DE112016004484T5

DE112016004484T5 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE112016004484T5
Application number: DE112016004484.4T
Authority: DE
Inventors: Hajime Asada; Kei Hattori; Takayuki Ito; Hiroshi Akai
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-06-14
Also published as: WO2017057533A1; CN108138766B; CN110360096A; US20180274539A1; CN108138766A

Abstract

Es wird eine Innenzahnradpumpe vorgeschlagen, die die Dichteigenschaft zwischen einem Harzgehäuse, das einen Trochoidenaufnahmeabschnitt bildet, und einer Abdeckung stabil sicherstellen kann, die den Dichtring an dem Abschnitt weglassen kann, und die die Austragfähigkeit stabilisieren kann. Eine Innenzahnradpumpe 1 mit einer Trochoide 4, bei der ein Innenrotor 3 mit einer Vielzahl von Außenzähnen drehbar innerhalb eines Außenrotors 2 mit einer Vielzahl von Innenzähnen in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne mit den Innenzähnen in Eingriff und exzentrisch sind, und einem Gehäuse 5, das eine darin ausgebildete Trochoidenaufnahmevertiefung 5a aufweist und einer Abdeckung 6, die die Vertiefung 5a verschließt. Das Gehäuse 5 ist ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung. Das Gehäuse 5 und die Abdeckung 6 sind mit Bolzen bzw. Schrauben befestigt. Eine Metallbuchse 7 ist in dem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses 5 vorgesehen. In dem Querschnitt des Verbindungsabschnitts zwischen dem Gehäuse 5 und der Abdeckung 6 liegt von der Bodenfläche 5c der Vertiefung 5a aus betrachtet die Position der Endfläche 7a der Buchse 7 höher als die Buchsenbildungsfläche 5e um die Buchse des Gehäuses 5 herum und niedriger als die Dichtfläche 5d um die Vertiefung des Gehäuses 5 herum.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe (eine Trochoidpumpe), die eine Flüssigkeit wie beispielsweise Öl, Wasser und chemische Flüssigkeit fördert.
Hintergrund
Die Innenzahnradpumpe (eine Trochoidpumpe) ist eine Pumpe, bei der ein Außenrotor und ein Innenrotor mit einer Trochoidenverzahnung in einem Gehäuse in einem abgedichteten Zustand aufgenommen sind, und bei der sich mit einer Rotation bzw. Drehung eine Antriebswelle der Innenrotor und der an der Antriebswelle befestigte Außenrotor rotiert bzw. dreht und Flüssigkeit ansaugt und austrägt. In den letzten Jahren ist als eine Pumpe von diesem Typ eine Pumpe mit einem aus Harz hergestelltem Gehäuse als eine Pumpe bekannt, die den Bearbeitungsprozess reduzieren und mit niedrigen Kosten (siehe Patentschrift 1) hergestellt werden kann.
Die Struktur dieses Typs von Innenzahnradpumpe wird auf der Basis von 4 und 8 beschrieben.
4 ist eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Innenzahnradpumpe. Wie in 4 dargestellt umfasst eine Pumpe 21 hauptsächlich eine Trochoide 24, bei der ein Innenrotor 23 mit einer Vielzahl von Außenzähnen in einem ringförmigen Außenrotor 22 mit einer Vielzahl von Innenzähnen aufgenommen ist. Die Trochoide 24 ist drehbar in einer ringförmigen Trochoidenaufnahmevertiefung 25a, die in einem Flanschständergehäuse 25 ausgebildet ist, aufgenommen. Eine Abdeckung 26, die die Trochoidenaufnahmevertiefung 25a verschließt, ist an dem Gehäuse 25 befestigt.
