DE102021203111A1

DE102021203111A1 - Innenzahnradfluidmaschine sowie Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnradfluidmaschine

Info

Publication number: DE102021203111A1
Application number: DE102021203111.0A
Authority: DE
Inventors: Artur Bohr
Original assignee: Eckerle Technologies GmbH
Current assignee: Eckerle Technologies GmbH
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2022-09-29
Also published as: WO2022207561A1; EP4314560A1; CN117098918A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradfluidmaschine mit einem eine Außenverzahnung aufweisenden und um eine erste Drehachse drehbar gelagerten ersten Zahnrad und einem eine mit der Außenverzahnung in einem Eingriffsbereich bereichsweise kämmende Innenverzahnung aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse verschiedene zweite Drehachse drehbar gelagerten zweiten Zahnrad, wobei zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad abseits des Eingriffsbereichs ein Füllstück (angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen, und wobei in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse beidseitig des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads Gehäusewände eines Maschinengehäuses der Innenzahnradfluidmaschine angeordnet sind und das Füllstück mittels wenigstens eines an zumindest einer der Gehäusewände angreifenden Haltestifts an dem Maschinengehäuse gelagert ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Haltestift über wenigstens ein Zwischenstück an der Gehäusewand drehbar gelagert ist, wobei die Gehäusewand aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial besteht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnradfluidmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradfluidmaschine, mit einem eine Außenverzahnung aufweisenden und um eine erste Drehachse drehbar gelagerten ersten Zahnrad und einem eine mit der Außenverzahnung in einem Eingriffsbereich bereichsweisen kämmende Innenverzahnung aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse verschiedene zweite Drehachse drehbar gelagerten zweiten Zahnrad, wobei zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad abseits des Eingriffsbereichs ein Füllstück angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen, und wobei in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse beidseitig des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads Gehäusewände eines Maschinengehäuses der Innenzahnradfluidmaschine angeordnet sind und das Füllstück mittels wenigstens eines an zumindest einer der Gehäusewände angreifenden Haltestifts an dem Maschinengehäuse gelagert ist.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 199 30 911 C1 bekannt. Diese beschreibt eine Innenzahnradfluidmaschine für Reversierbetrieb in geschlossenem Kreislauf; mit einem außenverzahnten Ritzel; mit einem innenverzahnten Hohlrad, das mit dem Ritzel kämmt, mit einem Gehäuse, mit einer Füllung, die den sichelförmigen Raum zwischen Ritzel und Hohlrad ausfüllt; die Füllung umfasst zwei baugleiche Füllstücke; es ist ein Anschlagstift vorgesehen, der im Gehäuse gelagert ist und gegen den sich die Füllstücke mit ihren Stirnflächen abstützen. Dabei sind beidseits des Ritzels Axialscheiben vorgesehen. Zwischen der Außenseite einer jeden Axialscheibe und der betreffenden Gehäusewand ist jeweils ein Axialdruckfeld vorgesehen, und zwischen der Innenseite einer jeden Axialscheibe und dem Ritzel ist jeweils ein Steuerfeld vorgesehen. An das Steuerfeld ist jeweils mindestens ein Steuerschlitz angeschlossen, der sich gegen sein freies Ende hin verjüngt.
Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2008 053 318 A1 eine reversibel betreibbare Zahnradmaschine, umfassend ein Gehäuse, in dem zwei Zahnräder angeordnet sind. Eine erste Lagerkammer und eine zweite Lagerkammer sind vorgesehen, wobei in einer ersten Betriebsrichtung der Zahnradmaschine die erste Lagerkammer und in einer entgegengesetzten zweiten Betriebsrichtung die zweite Lagerkammer mit einem Hydraulikfluiddruck beaufschlagt ist und ein hydrostatisches Lager für ein Zahnrad ausbildet. Weiterhin wird ein Fahrzeuglenksystem beschrieben, umfassend einen Hydraulikkreis, einen Hydraulikzylinder und eine Zahnradmaschine, die als Pumpe arbeitet und in ihrer ersten Betriebsrichtung eine erste Arbeitskammer und in ihrer zweiten Betriebsrichtung eine zweite Arbeitskammer des Hydraulikzylinders mit Hydraulikdruck beaufschlagt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradfluidmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Innenzahnradfluidmaschinen Vorteile aufweist, insbesondere über eine längere Lebensdauer beziehungsweise höhere Dauerfestigkeit verfügt und zudem weiterhin kostengünstig herstellbar ist.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Innenzahnradfluidmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Haltestift über wenigstens ein Zwischenstück an der Gehäusewand drehbar gelagert ist, wobei die Gehäusewand aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial besteht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Innenzahnradfluidmaschine stellt insbesondere eine Fluidfördereinrichtung dar und dient insoweit dem Fördern eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Hierzu verfügt die Innenzahnradfluidmaschine über zwei Zahnräder, nämlich über das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad. Das erste Zahnrad kann auch als Ritzel und das zweite Zahnrad auch als Hohlrad bezeichnet werden. Das Ritzel weist die Außenverzahnung und das Hohlrad die Innenverzahnung auf. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung greifen in Umfangsrichtung gesehen bereichsweise ineinander ein, kämmen also bereichsweise miteinander, nämlich in dem Eingriffsbereich. Die beiden Zahnräder sind zur Fluidförderung vorgesehen und aus diesem Grund derart ausgestaltet, dass sie bei einer Drehbewegung zum Fördern des Fluids zusammenwirken und hierbei ineinander eingreifen beziehungsweise miteinander kämmen.
Das erste Zahnrad ist vorzugsweise mit einer Maschinenwelle beziehungsweise Antriebswelle der Innenzahnradfluidmaschine gekoppelt, vorzugsweise zum einen starr und/oder zum anderen lösbar oder permanent. Die Kopplung kann also einerseits starr ausgeführt sein. Andererseits ist sie entweder lösbar oder permanent ausgestaltet. Im Falle des lösbaren Koppelns liegt zum Beispiel ein Steckritzel vor, das auf die Antriebswelle aufgesteckt und beschädigungsfrei von dieser lösbar ist. Bevorzugt verfügt das Steckritzel über eine Innenverzahnung, die mit einer Außenverzahnung der Maschinenwelle zum antriebstechnischen Koppeln des Steckritzels mit der Maschinenwelle zusammenwirkt. Beispielsweise ist das erste Zahnrad mittels der Maschinenwelle in einem Maschinengehäuse der Innenzahnradfluidmaschine drehbar gelagert. Bevorzugt ist das erste Zahnrad auf der Maschinenwelle angeordnet, sodass es während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine stets dieselbe Drehzahl aufweist wie die Maschinenwelle.
Sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad sind in dem Maschinengehäuse angeordnet und in diesem drehbar gelagert. Das erste Zahnrad ist hierbei um die erste Drehachse drehbar gelagert, wohingegen das zweite Zahnrad um die zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Die erste Drehachse kann auch als Ritzeldrehachse und die zweite Drehachse als Hohlraddrehachse bezeichnet werden. Im Querschnitt gesehen, also in einer senkrecht auf den Drehachsen stehenden Schnittebene, ist das erste Zahnrad in dem zweiten Zahnrad angeordnet, nämlich derart, dass die Außenverzahnung des ersten Zahnrads in dem Eingriffsbereich mit der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads kämmt beziehungsweise mit dieser in Eingriff steht. Das bedeutet, dass eine Drehbewegung des ersten Zahnrads unmittelbar auf das zweite Zahnrad und umgekehrt eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads unmittelbar auf das erste Zahnrad übertragen wird.
Der Eingriffsbereich ist beispielsweise gehäusefest angeordnet, dreht sich also nicht mit dem ersten Zahnrad beziehungsweise dem zweiten Zahnrad mit. In dem Eingriffsbereich greift ein Zahn einer der Verzahnungen in einen Zahnzwischenraum der jeweils anderen der Verzahnungen ein. Der Zahnzwischenraum ist in Umfangsrichtung von Zähnen der jeweiligen Verzahnung begrenzt. Beispielsweise greift ein Zahn der Innenverzahnung in einen Zahnzwischenraum der Außenverzahnung oder umgekehrt ein Zahn der Außenverzahnung in einen Zahnzwischenraum der Innenverzahnung ein. In dem Eingriffsbereich wirken die Innenverzahnung und die Außenverzahnung insoweit dichtend zusammen.
Andererseits des Eingriffsbereichs, also vorzugsweise auf der dem Eingriffsbereich bezüglich der ersten Drehachse und/oder der zweiten Drehachse diametral gegenüberliegenden Seite, ist das Füllstück angeordnet. Das Füllstück liegt zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad oder anders ausgedrückt zwischen der Außenverzahnung des ersten Zahnrads und der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads vor. Das Füllstück ist also in einem Fluidraum angeordnet, welcher in radialer Richtung nach innen von dem ersten Zahnrad und in radialer Richtung nach außen von dem zweiten Zahnrad begrenzt ist, jeweils bezüglich der ersten Drehachse beziehungsweise der zweiten Drehachse.
