drehrichtung, die von der ersten Drehrichtung unterschiedlich ist, antreibbar ist. Das heißt, dass je nach Drehrichtung der Innenzahnradpumpe 1 der erste Fluidanschluss 21 ein Fluideinlass oder ein Fluidauslass ist. Der zweite Fluidanschluss 22 bildet entsprechend den Fluidauslass oder den Fluideinlass der Innenzahnradpumpe 1.
Vom Fluideinlass in die Pumpe 1 gelangt das Fluid durch einen Pumpenkammereinlass in einen Pumpenraum 3 und verlässt den Pumpenraum 3 durch einen Pumpenkammerauslass, der fluidisch mit dem Fluidauslass, das heißt mit dem ersten Fluidanschluss 21 oder dem zweiten Fluidanschluss 22 verbunden ist.
Die Innenzahnradpumpe 1 hat ein Pumpengehäuse oder Gehäuse 2, das den ersten Fluidanschluss 21 und den zweiten Fluidanschluss 22 bildet. In dem Gehäuse 2 sind ein Innenzahnrad 4 und ein Außenzahnrad 5 angeordnet, wobei das Außenzahnrad 5 mit einem Antrieb verbunden ist oder verbunden werden kann, um die Innenzahnradpumpe 1 anzutreiben. Das Außenzahnrad 5 ist das angetriebene Zahnrad und das Innenzahnrad 4 das getriebene Zahnrad. Das Innenzahnrad 4 und das Außenzahnrad 5 sind jeweils als ein Rotor ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann das Innenzahnrad 4 mittels eines Antriebs angetrieben werden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Innenzahnrad 4 oder das Außenzahnrad 5 als ein Stator ausgebildet ist.
Das Außenzahnrad 5 ist topfförmig ausgebildet, mit einem Boden 8, der eine axiale Stirnwand des Pumpenraums 3 bildet. Das heißt, das Außenzahnrad 5 begrenzt zusammen mit dem Gehäuse 2, respektive einem Gehäusedeckel, den Pumpenraum 3.
Im Pumpenraum 3 ist das Innenzahnrad 4 angeordnet, wobei eine Rotationsachse des Innenzahnrads 4 und eine Rotationsachse des Außenzahnrads 5 parallel zu einander verlaufen, aber nicht zusammenfallen. Das heißt, das Innenzahnrad 4 ist in der Pumpenkammer 3 exzentrisch gelagert. Das Außenzahnrad 5 und das Innenzahnrad 4 sind im Eingriff miteinander und bilden Förderzellen 3', die das Fluid vom Pumpenraumeinlass zum Pumpenraumauslass und damit vom Fluideinlass zum Fluidauslass transportieren. Aufgrund der exzentrischen Anordnung des Innenzahnrads 4 zum Außenzahnrad 5 verändern die Förderzellen 3' dabei ihre Volumen, so dass es beim Transport des Fluids durch den Pumpenraum 3 zu einer Druckerhöhung im Fluid kommt.
Das Innenzahnrad 4 hat eine zentrale Durchgangsbohrung 42, im Boden 8 des Außenzahnrads 5 ist eine Durchgangsöffnung 54 gebildet. Außerdem ist im Gehäuse 2 eine im Wesentlichen umlaufende Aussparung 7 gebildet, wobei das Außenzahnrad 5 im Bereich der Aussparung 7 mit einer oberen Stirnseite nicht an einer Gehäuseinnenwand anliegen kann, so dass in diesem Bereich keine Haft- oder Reibungskräfte zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Gehäuse 2 auftreten können.
Die Innenzahnradpumpe 1 umfasst erfindungsgemäß eine Schmiermittelzuführung, die unabhängig von der Drehrichtung der Innenzahnradpumpe 1 einen Fluidstrom einstellt, der ein Schmiermittel, bevorzugt einen Teil des geförderten Fluids, durch zwei Drehlager D1, D2 leitet. Dabei lagert das erste Drehlager D1 das Innenzahnrad 4 und das zweite Drehlager D2 das Außenzahnrad 5. Das erste Drehlager D1 wird durch eine radiale Außenseite des Innenzahnrads 4 und eine der radialen Außenseite gegenüberliegende Innenoberfläche des Gehäuses 2 gebildet. Das zweite Drehlager D2 wird durch eine radiale Außenseite des Außenzahnrads 5 und eine der radialen Außenseite gegenüberliegende Innenoberfläche des Gehäuses 2 gebildet.