Die Trochoide 24 ist so ausgestaltet, dass der Innenrotor 23 drehbar in dem Außenrotor 22 in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne des Innenrotor 23 mit den Innenzähnen des Außenrotor 22 in Eingriff und exzentrisch sind. Volumenkammern an einer Saugseite und einer Austragseite sind zwischen den Trennpunkten, an denen die jeweiligen Rotoren in Kontakt miteinander sind in Übereinstimmung mit der Rotationsrichtung der Trochoide 24 ausgebildet. Eine Antriebswelle 29, die durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) angetrieben ist, tritt hindurch und ist an dem axialen Zentrum des Innenrotors 23 befestigt. Wenn sich die Antriebswelle 29 dreht und sich der Innenrotor 23 dreht, dreht sich der Außenrotor 22 in derselben Richtung, da die Außenzähne mit den Innenzähnen des Außenrotor 22 in Eingriff sind und Flüssigkeit wird von dem Sauganschluss in die saugseitige Volumenkammer eingesaugt, in der sich das Volumen durch die Rotation erhöht, um einen negativen Druck zu erlangen. Die saugseitige Volumenkammer ändert sich zu einer austragsseitigen Volumenkammer, in der sich das Volumen verringert und der Innendruck durch die Rotation der Trochoide 24 ansteigt. Von dieser wird die angesaugte Flüssigkeit zu dem Austraganschluss ausgetragen.
Die Abdeckung 26 ist aus einem gesintertem Metall hergestellt und das Gehäuse 25 ist ein Spritzgusskörper, der durch Spritzgießen unter Verwendung einer Harzzusammensetzung hergestellt ist. Eine Metallbuchse 27 ist mit einem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses 25 durch Verbund-Spritzgießen („composite molding“) beim Spritzgießen integriert und das Gehäuse 25 und die Abdeckung 26 sind an der Befestigungsplatte 30 des Vorrichtungshauptkörpers durch einen Bolzen bzw. eine Schraube 28, die über die Buchse 27 hindurchtritt, befestigt und fixiert. Die Buchse 27 ist zwischen dem Gehäuse 25 und der Abdeckung 26 eingefügt, um die Befestigungskraft an dem Befestigungsabschnitt sicherzustellen.
Ein Dichtring (O-Ring) 31 ist in einer Nut 32, die an dem Außenumfang der Vertiefung des Gehäuses 25 an der Verbindungsfläche (eine Passfläche) zwischen dem Gehäuse 25 und der Abdeckung 26 ausgebildet ist, montiert. Daher ist die Trochoidenaufnahmevertiefung 25a abgedichtet und es kann ein Austritt bzw. eine Leckage von Flüssigkeit von der Passfläche zwischen dem Gehäuse 25 und der Abdeckung 26 verhindert sein bzw. werden. Bei der Innenzahnradpumpe ist es wichtig, um die Pumpenfunktion effektiv darstellen zu können, die Dichteigenschaft (Dichteigenschaft der Trochoidenaufnahmevertiefung 25a) an der Passfläche zwischen dem Gehäuse 25 und der Abdeckung 26 stabil sicherzustellen. Hydrierter Nitrilkautschuk (H-NBR- Typ) oder ähnliches wird als das Material des Dichtrings 31 verwendet, weil das Material eine Wärmeresistenz bzw. einen Wärmewiderstand von ungefähr -30°C bis 120°C aufweist und Ölresistent ist und bei einem Spiralverdichter eines Klimageräts angewendet sein kann.
8 ist eine Querschnittansicht einer anderen herkömmlichen Innenzahnradpumpe. Wie in 8 dargestellt umfasst eine Pumpe 61 hauptsächlich eine Trochoide 64, bei der ein Innenrotor 63 mit einer Vielzahl von Außenzähnen in einem ringförmigen Außenrotor 62 mit einer Vielzahl von Innenzähnen aufgenommen ist. Die Trochoide 64 ist drehbar in einer kreisförmigen Trochoidenaufnahmevertiefung 65a aufgenommen, die in einem Flanschständergehäuse 65 ausgebildet ist. Eine Abdeckung 66, die die Trochoidenaufnahmevertiefung 65a verschließt, ist an dem Gehäuse 65 fixiert bzw. befestigt.