Das Füllstück liegt einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung an. Genauer gesagt liegt das Füllstück dichtend an Zahnköpfen der Außenverzahnung und dichtend an Zahnköpfen der Innenverzahnung an, um den Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer zu unterteilen. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung gesehen also einerseits von dem Füllstück und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt.
In Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine dient eine der Fluidkammern als Saugkammer und die jeweils andere der Fluidkammern als Druckkammer. Ist die Innenzahnradfluidmaschine als Pumpe ausgestaltet oder wird als Pumpe betrieben, so wird der jeweiligen Saugkammer Fluid zugeführt, welches die Innenzahnradfluidmaschine in Richtung der Druckkammer beziehungsweise in die Druckkammer fördert. Die Saugkammer kann entsprechend auch als Eintrittskammer und die Druckkammer als Austrittskammer bezeichnet werden, entscheidend ist, dass das Fluid während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine stets von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert wird. Der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist bei dem Betrieb als Pumpe stets niedriger als der Druck in der Austrittskammer. Selbstverständlich kann jedoch bereits der Druck in der Eintrittskammer (deutlich) größer als ein Umgebungsdruck sein. Zum Beispiel wird mit Hilfe der Innenzahnradfluidmaschine unter Druck stehendes Fluid von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert.
Liegt hingegen die Innenzahnradfluidmaschine als Motor vor, beziehungsweise wird als Motor betrieben, so wird der Druckkammer Fluid zugeführt, welches unter Bewirkung einer Drehbewegung der Zahnräder in die Saugkammer eintritt. In diesem Fall liegt die Druckkammer als Eintrittskammer und die Saugkammer als Austrittskammer vor; der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist höher als der Druck in der Austrittskammer. Im Rahmen dieser Beschreibung wird nicht ausdrücklich auf den Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine als Motor eingegangen, sondern die Innenzahnradfluidmaschine und ihre Funktion werden für den Betrieb als Pumpe erläutert. Selbstverständlich ist jedoch auch die Verwendung als Motor möglich und die Ausführungen sind analog auf eine solche Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine beziehungsweise eine solche Verwendung anwendbar.
Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung die Saugkammer auch als Niederdruckkammer und die Druckkammer auch als Hochdruckkammer bezeichnet werden können. Analog hierzu entspricht die Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine einer Niederdruckseite und die Druckseite einer Hochdruckseite. Unter dem Begriff „Niederdruck“ und „Hochdruck“ ist hierbei keine Einschränkung auf ein bestimmtes Druckniveau zu verstehen; vielmehr ist lediglich relativ gesehen der Druck in der Hochdruckkammer beziehungsweise auf der Hochdruckseite höher als der Druck in der Niederdruckkammer beziehungsweise auf der Niederdruckseite.
Bevorzugt ist das Füllstück mehrteilig ausgestaltet und weist insoweit mehrere Segmente auf. Die Segmente des Füllstücks sind in radialer Richtung nebeneinander angeordnet, sodass also ein erstes Segment auf der dem ersten Zahnrad zugewandten Seite eines zweiten Segments und umgekehrt das zweite Segment auf der dem zweiten Zahnrad zugewandten Seite des ersten Segments angeordnet ist. Das erste Segment liegt hierbei an dem ersten Zahnrad beziehungsweise dessen Außenverzahnung und das zweite Segment an dem zweiten Zahnrad beziehungsweise an der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads dichtend an.
Die beiden Segmente sind vorzugsweise in radialer Richtung gegeneinander verlagerbar. Besonders bevorzugt wird ein zwischen ihnen vorliegender Spalt während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine derart mit Fluiddruck beaufschlagt, dass das erste Segment in Richtung des ersten Zahnrads und das zweite Segment in Richtung des zweiten Zahnrads gedrängt wird, sodass die Segmente an dem jeweiligen Zahnrad beziehungsweise den Zahnköpfen der entsprechenden Verzahnung dichtend anliegen. Die Innenzahnradfluidmaschine ist somit radial kompensiert beziehungsweise in radialer Richtung spaltkompensiert. Jedes der Segmente kann nochmals weiter in Segmente unterteilt werden. Beispielsweise ist also das erste Segment einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Teilsegmenten und/oder das zweite Segment ist einstückig und besteht aus wenigstens zwei Segmenten. Auch diese Segmente des Füllstücks sind bevorzugt gegeneinander verlagerbar gelagert, können also unabhängig voneinander verlagert werden. Hierdurch wird eine besonders effektive Spaltkompensation erzielt.
Falls die Segmente nochmals in weitere Segmente unterteilt sind, so sind diese weiteren Segmente vorzugsweise in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Beispielsweise weisen hierbei die weiteren Segmente in Umfangsrichtung dieselbe Erstreckung auf und/oder sind symmetrisch zueinander ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht einen bidirektionalen Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine, also eine beliebige Drehrichtung. Die Innenzahnradfluidmaschine ist insoweit nicht auf eine bestimmte Drehrichtung festgelegt, sondern die Drehrichtung kann während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine gewechselt werden. Eine solche Innenzahnradfluidmaschine kann aufgrund der dann bevorzugt vorliegenden vier Segmente auch als Viersegment-Innenzahnradfluidmaschine bezeichnet werden. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass ein bidirektionaler Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine ohne radiale Spaltkompensation realisiert ist. In diesem Fall liegen die beiden Segmente bevorzugt in Umfangsrichtung nebeneinander vor und sind jeweils einstückig ausgestaltet. Ebenfalls ist es möglich, dass das gesamte Füllstück einstückig vorliegt.
Die Innenzahnradfluidmaschine verfügt über das Maschinengehäuse. Die beiden Zahnräder der Innenzahnradfluidmaschine sind zwischen Gehäusewänden des Maschinengehäuses angeordnet, nämlich in axialer Richtung bezüglich einer der Drehachsen gesehen. Eine der Gehäusewände liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Gehäusewände auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Gehäusewände die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Insbesondere ist ein zwischen den Gehäusewänden und den Zahnrädern verbleibender Spalt derart klein bemessen, dass die Gehäusewände eine hinreichende Abdichtung des Fluidraums beziehungsweise der Fluidkammern bewirken. Beispielsweise sind die Zahnräder an und/oder in dem Maschinengehäuse gelagert.
Die Gehäusewände sind beispielsweise über einen Grundkörper des Maschinengehäuses miteinander verbunden, wobei der Grundkörper die beiden Zahnräder in Umfangsrichtung zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, umgreift. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Gehäusewände und der Grundkörper einstöckig und materialeinheitlich ausgestaltet sind. In diesem Fall stellen der Grundkörper und die jeweilige Gehäusewand gemeinsam ein topfartiges Element dar, dessen Innenraum mit der jeweils anderen Gehäusewand verschlossen ist.
Bevorzugt weist wenigstens eine der Gehäusewände einen Durchbruch für die Maschinenwelle der Innenzahnradfluidmaschine auf, mit welcher das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad antriebstechnisch gekoppelt sind. Ist eine solche Ausnehmung in lediglich einer der Gehäusewände vorgesehen, so ist die jeweils andere der Gehäusewände durchgehend und ununterbrochen ausgestaltet, sodass sie den Innenraum fluiddicht abschließt. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Maschinenwelle beide Gehäusewände durchgreift, sodass entsprechend in jeder der Gehäusewände jeweils eine entsprechende Ausnehmung ausgebildet ist.
Eine solche Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine erlaubt es beispielsweise, an die Maschinenwelle einerseits des Maschinengehäuses eine Antriebsmaschine mit der Maschinenwelle antriebstechnisch zu koppeln und andererseits eine weitere Einrichtung, insbesondere eine weitere Innenzahnradfluidmaschine, an die Maschinenwelle anzuschließen. In diesem Fall ist die weitere Einrichtung über die Innenzahnradfluidmaschine beziehungsweise ihre Maschinenwelle von der Antriebseinrichtung antreibbar, sodass schlussendlich die Innenzahnradfluidmaschine und die weitere Einrichtung gemeinsam von der Antriebseinrichtung angetrieben werden.
Das Füllstück ist ebenfalls in dem Maschinengehäuse angeordnet und liegt bevorzugt größtenteils in dem Grundelement vor. Es ist in axialer Richtung gesehen beidseitig an dem Maschinengehäuse gelagert, insbesondere beweglich beziehungsweise drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung ermöglicht eine Anpassung der Position des Füllstücks an den momentanen Betriebszustand der Innenzahnradfluidmaschine und auch einen Ausgleich von Verschleiß, der während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine über der Zeit auftritt. Zur Lagerung des Füllstücks dient der wenigstens eine Haltestift, der an zumindest einer der Gehäusewände angreift.
Es kann vorgesehen sein, dass das Füllstück sich lediglich an dem Haltestift abstützt, insbesondere in Umfangsrichtung, also grundsätzlich nicht starr an dem Haltestift befestigt, sondern gegenüber diesem beweglich ist. Beispielsweise verfügt der Haltestift hierzu eine Stützfläche, insbesondere eine durchgehend ebene Stützfläche, an der sich das Füllstück über eine Gegenstützfläche des Füllstücks abstützt. Das Abstützen erfolgt insbesondere vollflächig. Das bedeutet, dass die gesamte Stützfläche an der Gegenstützfläche anliegt, besonderes bevorzugt durchgehend an der gesamten Gegenstützfläche anliegt. Alternativ kann das Füllstück jedoch auch starr an dem Haltestift befestigt sein, insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig oder einstückig und/oder materialeinheitlich mit ihm ausgeführt sein.