Durch die Schmiermittelzuführung strömt in beiden Drehrichtungen das Schmiermittel von dem Fluidauslass, erster Fluidanschluss 21 oder zweiter Fluidanschluss 22, in eine Leitungsstruktur 41, 51, die in einem axialen Dichtspalt S1, S2 zwischen Innenzahnrad 4 und Gehäuse 2 oder zwischen Außenzahnrad 5 und Gehäuse 2 gebildet ist. Einer der axialen Dichtspalte, in diesem Ausführungsbeispiel der axiale Dichtspalt S2, der zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Gehäuse 2 gebildet ist, ist durch die Aussparung 7 bereichsweise vergrößert, wodurch die Reibung reduziert wird. Dabei mündet einer der Leitungsstrukturen, in diesem Ausführungsbeispiel die Leitungsstruktur 51, die in dem axialen Dichtspalt S2 zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Gehäuse 2 gebildet ist, in die Aussparung 7, so dass die Aussparung 7 mit dem Schmiermittel gefüllt wird. Dies reduziert weiter die Reibung. Das Schmiermittel wird in den Leitungsstrukturen 41, 51, die in einem axialen Dichtspalt S1, S2 angeordnet sind, quer zur Drehrichtung des Innen- und Außenzahnrads 4, 5 geleitet.
An die Leitungsstrukturen 41, 51, die in einem axialen Dichtspalt S1, S2 gebildet sind, schließt sich jeweils eine Leitungsstruktur 41', 51' an, die in einem radialen Dichtspalt oder radialen Lagerspalt zwischen Innenzahnrad 4 und Gehäuse 2 oder zwischen Außenzahnrad 5 und Gehäuse 2 gebildet ist. Die anschließenden Leitungsstrukturen 41', 51' sind jeweils in einem Drehlager D1, D2 gebildet. Diese Leitungsstrukturen 41', 51' leiten das Schmiermittel in Axialrichtung entlang einer radialen Außenseite des Innenzahnrads 4, respektive des Außenzahnrads 5. Die Leitungsstruktur 41' führt das Schmiermittel durch das erste Drehlager D1 für das Innenzahnrad 4 entlang der Lagerfläche, wodurch das erste Drehlager D1 mit dem Schmiermittel versorgt wird. Die Leitungsstruktur 51' führt das Schmiermittel durch zweite Drehlager D2 für das Außenzahnrad 5 entlang der Lagerfläche, wodurch das zweite Drehlager D2 mit dem Schmiermittel versorgt wird.
Zwischen den Leitungsstrukturen 41', 51', die in dem radialen Dichtspalt oder radialen Lagerspalt gebildet sind, wird das Schmiermittel durch das Innenzahnrad 4, den Boden 8 des Außenzahnrads 5, entlang des Bodens 8 des Außenzahnrads 5, durch ein drittes Drehlager und Zentrierung D3 für das Außenzahnrad 5 entlang der Lager- und Zentrierfläche und durch einen weiteren axialen Dichtspalt oder axial Spalt S3 zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Gehäuse 2 geleitet. Das Schmiermittel wird durch eine Leitungsstruktur 42 im Innenzahnrad 4, eine Leitungsstruktur 54 im Boden 8, eine Leitungsstruktur 52 entlang des Bodens 8, entlang der Lager- und Zentrierfläche des dritten Drehlagers und Zentrierung D3 und entlang des weiteren axialen Dichtspalt oder axial Spalts S3 geführt, wodurch das Schmiermittel von dem ersten Drehlager D1 zum zweiten Drehlager D2 und umgekehrt strömen kann. Die Leitungsstruktur 42 im Innenzahnrad 4 und die Leitungsstruktur 54 im Boden 8 sind jeweils als Durchgangsbohrung ausgebildet. Die Leitungsstruktur 52 entlang des Bodens 8 ist als ein Spalt S4 zwischen dem Boden 8 und dem Gehäuse 2 gebildet. Die Lager- und Zentrierfläche des dritten Drehlagers und Zentrierung D3 und der weitere axiale Dichtspalt oder axiale Spalt S3 weisen keine extra Leitungsstrukturen auf, um das Schmiermittel zu führen. Das Schmiermittel strömt aufgrund von Leckage entlang der Lager- und Zentrierfläche des dritten Drehlagers und Zentrierung D3 und entlang des weiteren axialen Dichtspalt oder axial Spalt S3. Grundsätzlich kann die Lager- und Zentrierfläche des dritten Drehlagers und Zentrierung D3 und/oder der weitere axiale Dichtspalt oder axiale Spalt S3 eine Leitungsstruktur, beispielsweise eine Nut oder einen Spalt, aufweisen oder bilden. Die axialen Dichtspalte S2, S3 zwischen Außenzahnrad 5 und Gehäuse 2 sind auf gegenüberliegenden Axialseiten des Außenzahnrads 5 gebildet.