Die Trochoide 64 ist so ausgestaltet, dass der Innenrotor 63 drehbar in dem Außenrotor 62 in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne des Innenrotor 63 mit den Innenzähnen des Außenrotor 62 in Eingriff und exzentrisch sind. Volumenkammern an einer Saugseite und einer Austragseite sind zwischen den Trennpunkten, an denen die jeweiligen Rotoren in Kontakt miteinander sind, in Übereinstimmung mit der Rotationsrichtung der Trochoide 64 ausgebildet. Eine Antriebswelle 69, die durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) angetrieben wird, tritt hindurch und ist an dem axialen Zentrum des Innenrotors 63 befestigt. Wenn sich die Antriebswelle 69 dreht und sich der Innenrotor 63 dreht, dreht sich der Außenrotors 62 in derselben Richtung, da die Außenzähne mit den Innenzähnen des Außenrotors 62 in Eingriff sind und Flüssigkeit wird von dem Sauganschluss in die saugseitige Volumenkammer, in der sich das Volumen durch die Rotation vergrößert, um einen negativen Druck zu erlangen, angesaugt. Die saugseitige Volumenkammer ändert sich zu einer austragseitigen Volumenkammer, in der sich das Volumen verringert und sich der Innendruck durch die Rotation der Trochoide 64 erhöht. Von dieser wird die angesaugte Flüssigkeit zu dem Austraganschluss ausgetragen.
Die Abdeckung 66 ist aus gesintertem Metall hergestellt und das Gehäuse 65 ist ein Spritzgusskörper, der durch Spritzgießen unter Verwendung einer Harzzusammensetzung hergestellt ist. Das Gehäuse 65 und die Abdeckung 66 sind mit der Befestigungsplatte 70 des Vorrichtungshauptkörpers durch einen Bolzen bzw. eine Schraube 68 befestigt und fixiert. Ein Dichtring 71 ist an einer Nut, die an dem Außenumfang der Vertiefung des Gehäuses 65 an der Verbindungsfläche (eine Passfläche) zwischen dem Gehäuse 65 und der Abdeckung 66 ausgebildet ist, montiert. Daher ist die Trochoidenaufnahmevertiefung 65a abgedichtet und ein Austritt von Flüssigkeit von der Passfläche zwischen dem Gehäuse 65 und der Abdeckung 66, die eine Kombination aus Harz und gesintertem Metall ist, ist bzw. wird verhindert.
Durch Verwendung des Gehäuses 65 als ein Spritzgusskörper (Harzformkörper) ist ein Bearbeiten bzw. Nachbearbeiten unnötig und der Prozess ist ökonomisch bzw. wirtschaftlich. Ferner bewirkt das Gehäuse 65 einen Gleitkontakt mit dem Außenrotor 62 und dem Innenrotor 63 an der Bodenfläche 65c und der Innenfläche 65b, die die Trochoidenaufnahmevertiefung 65a bilden. Da die Innenfläche 65b der Trochoidenaufnahmevertiefung 65a ein Spritzgusskörperabschnitt der Harzzusammensetzung ist, hat die Innenfläche 65b exzellente Reib-Abnutzungscharakteristika hinsichtlich des Außenrotors 62. Die Bodenfläche 65c der Trochoidenaufnahmevertiefung 65a ist durch eine scheibenartige Metallplatte 67, die mit dem Gehäuse 65 durch Verbundgießen integriert ist, gebildet. Daher gibt es kein Problem wie beispielsweise Einfallstellen („sinking marks“), wenn die Bodenfläche 65c aus Harz gebildet ist, ist eine Flachheit exzellent und eine Variation bei einer Austragleistung ist vermieden.
Zitationsliste
Patentschrift
Patentschrift 1: JP 2014-51964 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Probleme
Wie oben beschrieben wird bei der Innenzahnradpumpe, bei der das Gehäuse aus 4 aus Harz hergestellt ist, um die Befestigungsstärke an dem Befestigungsabschnitt der Pumpe sicherzustellen, die Metallbuchse, die mit dem Gehäuse verbundgegossen (einsatzgegossen) ist, verwendet. Um die Befestigungskraft stabil zu halten, ist es nötig zu verhindern, dass das Harz an der Abdeckseitenendfläche, die die Verbindungsfläche mit der Buchsenabdeckung ist, beim Gießen abgedeckt ist. Aus diesem Grund ist es beispielsweise denkbar, dass eine Buchsenbildungsfläche des Gehäuses um die Buchse herum von der Dichtfläche (Passfläche mit der Abdeckung) oder der Buchsenendfläche und der Buchse leicht von der Buchsenbildungsfläche vorsteht.