Beispielsweise greift der Haltestift unmittelbar in eine Haltestiftaufnahme des Maschinengehäuses ein, die in einer der Gehäusewände ausgebildet ist, beziehungsweise greift unmittelbar an der Gehäusewand an. Vorzugsweise ist der Haltestift in der Haltestiftaufnahme drehbar gelagert, sodass die Verlagerbarkeit des Füllstücks gewährleistet ist. Grundsätzlich ist es das Ziel, die Innenzahnradfluidmaschine für höhere Drehzahlen, höhere Drücke sowie höhere Drehzahl- und Druckgradienten beziehungsweise allgemein für eine höhere Leistung einzusetzen und entsprechend zu ertüchtigen. Bei der Verwendung der Innenzahnradfluidmaschine bei hohen Leistungen kann es jedoch - falls das Maschinengehäuse nicht entsprechend ausgelegt ist - zu einer Überbelastung des Maschinengehäuses durch den Haltestift und dadurch zu einer Beschädigung der Innenzahnradfluidmaschine kommen. Aus diesem Grund wird teilweise das Maschinengehäuse aus einem Material hergestellt, welches eine hinreichend hohe Festigkeit aufweist. Dies führt jedoch zu hohen Kosten bei der Herstellung der Innenzahnradfluidmaschine.
Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, dass der Haltestift nicht unmittelbar an der Gehäusewand angreift, sondern über das wenigstens eine Zwischenstück an dieser drehbar gelagert ist. In anderen Worten greift der Haltestift - zumindest bereichsweise oder alternativ vollständig - nicht unmittelbar, sondern lediglich mittelbar über das Zwischenstück an der Gehäusewand an. Um eine kostengünstige Herstellung bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit der Innenzahnradfluidmaschine zu gewährleisten, besteht die Gehäusewand aus dem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück aus dem Zwischenstückmaterial, das von dem Gehäusewandmaterial verschieden ist. Das Zwischenstückmaterial ist dabei derart gewählt, dass es den von dem Haltestift auf das Zwischenstück ausgeübten Belastungen dauerhaft beziehungsweise über die komplette vorgesehene Lebensdauer der Innenzahnradfluidmaschine standhält. Beispielsweise besteht der Haltestift aus einem Haltestiftmaterial, die Gehäusewand aus dem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück aus dem Zwischenstückmaterial. Es kann vorgesehen sein, dass das Zwischenstückmaterial gleich dem Haltestiftmaterial ist. In jedem Fall ist jedoch das Gehäusewandmaterial von dem Zwischenstückmaterial verschieden.
Das Zwischenstück ist zudem derart an der Gehäusewand angeordnet, dass die von dem Haltestift auf das Zwischenstück aufgebrachten Kräfte zuverlässig und ohne Beschädigung der Gehäusewand in die Gehäusewand eingeleitet werden. Mittels des Zwischenstücks werden die von dem Haltestift ausgeübten Kräfte insoweit verteilt und gleichmäßiger in die Gehäusewand eingeleitet als dies mit dem unmittelbar an der Gehäusewand angreifenden Haltestift möglich wäre. Das Vorsehen des Zwischenstücks ermöglicht die Verwendung eines kostengünstigen Gehäusewandmaterials und dennoch das Betreiben der Innenzahnradfluidmaschine mit hoher Leistung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich zu dem Haltestift ein weiterer Haltestift vorliegt, mittels welchem das Füllstück an einer der Gehäusewand gegenüberliegenden weiteren der Gehäusewände gelagert ist, wobei der weitere Haltestift über wenigstens ein weiteres Zwischenstück an der weiteren Gehäusewand drehbar gelagert ist. Das Füllstück ist also nicht allein mittels des Haltestifts, sondern mittels mehrere Haltestifte an dem Maschinengehäuse drehbar gelagert. Für den weiteren Haltestift gilt bevorzugt das für den Haltestift gesagte; für das weitere Zwischenstück gelten weiter bevorzugt die Ausführungen für das Zwischenstück analog. Der Haltestift und der weitere Haltestift liegen in axialer Richtung bezüglich einer der Drehachsen auf gegenüberliegenden Seiten des Füllstücks vor beziehungsweise greifen auf gegenüberliegenden Seiten an diesem an. Über den Haltestift ist das Füllstück an der Gehäusewand und über den weiteren Haltestift an der weiteren Gehäusewand drehbar gelagert, vorzugsweise um eine gemeinsame Drehachse. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige und kompakte Ausführungsform der Innenzahnradfluidmaschine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Haltestift sowohl an der Gehäusewand als auch an der weiteren Gehäusewand mittels des Zwischenstücks und des weiteren Zwischenstücks drehbar gelagert ist. Bei einer solchen Ausgestaltung erstreckt sich also der Haltestift von dem Zwischenstück bis hin zu dem weiteren Zwischenstück und ist auf gegenüberliegenden Seiten an der Gehäusewand und der weiteren Gehäusewand drehbar gelagert. Es ist insoweit vorgesehen, dass sich der Haltestift von dem Zwischenstück bis hin zu dem weiten Zwischenstück erstreckt. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht einen Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine mit besonders hoher Leistung, da eine sehr widerstandsfähige Lagerung des Füllstücks an dem Maschinengehäuse beziehungsweise den Zwischenwänden des Maschinengehäuses realisiert ist, die das Füllstück zuverlässig mit dem Maschinengehäuse verbindet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Haltestiftmaterial des Haltestifts einen größeren oder zumindest denselben Wert einer Materialkenngröße aufweist wie das Zwischenstückmaterial, und/oder dass das Zwischenstückmaterial einen größeren Wert der Materialkenngröße aufweist wie das Gehäusewandmaterial. Als Materialkenngröße kommt beispielsweise das Elastizitätsmodul, die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, die 0,2 %-Dehngrenze oder die Elastizitätsgrenze zum Einsatz. Unter dem Wert der Materialkenngröße ist der Wert für das jeweilige Material zu verstehen. Es ist also beispielsweise vorgesehen, dass das Haltestiftmaterial einen größeren oder zumindest dasselbe Elastizitätsmodul aufweist wie das Zwischenstückmaterial, wobei anstelle des Elastizitätsmoduls selbstverständlich auch eine der anderen Materialkenngrößen verwendet werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist der Elastizitätsmodul des Zwischenstückmaterials größer als der Elastizitätsmodul des Gehäusewandmaterials, wobei auch hier anstelle des Elastizitätsmoduls jede der anderen Materialkenngrößen verwendbar ist. Dies ermöglicht eine besonders hohe Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine, insbesondere auch bei hoher Leistung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäusewandmaterial Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und/oder das Zwischenstückmaterial Vergütungsstahl, insbesondere Nitrierstahl, und/oder das Haltestiftmaterial Stahl ist. Um eine besonders kostengünstige und leichte Ausführungsform der Innenzahnradfluidmaschine zu realisieren, soll als Gehäusewandmaterial ein Leichtmetall verwendet werden, nämlich Aluminium beziehungsweise eine Aluminiumlegierung. Dieses Gehäusewandmaterial weist üblicherweise jedoch einen Wert der Materialkenngröße auf, welcher nicht hinreichend ist, um einen zuverlässigen Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine bei hoher Leistung zu ermöglichen, falls der Haltestift unmittelbar an der Gehäusewand angreift. Aus diesem Grund kommt - wie beschrieben - das Zwischenstück zum Einsatz. Dieses besteht bevorzugt aus einem hochfesten Material, nämlich aus Vergütungsstahl. Als Vergütungsstahl wird besonders bevorzugt Nitrierstahl verwendet, beispielsweise nitrierter oder unnitrierter Nitrierstahl.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Haltestift in eine Haltestiftaufnahme des Zwischenstücks und das Zwischenstück in eine Zwischenstückaufnahme der Gehäusewand eingreift. Die Zwischenstückaufnahme liegt als in der Gehäusewand ausgebildete Vertiefung vor. Die Zwischenstückaufnahme durchgreift die Gehäusewand lediglich teilweise und ist in die von den Zahnrädern in axialer Richtung abgewandte Richtung von einem Boden begrenzt. In der Zwischenstückaufnahme ist das Zwischenstück angeordnet. Das Zwischenstück wiederum weist die Haltestiftaufnahme auf, in welcher der Haltestift teilweise angeordnet ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Haltestift in axialer Richtung bis in die Zwischenstückaufnahme hineinragt und insoweit teilweise in ihr angeordet ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist bevorzugt das Zwischenstück vollständig in der Zwischenstückaufnahme aufgenommen, ragt also nicht aus der Zwischenstückaufnahme heraus. Alternativ steht das Zwischenstück über die Zwischenstückaufnahme über, um einen besonders zuverlässigen Schutz der Gehäusewand vor den auf den Haltestift wirkenden Kräften zu realisieren. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Zwischenstück über die Zwischenstückaufnahme übersteht und die Haltestiftaufnahme derart an beziehungsweise in dem Zwischenstück angeordnet beziehungsweise ausgestaltet ist, dass der Haltestift vollständig außerhalb der Zwischenstückaufnahme vorliegt. Bei einer solchen Ausgestaltung hält das Zwischenstück den Haltestift insoweit außerhalb der Zwischenstückaufnahme und entsprechend beabstandet von der Gehäusewand. Jede der beschriebenen Ausführungsformen ermöglicht die Realisierung der bereits beschriebenen Vorteile.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein zwischen dem Haltestift und einer die Haltestiftaufnahme begrenzenden Innenwand des Zwischenstücks vorliegendes Haltestiftradialspiel von einem zwischen einer Außenwand des Zwischenstücks und der die Zwischenstückaufnahme begrenzenden Gehäusewand vorliegenden Zwischenstückradialspiel verschieden ist. Das Haltestiftradialspiel und das Zwischenstückradialspiel liegen bei in der Haltestiftaufnahme angeordnetem Haltestift und bei in der Zwischenstückaufnahme angeordnetem Zwischenstück vor. Das Haltestiftradialspiel beschreibt ein Spiel des Haltestifts in der Haltestiftaufnahme in radialer Richtung; das Zwischenstückradialspiel beschreibt ein Spiel des Zwischenstücks in der Zwischenstückaufnahme, ebenfalls in radialer Richtung. Das Haltestiftradialspiel und das Zwischenstückradialspiel sind voneinander verschieden. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass eines der Radialspiele gleich null ist, sodass das jeweilige Element in der entsprechenden Aufnahme starr gehalten ist.