Das dritte Drehlager und Zentrierung D3 des Außenzahnrads 5 ragt von der unteren Stirnseite des Außenzahnrads 5 ringförmig ab und erstreckt sich parallel zu der Rotationsachse des Außenzahnrads 5. Das Außenzahnrad 5 ist doppeltopfförmig ausgebildet. An der ersten Axialseite des Außenzahnrads 5 weist das Außenzahnrad 5 einen ersten Topfraum auf, in dem das Innenzahnrad 4 angeordnet ist oder in das das Innenzahnrad 4 hineinragt. An der zweiten Axialseite des Außenzahnrads 5 weist das Außenzahnrad 5 einen zweiten Topfraum auf, in dem zur Drehlagerung und/oder Zentrierung ein Teil des Gehäuses 2 angeordnet ist oder in das das Gehäuse 2 hineinragt.
Aus dem vorhergehenden geht hervor, dass egal in welche Drehrichtung sich die Zahnräder 4, 5 drehen, der Strömungsweg für das Schmiermittel durch die Innenzahnradpumpe 1 identisch ist, lediglich die Fließrichtung des Schmiermittels ändert sich mit der Drehrichtung der Innenzahnradpumpe 1.
Eine Leitungsstruktur kann als Nut oder Aussparung ausgeführt sein, wobei die Nut oder die Aussparung bevorzugt im Gehäuse 2 ausgebildet sind, da das Gehäuse 2 grundsätzlich als Stator ausgelegt ist. Die Nut oder die Aussparung wird je nach Produktionsart des Gehäuses 2 nachträglich in das Gehäuse 2 eingebracht oder zusammen mit dem Gehäuse 2 gegossen, gespritzt, gesintert, gedruckt etc. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Leitungsstrukturen 41, 41', 51, 51' als Nuten ausgebildet. Alternativ kann eine Leitungsstruktur als ein Spalt ausgeführt sein, der durch eine beabstandete Anordnung zumindest zweier Bauteile zueinander gebildet oder begrenzt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Leitungsstruktur 52 als ein Spalt S4 ausgebildet. Wenn ein Leckagestrom für die Schmiermittelströmung ausreicht, kann auf Leitungsstrukturen verzichtet werden. Eine Menge des Schmiermittels kann durch die Ausgestaltung der jeweiligen Leitungsstruktur, beispielsweise Tiefe, Breite, Verlauf etc., beeinflusst werden.
Der erste axiale Dichtspalt S1 ist axial zwischen dem Innenzahnrad 4 und dem Gehäuse 2 gebildet. In dem ersten axialen Dichtspalt S1 ist die Leitungsstruktur 41 angeordnet, die den ersten axialen Dichtspalt S1 mit dem ersten Fluidanschluss 21 und/oder mit den Förderzellen 3', die mit dem ersten Fluidanschluss 21 verbunden sind, verbindet. Wenn der erste Fluidanschluss 21 auf der Druckseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet ist und damit einen Fluidauslass bildet (erste Drehrichtung), strömt Schmiermittel durch die Leitungsstruktur 41 in den ersten axialen Dichtspalt S1 und weiter zum ersten Drehlager D1, wodurch das erste Drehlager D1 mit Schmiermittel versorgt wird. Wenn der erste Fluidanschluss 21 auf der Saugseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet ist und damit einen Fluideinlass bildet (zweite Drehrichtung), strömt Schmiermittel durch die Leitungsstruktur 41 aus dem ersten axialen Dichtspalt S1 und zum ersten Fluidanschluss 21 bzw. zu den mit dem ersten Fluidanschluss 21 verbundenen Förderzellen 3'. Dem ersten axialen Dichtspalt S1 fehlt eine Leitungsstruktur, die den ersten axialen Dichtspalt S1 mit dem zweiten Fluidanschluss 22 und/oder mit den Förderzellen 3', die mit dem zweiten Fluidanschluss 22 verbunden sind, verbindet. Dadurch wird gewährleistet, dass das Schmiermittel in der ersten Drehrichtung nicht direkt vom ersten Drehlager D1 über den ersten axialen Dichtspalt S1 zum zweiten Fluidanschluss 22, der als Fluideinlass ausgebildet ist, strömt, sondern über den Umweg durch das Innenzahnrad 4, den Boden 8 und das zweite Drehlager D2 zum zweiten Fluidanschluss 22 strömt.