Vorzugsweise ist das Zwischenstück unbeweglich, also ohne Zwischenstückradialspiel, in der Zwischenstückaufnahme angeordnet und entsprechend an der Gehäusewand gehalten. Das Haltestiftradialspiel ist hierbei größer als null, sodass der Haltestift mit Spiel in der Haltestiftaufnahme vorliegt. Das Haltestiftradialspiel ist beispielsweise derart gewählt, dass es eine Drehbewegung des Haltestifts in der Haltestiftaufnahme um eine Haltestiftdrehachse zulässt. Vorzugsweise entspricht das Haltestiftradialspiel einer Anordnung des Haltestifts in dem Zwischenstück mit einer H7-Passung.
Alternativ kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass der Haltestift starr mit dem Zwischenstück verbunden ist, also unbeweglich in der Haltestiftaufnahme angeordnet ist. In diesem Fall ist das Haltestiftradialspiel gleich null, wohingegen das Zwischenstückradialspiel größer als null ist, sodass das Zwischenstück beweglich, insbesondere drehbar, in der Zwischenstückaufnahme angeordnet ist. Ebenfalls ist es selbstverständlich möglich, dass sowohl das Haltestiftmaterialspiel als auch das Zwischenstückradialspiel größer als null sind, sodass sowohl der Haltestift in der Haltestiftaufnahme als auch das Zwischenstück in der Zwischenstückaufnahme mit Spiel angeordnet sind. In jedem Fall können die bereits erwähnten Vorteile ohne weiteres erzielt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Haltestiftradialspiel mindestens 0,02 mm und/oder höchstens 0,06 mm beträgt, und/oder dass das Zwischenstück spielfrei an der Gehäusewand befestigt ist. Das Haltestiftradialspiel beträgt also wenigstens 0,02 mm, bevorzugt mehr als 0,02 mm. Insoweit kann das Haltestiftradialspiel insbesondere mindestens 0,03 mm oder mindestens 0,04 mm betragen. Zusätzlich oder alternativ ist das Haltestiftradialspiel höchstens 0,06 mm groß oder kleiner als 0,06 mm. Vorzugsweise beträgt das Haltestiftradialspiel höchstens 0,05 mm oder höchstens 0,04 mm. Derartige Dimensionen des Haltestiftradialspiels ermöglichen eine zuverlässige bewegliche Lagerung des Füllstücks an dem Maschinengehäuse.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück eine hohlzylinderförmige Lagerbuchse oder ein Blechwalzteil ist. Grundsätzlich ist das Zwischenstück bevorzugt hohlzylinderförmig, besonders bevorzugt hohlkreiszylinderförmig. Als Zwischenstück wird beispielsweise eine herkömmliche Lagerbuchse verwendet, wie sie auch in einem Gleitlager zum Einsatz kommen kann. Dies ist insbesondere der Fall, falls die Innenzahnradfluidmaschine für lediglich geringe Belastungen ausgelegt ist. Die Lagerbuchse kann beispielsweise vollständig und durchgehend aus Bronze, Sinterbronze, Stahl oder Kunststoff bestehen oder wenigstens eines dieser Materialien aufweisen. Selbstverständlich kann die Lagerbuchse auch aus einem Verbundmaterial hergestellt sein.
Alternativ oder zusätzlich liegt das Zwischenstück als Blechwalzteil vor, ist also durch Walzen hergestellt. Beispielsweise wird hierbei ein zunächst planes Blech derart bearbeitet, dass zwei zuvor voneinander fortgewandte Endkanten des Blechs nunmehr einander gegenüberliegen und insoweit einen Spalt zwischen sich einschließen. Der Spalt ist vorzugsweise möglichst klein, insbesondere ist er derart bemessen, dass die Endkanten einen Abstand voneinander von höchstens 0,05 mm oder weniger aufweisen. Besonders bevorzugt liegen die Endkanten unmittelbar aneinander an, sodass der Spalt nicht vorliegt beziehungsweise Abmessungen von null aufweist. Bevorzugt fluchten die beiden Endkanten des Blechs nach dem Walzen miteinander. Die Endkanten sind insoweit nach dem Walzen auf Stoß zueinander angeordnet. Die beschriebenen Ausgestaltungen des Zwischenstücks ermöglichen eine kostengünstige Herstellung der Innenzahnradfluidmaschine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück mehrteilig ist, insbesondere als geteilte Lagerbuchse vorliegt. Das Zwischenstück setzt sich insoweit aus mehreren Elementen zusammen, welche zunächst separat voneinander vorliegen und nachfolgend beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig aneinander befestigt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die mehreren Teile des Zwischenstücks allein durch die Anordnung des Zwischenstücks in der Zwischenstückaufnahme und/oder die Anordnung des Haltestifts in der Haltestiftaufnahme bezüglich einander festgesetzt sind, also zunächst lose und separat voneinander in die Zwischenstückaufnahme eingesetzt werden. Dies ist insbesondere der Fall, falls das Zwischenstück als geteilte Lagerbuchse vorliegt. Beispielsweise ist das Zwischenstück gleichmäßig geteilt, setzt sich also aus zwei gleichgroßen Teilen zusammen, welche insbesondere in Umfangsrichtung dieselben Erstreckungen aufweisen. Auch eine derartige Ausgestaltung des Zwischenstücks dient vor allem der kostengünstigen Herstellung der Innenzahnradfluidmaschine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück drehfest an der Gehäusewand befestigt ist, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Die drehfeste Befestigung des Zwischenstücks an der Gehäusewand verhindert ein Wandern des Zwischenstücks in der Zwischenstückaufnahme und stellt somit eine gleichbleibende Belastung des Zwischenstücks durch den Haltestift sicher. Die Befestigung erfolgt besonders bevorzugt kraftschlüssig, beispielsweise durch Einpressen des Zwischenstücks in die Zwischenstückaufnahme, und/oder formschlüssig. In letzterem Fall weist das Zwischenstück insbesondere eine Formschlusseinrichtung auf, die formschlüssig mit einer Formschlussgegeneinrichtung der Gehäusewand zusammenwirkt, um das Zwischenstück drehfest an der Gehäusewand zu halten. Die Formschlusseinrichtung liegt beispielsweise in Form eines Formschlussvorsprungs und die Formschlussgegeneinrichtung als den Formschlussvorsprung aufnehmende Formschlussaufnahme vor oder umgekehrt. Die drehfeste Befestigung des Zwischenstücks an der Gehäusewand ist insbesondere sinnvoll, falls das Zwischenstück mehrteilig ist oder als Blechwalzteil vorliegt. In diesen Fällen wird durch das Festsetzen verhindert, dass der Haltestift einen zwischen den Teilen der Lagerbuchse vorliegenden Spalt beziehungsweise den nach dem Walzen verbleibenden Spalt kraftbeaufschlagt. Hierdurch werden Beschädigungen des Zwischenstücks und mithin in der Innenzahnradfluidmaschine effektiv verhindert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Haltestift das Zwischenstück vollständig durchgreift und auf seiner dem Füllstück abgewandten Seite an einem Boden der Zwischenstückaufnahme anliegt. In anderen Worten durchgreift der Haltestift das Zwischenstück in axialer Richtung vollständig. Es verfügt über den Vorsprung, der in radialer Richtung abmessungskleiner ist als ein sich an den Vorsprung anschließender Bereich des Haltestifts. Das bedeutet, dass der Haltestift sich in der dem Boden zugewandten Richtung verjüngt. Vorzugsweise betragen die Abmessungen des Vorsprungs in radialer Richtung auf seiner dem Boden zugewandten Seite höchstens 60 %, höchstens 50 % oder höchstens 40 % der Abmessungen eines sich an den Vorsprung unmittelbar anschließenden Grundkörpers des Haltestifts auf seiner dem Vorsprung zugewandten Seite oder der größten Abmessungen des Grundkörpers in radialer Richtung über seine gesamte Erstreckung in axialer Richtung hinweg.
Über den Vorsprung stützt sich der Haltestift an dem Boden ab. Dies stellt zum einen eine zuverlässige Lagerung des Füllstücks sicher und zum anderen ermöglicht es ein leichtes Verkippen des Haltestifts bezüglich des Zwischenstücks im Rahmen des Haltestiftradialspiels. Insoweit lässt die beschriebene Ausgestaltung eine Ausgleichsbewegung des Haltestifts und entsprechend des mittels des Haltestifts gelagerten Füllstücks zu, wodurch ein zuverlässiger Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine sichergestellt ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass benachbart zu der Zwischenstückaufnahme eine Öffnung in der Gehäusewand ausgebildet ist, wobei zwischen der Zwischenstückaufnahme und der Öffnung ein Steg ausgebildet ist, der eine Wandstärke aufweist von wenigstens 50 %, wenigstens 75 %, wenigstens 100 %, oder wenigstens 150 % einer Wandstärke des Zwischenstücks. Die Öffnung liegt beispielsweise als Vertiefung vor, ist also auf ihrer den Zahnrädern gewandten Seite von einem Boden begrenzt und durchgreift entsprechend die Gehäusewand in axialer Richtung lediglich teilweise. In diesem Fall stellt die Öffnung beispielsweise ein Druckfeld dar, welches von einer Axialscheibe der Innenzahnradfluidmaschine zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, abgedeckt ist. Während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine wird das Druckfeld zumindest zeitweise mit einem Fluiddruck beaufschlagt, sodass die Axialscheibe in Richtung der Zahnräder gedrängt wird und insbesondere dichtend an diesen anliegt. In diesem Fall liegt eine axiale Spaltkompensation der Innenzahnradfluidmaschine vor.
Alternativ kann die Öffnung auch als Durchtrittsöffnung ausgestaltet sein und insoweit die Gehäusewand in axialer Richtung vollständig durchgreifen. Beispielsweise liegt die Öffnung in diesem Fall als Fluidleitung vor, über welche eine der Fluidkammern der Innenzahnradfluidmaschine an einen Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossen ist. Die Zwischenstückaufnahme und die Öffnung sind von dem Steg separiert. Der Steg ist derart ausgestaltet, dass er gegenüber von dem Haltestift in die Gehäusewand eingeleiteten Kräften beständig ist. Hierzu verfügt er über eine Wandstärke, welche mindestens 50 % der Wandstärke des Zwischenstücks beträgt, bevorzugt jedoch größer ist. Besonders bevorzugt weist die Wandstärke des Stegs wenigstens eine der genannten Größen auf. Hierdurch wird eine hohe Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Verhältnis zwischen Abmessungen des Zwischenstücks in radialer Richtung und Abmessungen des Haltestifts in derselben Richtung mindestens 110 %, mindestens 120 %, oder mindestens 125 % beträgt. Unter den Abmessungen sind jeweils die größten Abmessungen in radialer Richtung des jeweiligen Elements über das gesamte Element hinweg zu verstehen, insbesondere in axialer Richtung. Da der Haltestift zumindest im Wesentlichen an der Innenumfangsfläche des Zwischenstücks anliegt, beträgt zusätzlich oder alternativ das Verhältnis zwischen Außenabmessungen des Zwischenstücks und Innenabmessungen des Zwischenstücks mindestens 110 %, mindestens 120 %, oder mindestens 125 %. Hieraus ergibt sich auch die Wandstärke des Zwischenstücks, welche insoweit in Abhängigkeit von Abmessungen des Haltestifts in radialer Richtung gewählt wird. Das bedeutet, dass die Wandstärke des Zwischenstücks umso größer gewählt wird, je größer die Innenzahnradfluidmaschine ist. Auch dies dient dem Erzielen einer hohen Dauerfestigkeit Innenzahnradfluidmaschine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück auf seiner zumindest bereichsweise und/oder zumindest zeitweise an dem Haltestift anliegenden Innenwand eine Beschichtung aufweist, insbesondere eine Polymerbeschichtung, und/oder dass das Zwischenstück zumindest bereichsweise wärmebehandelt ist. Die Beschichtung ist Bestandteil der Innenwand, wobei die Beschichtung auf der dem Haltestift zugewandten Seite der Innenwand vorliegt. Die Beschichtung ist bevorzugt eine Polymerbeschichtung, insbesondere eine Polytetrafluorethylenbeschichtung. Hierdurch kann ein besonders reibungsarmes Verlagern des Füllstücks gewährleistet werden. Zusätzlich oder alternativ ist das Zwischenstück zumindest bereichsweise wärmebehandelt. Besonders bevorzugt wird die Wärmebehandlung jedenfalls für die Innenwand vorgenommen. Die Wärmebehandlung ist auf eine Härtung des Zwischenstücks und insbesondere der Innenwand gerichtet, sodass die von dem Haltestift auf das Zwischenstück ausgeübten Kräfte keine Beschädigung des Zwischenstücks bewirken können. In jedem Fall wird mit den genannten Ausgestaltungen eine besonders hohe Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Innenwand des Zwischenstücks eine, insbesondere durch Honen beziehungsweise Langhubhonen gebildete, Oberflächenstruktur aufweist. Die Oberflächenstruktur dient dem Herstellen einer verbesserten Gleitfähigkeit des Haltestifts bezüglich des Zwischenstücks. Die Oberflächenstruktur ist beispielsweise nach Art der Oberflächenstruktur einer Zylinderlaufbuchse ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Oberflächenstruktur derart umgesetzt, dass eine Drehbewegung des Haltestifts bezüglich des Zwischenstücks eine Förderwirkung auf ein Fluid ausübt, insbesondere das in der Innenzahnradfluidmaschine vorliegende Fluid zwischen die Innenwand und den Haltestift fördert, um eine besonders gute Schmierwirkung zu erzielen. Die Oberflächenstruktur wird bevorzugt durch Honen beziehungsweise Langhubhonen auf grundsätzlich bekannte Art und Weise hergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenstück wenigstens eine Fluidführungsnut aufweist, insbesondere eine in der Innenwand randoffen ausgestaltete Fluidführungsnut. Die Fluidführungsnut ermöglicht ein Strömen eines Fluids zwischen dem Zwischenstück und dem in dem Zwischenstück angeordneten Haltestift hindurch. Vorzugsweise erstreckt sich die Fluidführungsnut über die gesamte Erstreckung des Zwischenstücks in axialer Richtung. Durch die Fluidführungsnut können beispielsweise Verunreinigungen, die sich zwischen dem Zwischenstück und dem Haltestift angesammelt haben, in Richtung anderer Bereiche der Innenzahnradfluidmaschine abgeführt werden. Hierdurch wird die Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine verbessert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Haltestift in dem Zwischenstück mittels eines hydrostatischen Lagers drehbar gelagert ist, insbesondere mittels eines hydrostatischen Lagers, das durch eine Fluidverbindung zu einem Druckfeld der Innenzahnradfluidmaschine hergestellt ist. Das hydrostatische Lager wird durch eine Fluidbeaufschlagung eines in radialer Richtung zwischen dem Haltestift und der Innenwand des Zwischenstücks vorliegenden Fluidraums gebildet. Vorzugsweise steht der Fluidraum hierzu in strömungstechnischer Verbindung mit einer Fluidquelle. Als Fluidquelle dient beispielsweise das Druckfeld der Innenzahnradfluidmaschine oder alternativ einer der Fluidräume. Die Lagerung mittels des hydrostatischen Lagers verringert eine zwischen dem Haltestift und dem Zwischenstück wirkende Reibungskraft deutlich, sodass wiederum die Lagerung des Haltestifts und damit auch die Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine verbessert werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnradfluidmaschine, insbesondere einer Innenzahnradfluidmaschine gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Innenzahnradfluidmaschine ein eine Außenverzahnung aufweisendes und um eine erste Drehachse drehbar gelagertes erstes Zahnrad und ein eine mit der Außenverzahnung in einem Eingriffsbereich bereichsweise kämmende Innenverzahnung aufweisendes und um eine von der ersten Drehachse verschiedene zweite Drehachse drehbar gelagertes zweites Zahnrad aufweist, wobei zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad abseits des Eingriffsbereichs ein Füllstück angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen, und wobei in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse beidseitig des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads Gehäusewände eines Maschinengehäuses der Innenzahnradfluidmaschine angeordnet sind und das Füllstück mittels wenigstens eines an zumindest einer der Gehäusewände angreifenden Haltestifts an dem Maschinengehäuse gelagert wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Haltestift über wenigstens ein Zwischenstück an der Gehäusewand drehbar gelagert wird, wobei die Gehäusewand aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial hergestellt wird.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Innenzahnradfluidmaschine als auch das Verfahren zu ihrem Herstellen können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Querschnittdarstellung einer Innenzahnradfluidmaschine,
2 eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines Maschinengehäuses der Innenzahnradfluidmaschine in einer alternativen Ausgestaltung, sowie
3 eine schematische Längsschnittdarstellung durch den Bereich des Maschinengehäuses.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer Innenzahnradfluidmaschine 1, die ein Maschinengehäuse 2 aufweist, in welchem ein erstes Zahnrad 3 und ein zweites Zahnrad 4 drehbar gelagert sind. Das erste Zahnrad 3 kann auch als Ritzel und das zweite Zahnrad 4 als Hohlrad bezeichnet werden. Das erste Zahnrad 3 ist um eine erste Drehachse 5 und das zweite Zahnrad 4 um eine zweite Drehachse 6 drehbar in dem Maschinengehäuse 2 gelagert. Es ist erkennbar, dass die erste Drehachse 5 und die zweite Drehachse 6 parallel beabstandet voneinander angeordnet sind, sodass also das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 unterschiedliche Drehachsen aufweisen. Das erste Zahnrad 3 weist eine Außenverzahnung 7 und das zweite Zahnrad 4 eine Innenverzahnung 8 auf, die in einem Eingriffsbereich 9 miteinander kämmen, also miteinander in Eingriff stehen.