Der zweite axiale Dichtspalt S2 ist axial zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Gehäuse 2 gebildet. In dem zweiten axialen Dichtspalt S2 ist die Leitungsstruktur 51 angeordnet, die den zweiten axialen Dichtspalt S2 mit dem zweiten Fluidanschluss 22 und/oder mit den Förderzellen 3', die mit dem zweiten Fluidanschluss 22 verbunden sind, verbindet. Wenn der zweite Fluidanschluss 22 auf der Druckseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet ist und damit einen Fluidauslass bildet (zweite Drehrichtung), strömt Schmiermittel durch die Leitungsstruktur 51 in den zweiten axialen Dichtspalt S2 und weiter zum zweiten Drehlager D2, wodurch das zweite Drehlager D2 mit Schmiermittel versorgt wird. Wenn der zweite Fluidanschluss 22 auf der Saugseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet ist und damit einen Fluideinlass bildet (erste Drehrichtung), strömt Schmiermittel durch die Leitungsstruktur 51 aus dem zweiten axialen Dichtspalt S2 zum zweiten Fluidanschluss 22 bzw. zu den mit dem zweiten Fluidanschluss 22 verbundenen Förderzellen 3'. Dem zweiten axialen Dichtspalt S2 fehlt eine Leitungsstruktur, die den zweiten axialen Dichtspalt S2 mit dem ersten Fluidanschluss 21 und/oder mit den Förderzellen 3', die mit dem ersten Fluidanschluss 21 verbunden sind, verbindet. Dadurch wird gewährleistet, dass das Schmiermittel in der zweiten Drehrichtung nicht direkt vom zweiten Drehlager D2 über den zweiten axialen Dichtspalt S2 zum ersten Fluidanschluss 21, der als Fluideinlass ausgebildet ist, strömt, sondern über den Umweg durch das zweite Drehlager D2, den Boden 8 und das Innenzahnrad 4 zum ersten Fluidanschluss 21 strömt.
Der axiale Dichtspalt S5 ist axial zwischen dem Innenzahnrad 4 und dem Boden 8 des Außenzahnrads 5 gebildet. Der axiale Dichtspalt S5 trennt in beide Drehrichtungen die Leitungsstruktur 42 im Innenzahnrad 4 und die Leitungsstruktur 54 im Boden 8 von dem Pumpenraum 3 bzw. den Förderzellen 3', wodurch verhindert wird, dass Schmiermittel von den Leitungsstrukturen 42, 54 zum Pumpenraum 3 bzw. zu den Förderzellen 3' und von dem Pumpenraum 3 bzw. den Förderzellen 3' zu den Leitungsstrukturen 42, 54 strömt.
Die Leitungsstrukturen 41, 41' sind am Pumpengehäuse 2 ausgebildet. Das Innenzahnrad 4 und das Pumpengehäuse 2 bilden den ersten axialen Dichtspalt D1. Die Leitungsstruktur 41 ist in dem Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet, in dem der erste axiale Dichtspalt D1 gebildet ist. Die Leitungsstruktur 41 ist zum ersten axialen Dichtspalt D1 hin offen. Der erste axiale Dichtspalt D1 ist radial zwischen den Förderzellen 3' und dem ersten Drehlager D1 angeordnet. Der erste axiale Dichtspalt D1 ist radial zwischen den Fluidanschlüssen 21, 22 und dem ersten Drehlager D1 angeordnet. Die Leitungsstruktur 41 stellt über den ersten axialen Dichtspalt D1 eine fluidische Verbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss 21 und/oder den mit dem ersten Fluidanschluss 21 verbundenen Förderzellen 3' und dem ersten Drehlager D1 her. Eine entsprechende Verbindung (über eine Nut oder der Gleichen) zwischen dem zweiten Fluidanschluss 22 und dem ersten Drehlager D1 ist nicht vorhanden.