Das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 begrenzen gemeinsam einen Fluidraum 10. Das erste Zahnrad 3 begrenzt den Fluidraum 10 hierbei in radialer Richtung nach innen und das zweite Zahnrad 4 in radialer Richtung nach außen. Der Fluidraum 10 wird durch das Kämmen der Zahnräder 3 und 4 einerseits sowie ein Füllstück 11 andererseits in Umfangsrichtung in eine erste Fluidkammer 12 sowie eine zweite Fluidkammer 13 unterteilt. Je nach Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine 1 liegt eine der Fluidkammern 12 und 13 als Saugkammer und eine andere der Fluidkammern 12 und 13 als Druckkammer vor.
Das Füllstück 11 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch ausgebildet, um einen Reversierbetrieb der Innenzahnradfluidmaschine 1 zu ermöglichen. Die Innenzahnradfluidmaschine 1 ist insoweit in beide Drehrichtungen betreibbar. Zusätzlich oder alternativ ist das Füllstück 11 mehrteilig ausgestaltet und weist hierbei mehrere Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 auf. Die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 sind in radialer Richtung unterteilt. Entsprechend liegt das erste Segment 14 beziehungsweise 16 an dem ersten Zahnrad 3 und das zweite Segment beziehungsweise 17 an dem zweiten Zahnrad 4 an. Beispielsweise wird ein erstes Füllstückteil von den Segmenten 14 und 15 und ein zweites Füllstückteil von den Segmenten 16 und 17 gebildet. Die Innenzahnradfluidmaschine 1 kann beispielsweise nur das erste Füllstückteil, nur das zweite Füllstückteil oder beide Füllstückteile aufweisen. In den beiden erstgenannten Fällen ist die Innenzahnradfluidmaschine entsprechend auf eine bestimmte Drehrichtung festgelegt; in der letztgenannten Ausführungsform ist der bereits erwähnte Reversierbetrieb möglich.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt zwischen den Segmenten 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 ein Spalt 18 beziehungsweise 19 vor, welcher mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist oder zumindest zeitweise beaufschlagt wird. Durch diese Fluidbeaufschlagung werden die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 in radialer Richtung auseinander und somit in Richtung des jeweiligen Zahnrads 3 beziehungsweise 4 gedrängt, sodass das jeweilige Segment 14, 15, 16 oder 17 an dem jeweiligen Zahnrad 3 oder 5 dichtend anliegt. Hierdurch ist eine Radialkompensation der Innenzahnradfluidmaschine 1 realisiert, welche auch als radiale Spaltkompensation bezeichnet werden kann.
Weiterhin ist zu erkennen, dass das zweite Zahnrad 4 in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere lediglich bereichsweise, von einer oder mehreren Lagervertiefungen 20 umgriffen ist. Die Lagervertiefungen 20 sind strömungstechnisch an hier nicht dargestellte Fluidanschlüsse der Innenzahnradfluidmaschine 1 angeschlossen, vorzugweise jeweils über einen Fluidkanal 21. Die Strömungsverbindungen zwischen der jeweiligen Lagervertiefung 20 und den Fluidanschlüssen kann über einen jeweiligen Verbindungskanal 22 beziehungsweise 23 hergestellt sein. Hierzu sind die Lagervertiefungen 20 über die Fluidkanäle 21 an die Verbindungskanäle 22 und 23 angebunden. Die Lagervertiefungen 20 sind derart ausgestaltet, dass sie zumindest zeitweise mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt werden, beispielsweise von den Fluidanschlüssen, sodass sie ein hydrostatisches Lager für das zweite Zahnrad 4 ausbilden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine der Lagervertiefungen 20 lediglich mit demjenigen der Fluidanschlüsse strömungstechnisch verbunden ist, der einer Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine 1 zugeordnet ist. Dies ist insbesondere der Fall, falls die Innenzahnradfluidmaschine 1 nicht reversierbar ausgestaltet ist oder nur in einer Vorzugsdrehrichtung betrieben wird. Sofern jedoch die Innenzahnradfluidmaschine 1 für den Reversierbetrieb vorgesehen ist und mit zeitweise wechselnden Drehrichtungen betrieben wird, so sind die Lagervertiefungen 20 bevorzugt an beide Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen, nämlich eine der Lagervertiefungen 20 an einen ersten der Fluidanschlüsse und eine andere der Lagervertiefungen 20 an einen anderen der Fluidanschlüsse. Somit wird stets eine der Lagervertiefungen 20 mit dem auf der Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine 1 anliegenden Druck beaufschlagt, wohingegen die andere der Lagervertiefungen 20 mit einem beliebigen Druck beaufschlagt wird, beispielsweise mit dem auf der Saugseite vorliegende Druck, welcher niedriger ist.
Dargestellt ist weiterhin ein Rücklauf 24, über welchen Fluid, insbesondere Leckagefluid, aus der Innenzahnradfluidmaschine 1 abgeführt und/oder erneut der Innenzahnradfluidmaschine 1 beziehungsweise der jeweiligen Saugdruckkammer zugeführt werden kann. Beispielsweise ist der Rücklauf 24 unmittelbar an die Saugseite beziehungsweise die Saugkammer strömungstechnisch angeschlossen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Rücklauf 24 strömungstechnisch an einen Fluidtank angeschlossen ist. Dieser Fluidtank kann Bestandteil der Innenzahnradfluidmaschine 1 sein, jedoch auch abseits von dieser vorliegen. Er ist beispielsweise strömungstechnisch an die Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine 1 angeschlossen. In Strömungsrichtung gesehen ist der Rücklauf 24 zwischen den Lagervertiefungen 20, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mittig oder zumindest in etwa mittig bezüglich des Füllstücks 11 angeordnet, bevorzugt genau mittig. Besonders bevorzugt liegt der Rücklauf 24 symmetrisch bezüglich einer gedachten Ebene vor, welche sowohl die erste Drehachse 5 als auch die zweite Drehachse 6 in sich aufnimmt.
Der Rücklauf 24 weist eine Rücklaufausnehmung 25 auf, welche eine dem zweiten Zahnrad 3 zugewandte Innenumfangsfläche des Maschinengehäuses 2 durchgreift, sodass die Rücklaufausnehmung 25 in Richtung der Zahnräder 3 und 4 offen ist. Zusätzlich verfügt der Rücklauf 24 über hier nicht dargestellte Rücklauftaschen, welche mit der Rücklaufausnehmung 25 bevorzugt in Strömungsverbindung stehen. Während die Rücklaufausnehmung 25 in axialer Richtung gesehen in Überdeckung mit den Zahnrädern 3 und 4 vorliegt, liegen die Rücklauftaschen in axialer Richtung gesehen beidseitig der Zahnräder 3 und 4 vor, insbesondere sind sie auf der den Zahnrädern 3 und 4 abgewandten Seiten der Dichtscheiben in dem Maschinengehäuse 2 ausgebildet.
Über den Rücklauf 24, also über die Rücklaufausnehmung 25 und/oder die Rücklauftaschen, kann das Fluid abgeführt bevorzugt erneut der jeweiligen Saugkammer zugeführt werden. Beispielsweise mündet die Lagervertiefung 20 in die Rücklaufausnehmung 25 ein. Es kann vorgesehen sein, dass Lagerstege, welche die Lagervertiefung 20 in axialer Richtung begrenzen, auch die Rücklaufausnehmung 25 in axialer Richtung begrenzen. Bevorzugt sind jedoch die Lagervertiefungen 20 in Umfangsrichtung von der Rücklaufausnehmung 25 beabstandet angeordnet. Bevorzugt sind die Lagervertiefungen 20 symmetrisch bezüglich der Rücklaufausnehmung 25 ausgebildet, insbesondere weisen sie den gleichen Abstand zu ihr auf.
Das Füllstück 11 ist mittels wenigstens eines Haltestifts 26 an dem Maschinengehäuse 2 gelagert. Beispielsweise stützt sich das Füllstück 11 hierbei in Umfangsrichtung an dem Haltestift 26 ab. Es kann jedoch auch vorgehsehen sein, dass das Füllstück 11 starr mit dem Haltestift 26 verbunden ist. In jedem Fall ist das Füllstück 11 über den Haltestift 26 drehbar an dem Maschinengehäuse 2 gelagert, insbesondere um eine parallel zu den Drehachsen 5 und 6 verlaufende Drehachse. Diese Drehachse entspricht beispielsweise einer Längsmittelachse des Haltestifts 26 oder verläuft zumindest parallel zu einer solchen.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs Innenzahnradfluidmaschine 1 in einer alternativen Ausgestaltung, nämlich eine Gehäusewand 27 des Maschinengehäuses 2. Die Innenzahnradfluidmaschine 1 in der gezeigten Ausführungsform weist lediglich eines der Füllstückteile, insbesondere das die Segmente 14 und 15 umfassende Füllstückteil auf, ist also nicht für den Reversierbetrieb, sondern mit einer Vorzugsdrehrichtung ausgestaltet. Die Gehäusewand 27 begrenzt die Innenzahnradfluidmaschine 1 in axialer Richtung beziehungsweise schließt das Maschinengehäuse 2 in dieser Richtung ab. Das Maschinengehäuse verfügt üblicherweise über mehrere derartige Gehäusewände 27, nämlich in axialer Richtung auf gegenüberliegenden Seiten.
Erkennbar ist eine Ausnehmung 28 in der Gehäusewand 27 ausgebildet. Die Ausnehmung 28 dient zur Aufnahme einer Maschinenwelle der Innenzahnradfluidmaschine 1, welche drehfest mit dem ersten Zahnrad 3 gekoppelt ist und bevorzugt lediglich über das erste Zahnrad 3 mit dem zweiten Zahnrad 4 in antriebstechnischer Verbindung steht. Entsprechend ist die Ausnehmung 28 bezüglich der ersten Drehachse 5 zentriert ausgebildet. In der Gehäusewand 27 ist zudem ein Druckfeld 29 ausgebildet, welches als Vertiefung vorliegt. Das Druckfeld 29 ist von einer hier nicht dargestellten Axialscheibe der Innenzahnradfluidmaschine 1 übergriffen, welche durch Druckbeaufschlagung des Druckfelds 29 in Richtung beziehungsweise an die Zahnräder 3 und 4 gedrängt wird, um dichtend an ihnen anzuliegen. Eine weitere Ausnehmung 30 bildet eine Saugbohrung, über welche Fluid in den Fluidraum 10, nämlich insbesondere die jeweilige Saugkammer, einströmen kann.
Der Haltestift 26 ist zur Lagerung des Füllstücks 11 an dem Maschinengehäuse 2 an der Gehäusewand 27 drehbar gelagert. Die Lagerung ist hierbei nicht unmittelbar vorgesehen, sondern lediglich mittelbar über ein Zwischenstück 31. Das Zwischenstück 31 ist in einer Zwischenstückaufnahme 32 angeordnet, die in der Gehäusewand 27 ausgebildet ist. Das Zwischenstück 31 weist wiederum eine Haltestiftaufnahme 33 auf, in die der Haltestift 26 eingreift. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Gehäusewand 27 aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück 31 aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial besteht. Bevorzugt besteht die Gehäusewand 27, insbesondere das gesamte Maschinengehäuse 2, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wohingegen das Zwischenstück 31 aus einem festeren Material besteht, beispielsweise aus Stahl, insbesondere aus Vergütungsstahl, besonders bevorzugt aus Nitrierstahl. Das Zwischenstück 31 verhindert effektiv eine Überbeanspruchung der Gehäusewand 27 durch von dem Haltestift 26 in die Gehäusewand 27 eingeleitete Kräfte. Insbesondere wird eine Überpressung der Gehäusewand 27, insbesondere eine übermäßig große Hertzsche Pressung, verhindert. Entsprechend wird eine Dauerfestigkeit der Innenzahnradfluidmaschine 1 mithilfe des Zwischenstücks 31 deutlich verbessert.
Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Bereich des Maschinengehäuses 2, genauer gesagt entlang der in der 2 gezeigten Schnittlinie A - A. Es ist erkennbar, dass das Zwischenstück 31 als Hohlzylinder vorliegt, nämlich insbesondere als gerader Hohlkreiszylinder. Zudem ist das Zwischenstück 31 vollständig in der Zwischenstückaufnahme 32 angeordnet, ragt also nicht aus dieser heraus. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durchgreift der Haltestift 26 das Zwischenstück 31 in Richtung einer Drehachse 34 vollständig, um welche der Haltestift 26 mittels des Zwischenstücks 31 an der Gehäusewand 27 drehbar gelagert ist. Das bedeutet, dass der Haltestift 26 sich an einem Boden 35 der Zwischenstückaufnahme 32 abstützt. Entsprechend stützt sich der Haltestift 26 in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 34 lediglich mittelbar über das Zwischenstück 31 an der Gehäusewand 27 und in axialer Richtung unmittelbar an der Gehäusewand 27 ab.
Der Haltestift 26 verfügt über einen Vorsprung 36, der von einem Grundkörper 37 des Zwischenstücks 31 ausgeht. Der Grundkörper 37 ist vorzugsweise durchgehend zylindrisch, insbesondere durchgehend kreiszylindrisch. Auf der dem Vorsprung 36 abgewandten Seite des Grundkörpers 37 geht ein nicht näher bezeichnetes Stützteil von dem Grundkörper 37 aus. An dem Stützteil stützt sich das Füllstück 11 an dem Haltestift 26 ab beziehungsweise ist das Füllstück 11 über das Stützteil an dem Haltestift 26 befestigt. Der Vorsprung 36 kann ebenso wie der Grundkörper 37 zylindrisch beziehungsweise kreiszylindrisch sein. In jedem Fall weist er in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 34 kleinere Abmessungen auf als der Grundkörper 37. Insbesondere ist der Vorsprung 36 bezüglich des Grundkörpers 37 und/oder der Drehachse 34 zentriert angeordnet. Über den Vorsprung 36 stützt sich der Haltestift 26 an den Boden 35 der Zwischenstückaufnahme 32 ab. Hierdurch ist ein Verkippen des Haltestifts 26 innerhalb der Haltestiftaufnahme 33 innerhalb eines gewissen Haltestiftspiels zugelassen.
Zwischen der Zwischenstückaufnahme 32 und dem Druckfeld 29 liegt ein Steg 38 vor, der die Zwischenstückaufnahme 32 von dem Druckfeld 29 strömungstechnisch separiert. Vorzugsweise liegt die vorstehend erwähnte Axialscheibe an dem Steg 38 an. Hierdurch wird zum einen die Axialscheibe abgestützt und zum anderen ein übermäßiges Austreten von Fluid aus dem Druckfeld 29 unterbunden. Der Steg 38 weist eine Wandstärke auf, die mindestens 50 % einer Wandstärke des Zwischenstücks 31 entspricht, bevorzugt jedoch größer ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Steg 38 und damit die Gehäusewand 27 nicht durch über den Haltestift 26 in die Gehäusewand 27 eingeleitete Kräfte verformt und damit beschädigt wird.
Das Zwischenstück 31 ist bevorzugt in die Zwischenstückaufnahme 32 eingepresst, in dieser also mit Presspassung angeordnet. Entsprechend ist das Zwischenstück 31 bezüglich der Gehäusewand 27 kraftschlüssig festgesetzt, nämlich insbesondere in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse 34. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass das Zwischenstück 31 formschlüssig an der Gehäusewand 27 befestigt ist, insbesondere wiederum um eine Drehbewegung des Zwischenstücks 31 in der Zwischenstückaufnahme 32 in Umfangsrichtung zu unterbinden.
Es kann optional vorgesehen sein, dass in dem Zwischenstück 31 auf seiner dem Haltestift 26 zugewandten Seite eine hier lediglich angedeutete Fluidführungsnut 39 ausgebildet ist. Diese dient einem Heraustransportieren von Schmutzpartikeln aus der Zwischenstückaufnahme 32 durch in der Fluidführungsnut 39 strömendes Fluid. Beispielsweise ist es hierzu vorgesehen, die Zwischenstückaufnahme 32 beziehungsweise die Haltestiftaufnahme 33 mit unter Druck stehendem Fluid zu beaufschlagen, sodass zum einen eine leichtgängige Lagerung des Haltestifts 26 an der Gehäusewand 27 realisiert ist und zum anderen eventuell anfallende Schmutzpartikel zuverlässig aus der Zwischenstückaufnahme 32 beziehungsweise der Haltestiftaufnahme 33 herausbefördert werden. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, den Haltestift 26 mittels eines hydrostatischen Lagers in der Haltestiftaufnahme 33 zu lagern. Hierzu wird der Haltestiftaufnahme 33 beziehungsweise einem in radialer Richtung zwischen dem Zwischenstück 31 und dem Haltestift 26 vorliegenden Lagerraum unter Druck stehendes Fluid zugeführt, beispielsweise über eine hier lediglich schematisch angedeutete Fluidleitung 40, die den Lagerraum strömungstechnisch mit dem Druckfeld 29 verbindet.