Die Leitungsstruktur 41' ist im ersten Drehlager D1, insbesondere einem Gleitlager, ausgebildet. Das Innenzahnrad 4 und das Pumpengehäuse 2 bilden im ersten Drehlager D1 einen radialen Dichtspalt oder radialen Lagerspalt. Die Leitungsstruktur 41' ist in dem Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet, in dem der radiale Dichtspalt oder Lagerspalt gebildet ist. Die Leitungsstruktur 41' ist zum radialen Dichtspalt oder Lagerspalt hin offen. Die Leitungsstruktur 41 und die Leitungsstruktur 41' münden ineinander. Die Leitungsstrukturen 41, 41' stellen über den axialen Dichtspalt S1 und den radialen Dichtspalt oder Lagerspalt bzw. das Drehlager D1 eine fluidische Verbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss 21 und der Leitungsstruktur 42 im Innenzahnrad 4 her. Eine entsprechende Verbindung (über eine Nut oder der Gleichen) zwischen dem zweiten Fluidanschluss 22 und der Leitungsstruktur 42 im Innenzahnrad 4 ist nicht vorhanden. Auf die Leitungsstruktur 41' kann auch verzichtet werden.
Die Leitungsstrukturen 51, 51' sind am Pumpengehäuse 2 ausgebildet. Das Außenzahnrad 5 und das Pumpengehäuse 2 bilden den zweiten axialen Dichtspalt S2. Die Leitungsstruktur 51 ist in dem Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet, in dem der zweite axiale Dichtspalt S2 gebildet ist. Die Leitungsstruktur 51 ist zum zweiten axialen Dichtspalt S2 hin offen. Der zweite axiale Dichtspalt S2 ist radial zwischen dem Pumpenraum 3 oder den Förderzellen 3' und dem zweiten Drehlager D2 angeordnet. Der zweite axiale Dichtspalt S2 ist radial zwischen den Fluidanschlüssen 21, 22 und dem zweiten Drehlager D2 angeordnet. Die Leitungsstruktur 51 stellt über den zweiten axialen Dichtspalt S2 eine fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Fluidanschluss 22 und/oder den mit dem zweiten Fluidanschluss 22 verbundenen Förderzellen 3' und dem zweiten Drehlager D2 her. Eine entsprechende Verbindung (über eine Nut oder der Gleichen) zwischen dem ersten Fluidanschluss 21 und dem zweiten Drehlager D2 ist nicht vorhanden.
Die Leitungsstruktur 51' ist im zweiten Drehlager D2, insbesondere Gleitlager, ausgebildet. Das Außenzahnrad 4 und das Pumpengehäuse 2 bilden im zweiten Drehlager D2 einen radialen Dichtspalt oder radialen Lagerspalt. Die Leitungsstruktur 51' ist in dem Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet, in dem der radiale Dichtspalt oder Lagerspalt gebildet ist. Die Leitungsstruktur 51' ist zum radialen Dichtspalt oder Lagerspalt hin offen. Die Leitungsstruktur 51 und die Leitungsstruktur 51' münden ineinander. Auf die zweite Leitungsstruktur 51' kann auch verzichtet werden.
Das Außenzahnrad 5 und das Pumpengehäuse 2 bilden den weiteren axialen Dichtspalt S3. Der weitere axiale Dichtspalt S3 ist radial zwischen dem zweiten Drehlager D2 und dem dritten Drehlager D3 angeordnet. Im weiteren axialen Dichtspalt S3 kann eine Leitungsstruktur gebildet sein. Ferner kann auch im dritten Drehlager und Zentrierung D3 eine Leitungsstruktur gebildet sein. Das Pumpengehäuse 2 weist mindestens die Leitungsstruktur 41 und die Leitungsstruktur 51 auf.