Besonders bevorzugt ist eine Innenwand 41 des Zwischenstücks 31, an welcher der Haltestift 26 zumindest zeitweise und/oder zumindest bereichsweise anliegt, mit einer Beschichtung und/oder einer Oberflächenstruktur versehen. Die Beschichtung ist insbesondere eine Polymerbeschichtung, besonders bevorzugt eine Polytetrafluorethylenbeschichtung. Eine solche Beschichtung ist bevorzugt derart ausgestaltet, um die Reibung zwischen dem Haltestift 26 und dem Zwischenstück 31 zu verringern und entsprechend eine reibungsarme Drehlagerung des Haltestifts 26 an der Gehäusewand 27 zu erzielen. Die Oberflächenstruktur ist beispielsweise derart ausgestaltet, dass Fluid aus dem Fluidraum 10 zwischen den Haltestift 26 und das Zwischenstück 31, also in die Haltestiftaufnahme 33, hineingefördert wird. Dies verbessert ebenfalls die Lagerung des Haltestifts 26 aufgrund verringerter Reibung. Die Oberflächenstruktur zeichnet sich bevorzugt durch Erhebungen und Vertiefungen mit einer Höhe im Mikrometerbereich aus, sodass die Oberflächenstruktur auch als Mikrooberflächenstruktur bezeichnet werden kann. Die Oberflächenstruktur ist insbesondere durch Honen beziehungsweise durch Langhubhonen ausgebildet und insbesondere analog zu der Oberflächenstruktur einer Zylinderlaufbuchse ausgeführt.
Die beschriebene Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine 1 ermöglicht ein Betreiben bei hohen Leistungen, insbesondere bei hohen Drücken und/oder bei hohen Drehzahlen und/oder Druckgradienten, ohne die Gehäusewand 27 aus einem festeren Material zu realisieren. Vielmehr wird der Haltestift 26 mittels des Zwischenstücks 31 zuverlässig an der Gehäusewand 27 gelagert, sodass es auch bei hohen Leistungen nicht zu einer Verformung der Gehäusewand 27 kommen kann. Durch die beschriebenen Maßnahmen wird insoweit die Lebensdauer der Innenzahnradfluidmaschine 1 verlängert, wobei sie gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist beziehungsweise bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Innenzahnradfluidmaschine
2: Maschinengehäuse
3: 1. Zahnrad
4: 2. Zahnrad
5: 1. Drehachse
6: 2. Drehachse
7: Außenverzahnung
8: Innenverzahnung
9: Eingriffsbereich
10: Fluidraum
11: Füllstück
12: 1. Fluidkammer
13: 2. Fluidkammer
14: Segment
15: Segment
16: Segment
17: Segment
18: Spalt
19: Spalt
20: Lagervertiefung
21: Fluidkanal
22: Verbindungskanal
23: Verbindungskanal
24: Rücklauf
25: Rücklaufausnehmung
26: Haltestift
27: Gehäusewand
28: Ausnehmung
29: Druckfeld
30: Ausnehmung
31: Zwischenstück
32: Zwischenstückaufnahme
33: Haltestiftaufnahme
34: Drehachse
35: Boden
36: Vorsprung
37: Grundkörper
38: Steg
39: Fluidführungsnut
40: Fluidleitung
41: Innenwand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19930911 C1 [0002]
DE 102008053318 A1 [0003]

Claims

Innenzahnradfluidmaschine (1), mit - einem eine Außenverzahnung (7) aufweisenden und um eine erste Drehachse (5) drehbar gelagerten ersten Zahnrad (3) und einem eine mit der Außenverzahnung (7) in einem Eingriffsbereich (9) bereichsweise kämmende Innenverzahnung (8) aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse (5) verschiedene zweite Drehachse (6) drehbar gelagerten zweiten Zahnrad (4), wobei - zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) abseits des Eingriffsbereichs (9) ein Füllstück (11) angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung (7) und andererseits an der Innenverzahnung (8) anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) vorliegenden Fluidraum (10) in eine erste Fluidkammer (12) und eine zweite Fluidkammer (13) zu unterteilen, und wobei - in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse (5) beidseitig des ersten Zahnrads (3) und des zweiten Zahnrads (4) Gehäusewände (27) eines Maschinengehäuses (2) der Innenzahnradfluidmaschine (1) angeordnet sind und das Füllstück (11) mittels wenigstens eines an zumindest einer der Gehäusewände (27) angreifenden Haltestifts (26) an dem Maschinengehäuse (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) über wenigstens ein Zwischenstück (31) an der Gehäusewand (27) drehbar gelagert ist, wobei die Gehäusewand (27) aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück (31) aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial besteht.
Innenzahnradfluidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltestiftmaterial des Haltestifts (26) einen größeren oder zumindest denselben Wert einer Materialkenngröße aufweist wie das Zwischenstückmaterial, und/oder dass das Zwischenstückmaterial einen größeren Wert der Materialkenngröße aufweist als das Gehäusewandmaterial.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) in eine Haltestiftaufnahme (33) des Zwischenstücks 31 und das Zwischenstück (31) in eine Zwischenstückaufnahme (32) der Gehäusewand (27) eingreift.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Haltestift (26) und einer die Haltestiftaufnahme (33) begrenzenden Innenwand (41) des Zwischenstücks (31) vorliegendes Haltestiftradialspiel von einem zwischen einer Außenwand des Zwischenstücks (31) und der die Zwischenstückaufnahme (31) begrenzenden Gehäusewand (27) vorliegenden Zwischenstückradialspiel verschieden ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (31) eine hohlzylinderförmige Lagerbuchse oder ein Blechwalzteil ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (31) mehrteilig ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) das Zwischenstück (31) vollständig durchgreift und auf seiner dem Füllstück (11) abgewandten Seite an einem Boden (35) der Zwischenstückaufnahme (32) anliegt.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) auf seiner dem Boden (35) der Zwischenstückaufnahme (32) zugewandten Seite einen Vorsprung (36) aufweist, der sich an den Boden (35) abstützt.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Zwischenstückaufnahme (32) eine Öffnung in der Gehäusewand (27) ausgebildet ist, wobei zwischen der Zwischenstückaufnahme (32) und der Öffnung ein Steg (38) ausgebildet ist, der eine Wandstärke von wenigstens 50 %, wenigstens 75 %, wenigstens 100 % oder wenigstens 150 % einer Wandstärke des Zwischenstücks (31) aufweist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen Abmessungen des Zwischenstücks (31) in radialer Richtung und Abmessungen des Haltestifts (26) in derselben Richtung mindestens 110 %, mindestens 120 % oder mindestens 125 % beträgt.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (31) auf seiner zumindest bereichsweise und/oder zumindest zeitweise an dem Haltestift (26) anliegenden Innenwand (41) eine Beschichtung aufweist und/oder dass das Zwischenstück (31) zumindest bereichsweise wärmebehandelt ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (41) des Zwischenstücks (31) eine Oberflächenstruktur aufweist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (31) wenigstens eine Fluidführungsnut (39) aufweist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) in dem Zwischenstück (31) mittels eines hydrostatischen Lagers drehbar gelagert ist.
Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnradfluidmaschine (1), insbesondere einer Innenzahnradfluidmaschine (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Innenzahnradfluidmaschine (1) ein eine Außenverzahnung (7) aufweisendes und um eine erste Drehachse (5) drehbar gelagertes erstes Zahnrad (3) und ein eine mit der Außenverzahnung (7) in einem Eingriffsbereich (9) bereichsweise kämmende Innenverzahnung (8) aufweisendes und um eine von der ersten Drehachse (5) verschiedene zweite Drehachse (6) drehbar gelagertes zweites Zahnrad (4) aufweist, wobei - zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) abseits des Eingriffsbereichs (9) ein Füllstück (11) angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung (7) und andererseits an der Innenverzahnung (8) anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) vorliegenden Fluidraum (10) in eine erste Fluidkammer (12) und eine zweite Fluidkammer (13) zu unterteilen, und wobei - in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse (5) beidseitig des ersten Zahnrads (3) und des zweiten Zahnrads (4) Gehäusewände eines Maschinengehäuses (2) der Innenzahnradfluidmaschine (1) angeordnet sind und das Füllstück mittels wenigstens eines an zumindest einer der Gehäusewände (27) angreifenden Haltestifts (26) an dem Maschinengehäuse (2) gelagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift (26) über wenigstens ein Zwischenstück (31) an der Gehäusewand (27) drehbar gelagert wird, wobei die Gehäusewand (27) aus einem Gehäusewandmaterial und das Zwischenstück (31) aus einem von dem Gehäusewandmaterial verschiedenen Zwischenstückmaterial hergestellt wird.