Das Pumpengehäuse 2 weist ein erstes Gehäuseteil 2' und ein zweiten Gehäuseteil 2" auf. Das erste Gehäuseteil 2' umfasst oder bildet das erste Drehlager D1 und das zweite Drehlager D2. Ferner umfasst oder bildet das erste Gehäuseteil 2' den ersten axialen Dichtspalt S1 mit dem Innenzahnrad 4 und den zweiten axialen Dichtspalt S2 mit dem Außenzahnrad 5. Des Weiteren umfasst oder bildet das erste Gehäuseteil 2' die Fluidanschlüsse 21, 22 und schließt den Pumpenraum 3 stirnseitig ab. Das zweite Gehäuseteil 2" umfasst oder bildet das dritte Drehlager bzw. die Zentrierung D3. Das zweite Gehäuseteil 2" ragt zur Lagerung und/oder Zentrierung des Außenzahnrads 5 in den zweiten Topfraum des Außenzahnrads 5 ein. Ferner umfasst oder bildet das zweite Gehäuseteil 2" den weiteren axialen Dichtspalt S3 mit dem Außenzahnrad 5.
Die Innenzahnradpumpe 1 umfasst ferner eine elektrische Spule 6, die außen am Gehäuse 2 angeordnet ist und das dritte Drehlager und Zentrierung D3 außerhalb des Gehäuses umgibt. Das Außenzahnrad 5 besteht insgesamt oder zumindest bereichsweise aus einem magnetisierten Material. Das Außenzahnrad 5 besteht insgesamt oder zumindest bereichsweise aus einem magnetisierten Kunststoff.
Das magnetisierte Material besteht aus einem Kunststoff, in dem magnetisierte Partikel, vorzugsweise Weicheisenpartikel, eingebettet sind. Durch Anteil, Form und Verteilung der magnetisierten Partikel im Kunststoff sind magnetische und elektrische Eigenschaften gezielt einstellbar.
Das magnetisierte Material ist in der Art magnetisiert, so dass durch die elektrische Spule 6 das Außenzahnrad 5 drehantreibbar ist. Je nach Bestromung der Spule 6 wird das Außenzahnrad 5 in die erste Drehrichtung oder in die zweite Drehrichtung angetrieben.
Ferner ist das magnetisierte Material in der Art magnetisiert, so dass durch die elektrische Spule 6 das Außenzahnrad 5 axial zumindest gegen den zweiten axialen Dichtspalt S2 gedrückt bzw. geschoben wird, wodurch eine Axialkompensierung des Dichtspalts S2 stattfindet. Dabei wird das Außenzahnrad 5 gegen den axialen Dichtspalt S5 und dadurch das Innenzahnrad 4 gegen den ersten axialen Dichtspalt S1 gedrückt bzw. geschoben, wodurch eine Axialkompensierung des Dichtspalts S1 stattfindet. Durch die Leitungsstruktur 41 im ersten Dichtspalt S1 und die Leitungsstruktur 51 im zweiten Dichtspalt wird sichergestellt, dass eine bestimmte Menge an Schmiermittel durch die axialen Dichtspalte S1, S2 strömen kann, auch dann, wenn die Axialkompensierung der Dichtspalte S1, S2 durch die entsprechende Magnetisierung erfolgt.
Grundsätzlich kann das magnetisierte Material in der Art magnetisiert sein, so dass durch die elektrische Spule 6 das Außenzahnrad 5 zum Pumpengehäuse 2 magnetisch zentriert wird. Die magnetische Zentrierung kann auch durch Dauermagnete eingestellt werden, beispielweise, wenn die Pumpe 1 mechanisch angetrieben wird. Dabei wird die elektrische Spule 6 durch einen oder mehrere Dauermagneten ersetzt.
Die 2 zeigt den Schmiermittelpfad oder Schmiermittelweg in der ersten Drehrichtung. In der ersten Drehrichtung ist der erste Fluidanschluss 21 auf der Druckseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet und damit als Fluidauslass oder Druckanschluss ausgebildet und der zweite Fluidanschluss 22 auf der Saugseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet und damit als Fluideinlass oder Sauganschluss ausgebildet. Die 3 zeigt den Schmiermittelpfad oder Schmiermittelweg in der zweiten Drehrichtung. In der zweiten Drehrichtung ist der zweite Fluidanschluss 22 auf der Druckseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet und damit als Fluidauslass oder Druckanschluss ausgebildet und der erste Fluidanschluss 21 auf der Saugseite der Innenzahnradpumpe 1 angeordnet und damit als Fluideinlass oder Sauganschluss ausgebildet.
Durch die Schmiermittelzuführung stellt sich in der ersten Drehrichtung ein erster Schmiermittelstrom von dem ersten Fluidanschluss 21 zu dem zweiten Fluidanschluss 22 ein, wie in der 2 dargestellt ist. Die Schmiermittelzuführung weißt in diesem Fall die folgende Strömungspfade auf:

Erster Strömungspfad, der radial durch den ersten axialen Dichtspalt S1 oder entlang des ersten axialen Dichtspalt S1 zwischen dem Innenzahnrad 4 und dem Pumpengehäuse 2 zum ersten Drehlager D1 verläuft. Der erste Strömungspfad verläuft entlang der Leitungsstruktur 41 zu dem ersten Drehlager D1.

Zweiter Strömungspfad, der axial durch das erste Drehlager D1 oder entlang des ersten Drehlagers D1 verläuft. Der zweite Strömungspfad verläuft entlang der Leitungsstruktur 41'.
Dritter Strömungspfad, der axial durch das Innenzahnrad 4 verläuft. Der dritte Strömungspfad verläuft entlang der oder durch die Leitungsstruktur im Innenzahnrad 4.
Vierter Strömungspfad, der axial durch den Boden 8 verläuft. Der vierte Strömungspfad verläuft durch die oder entlang der Leitungsstruktur im Boden.
Fünfter Strömungspfad, der radial entlang des Bodens 8 verläuft. Der fünfte Strömungspfad verläuft durch den oder entlang des axialen Spalts S4, der zwischen dem Boden 8 und dem Pumpengehäuse 2 gebildet ist. Der fünfte Strömungspfad verläuft entlang der Leitungsstruktur 52, die axial durch den Boden 8 und das Pumpengehäuse 2 begrenzt ist.
Sechster Strömungspfad, der durch das oder entlang dem dritten Drehlager D3 bzw. die Zentrierung verläuft. Für den sechsten Strömungspfad kann die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur aufweisen, die durch das oder entlang des dritten Drehlagers D3 bzw. Zentrierung verläuft. Die Leitungsstruktur kann eine Nut in einem radialen Dichtspalt, der zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Pumpengehäuse 2 gebildet ist, und/oder einen radialen/axialen Spalt, der zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Pumpengehäuse 2 gebildet ist, aufweisen. Die Leitungsstruktur kann axial und/oder radial durch das Außenzahnrad 5 und dem Pumpengehäuse 2 begrenzt sein.
Siebter Strömungspfad, der radial durch den oder entlang des weiteren axialen Dichtspalts S3 zwischen dem Außenzahnrad 5 und dem Pumpengehäuse 2 zum zweiten Drehlager D2 verläuft.
Achter Strömungspfad, der axial durch das oder entlang des zweiten Drehlagers D2 verläuft. Der achte Strömungspfad verläuft entlang der Leitungsstruktur 51'.
Neunter Strömungspfad, der radial durch den oder entlang des zweiten axialen Dichtspalts S2 zwischen dem Außenzahnrad 4 und dem Pumpengehäuse 2 zum zweiten Fluidanschluss 22 verläuft. Der neunte Strömungspfad verläuft entlang der Leitungsstruktur 51 zum zweiten Fluidanschluss 22.
Falls die Innenzahnradpumpe 1 kein drittes Drehlager bzw. keine Zentrierung für das Außenzahnrad 5 aufweist, entfällt der sechste Strömungspfad.
Durch die Schmiermittelzuführung stellt sich in der zweiten Drehrichtung ein zweiter Schmiermittelstrom von dem zweiten Fluidanschluss 22 zu dem ersten Fluidanschluss 21 ein, der entlang des Strömungsweges vom ersten Schmiermittelstrom zurück verläuft.

Claims

Innenzahnradpumpe für einen Vorwärts- und einen Rückwärtsbetrieb, mit einem Pumpengehäuse (2), das einen ersten Fluidanschluss (21) und einen zweiten Fluidanschluss (22) aufweist, wobei in einer ersten Drehrichtung der erste Fluidanschluss (21) als Fluidauslass und der zweite Fluidanschluss (22) als Fluideinlass ausgebildet sind und in einer zweiten Drehrichtung der erste Fluidanschluss (21) als Fluideinlass und der zweite Fluidanschluss (22) als Fluidauslass ausgebildet sind, einem Innenzahnrad (4) und einem Außenzahnrad (5), die zur Förderung eines Fluids zusammen Förderzellen (3') bilden, einem ersten Drehlager (D1), das das Innenzahnrad (4) lagert, und einem zweiten Drehlager (D2), das das Außenzahnrad (5) lagert, gekennzeichnet durch eine Schmiermittelzuführung, die in beide Drehrichtungen einen Fluidstrom zwischen den Fluidanschlüssen (21, 22) durch die zwei Drehlager (D1, D2) einstellt.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, wobei die Schmiermittelzuführung zumindest eine Leitungsstruktur (41, 41', 42, 51, 51', 52, 54) mit reduziertem Strömungswiderstand aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Fluid gezielt entlang eines Strömungswegs durch die Innenzahnradpumpe zu führen.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Boden (8), der die Förderzellen (3') axial begrenzt, wobei die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur (42) im Innenzahnrad (4) und eine Leitungsstruktur (54) im Boden (8) aufweist, die fluidisch miteinander verbunden sind.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 3, wobei die Leitungsstruktur (42) im Innenzahnrad (4) und/oder die Leitungsstruktur (54) im Boden (8) als eine axiale Durchgangsöffnung ausgebildet sind.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Boden (8) fest mit dem Außenzahnrad (5) verbunden ist, vorzugsweise einteilig mit dem Außenzahnrad (5) gebildet ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur (41), die den ersten Fluidanschluss (21) und das erste Drehlager (D1) fluidisch miteinander verbindet, und eine Leitungsstruktur (51), die den zweiten Fluidanschluss (22) und das zweite Drehlager (D2) fluidisch miteinander verbindet, aufweist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur fehlt, die den ersten Fluidanschluss (21) und das zweite Drehlager (D2) fluidisch miteinander verbindet, und eine Leitungsstruktur fehlt, die den zweiten Fluidanschluss (22) und das erste Drehlager (D1) fluidisch miteinander verbindet.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Leitungsstruktur (41), die den ersten Fluidanschluss (21) und das erste Drehlager (D1) fluidisch miteinander verbindet, in einem axialen Dichtspalt angeordnet ist, der am Innenzahnrad (4) gebildet ist, und/oder die Leitungsstruktur (51), die den zweiten Fluidanschluss (22) und das zweite Drehlager (D2) fluidisch miteinander verbindet, in einem axialen Dichtspalt angeordnet ist, der am Außenzahnrad (5) gebildet ist.
Innenzahnradpumpe nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur (41') aufweist, die im oder durch das erste Drehlager (D1) verläuft und mit der Leitungsstruktur (41), die den ersten Fluidanschluss (21) und das erste Drehlager (D1) fluidisch miteinander verbindet, verbunden ist, und/oder eine Leitungsstruktur (51') aufweist, die im oder durch das zweite Drehlager (D2) verläuft und mit der zweiten Leitungsstruktur (41), die den zweiten Fluidanschluss (22) und das zweite Drehlager (D2) fluidisch miteinander verbindet, verbunden ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei zumindest eine der Leitungsstrukturen (41, 41', 51, 51') als eine Nut im Pumpengehäuse (2) ausgebildet ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein drittes Drehlager (D3), das das Außenzahnrad (5) lagert, und/oder eine Zentrierung (D3), die das Außenzahnrad (5) zentriert.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpengehäuse (2) mit dem Boden (8) einen axialen Dichtspalt oder einen axialen Spalt (S4) bildet.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmiermittelzuführung eine Leitungsstruktur (52) aufweist, die durch den Boden (8) und das Pumpengehäuse (2) axial begrenzt ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innenzahnrad (4) und/oder das Außenzahnrad (5) zumindest bereichsweise aus einem magnetisierten Material, insbesondere aus einem magnetisierten Kunststoff, gebildet ist.
Innenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrische Spule zum Drehantrieb des Innenzahnrads und/oder der Außenzahnrads.