Jedoch ist im Stand der Technik eine Positionsbeziehung zwischen der Dichtfläche, der Buchsenbildungsfläche und der Buchsenendfläche nach dem Gießen nicht bestimmt und abhängig von dem Überstandswert bzw. der Überstandshöhe der Buchse und den Gießbedingungen des Gehäuses kann die Dichtfläche niedriger liegen als die Endfläche der Buchse. In diesem Fall ist die Buchse mit der Abdeckung in Kontakt, weil es ein Bolzenbefestigungsabschnitt ist, die Dichtfläche ist aber nicht in Kontakt mit der Abdeckung und die Dichteigenschaft an dem Dichtabschnitt ist nicht sichergestellt. In diesem Fall wird die Dichteigenschaft durch den Dichtring sichergestellt.
Wenn die Dichteigenschaft durch einen Dichtring des H-NBR Typs oder ähnliches sichergestellt ist, kann der Dichtring nicht bei einer Atmosphäre mit einer höheren Temperatur als die Wärmeresistenztemperatur von 120°C verwendet werden. Ferner ist bei dem Pumpenherstellungsprozess ein Prozess des Vormontierens des Dichtrings nötig.
Die vorliegende Erfindung (erster unten beschriebener Aspekt) wurde gemacht, um einem solchen Problem gerecht zu werden und eine Aufgabe davon ist es, eine Innenzahnradpumpe vorzuschlagen, die die Dichteigenschaft zwischen dem Harzgehäuse, das den Trochoidenaufnahmeabschnitt bildet, und der Abdeckung stabil sicherzustellen, um den Dichtring an dem Abschnitt wegzulassen und um die Austragfähigkeit zu stabilisieren.
Ferner ist bei der Innenzahnradpumpe wie oben mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben das Gehäuse durch Spritzgießen aus Harz hergestellt, um die Pumpe mit niedrigen Kosten herzustellen. Jedoch verbleibt die Tiefendimension und die Durchmesserdimension des Trochoideaufnahmeabschnitts als Spritzguss-Finish und es gibt leichte Variationen bei jedem Produkt. Insbesondere kann, da die Tiefe des Aufnahmeabschnitts die Austragmenge beeinflusst, die Tiefenvariation eine Variation der Austragmenge sein.
Die vorliegende Erfindung (ein zweiter unten beschriebener Aspekt) wurde gemacht, um einem solchem Problem gerecht zu werden, und eine Aufgabe davon ist es eine Innenzahnradpumpe vorzuschlagen, die die Tiefenvariationen eines Trochoidenaufnahmabschnitts zwischen den individuellen Teilen reduzieren und eine stabile Austragfähigkeit aufweisen kann.
Lösung für die Probleme
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Innenzahnradpumpe mit einer Trochoide, bei der ein Innenrotor mit einer Vielzahl von Außenzähnen drehbar innerhalb eines Außenrotors mit einer Vielzahl von Innenzähnen in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne mit den Innenzähnen in Eingriff und exzentrisch sind, und eine saugseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen, und eine austragsseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um die in die saugseitige Volumenkammer eingesaugte Flüssigkeit auszutragen, zwischen den Innenzähnen und den Außenzähnen ausgebildet sind, wobei die Innenzahnradpumpe aufweist: ein Gehäuse, das eine die Trochoide aufnehmende Vertiefung aufweist, und eine Abdeckung, die die Vertiefung des Gehäuses verschließt. Das Gehäuse ist ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung. Das Gehäuse und die Abdeckung sind mit Bolzen bzw. Schrauben befestigt, wobei eine Metallbuchse in einem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Position einer Endfläche der Buchse auf bzw. an der Abdeckungsseite in einem Querschnitt eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung höher ist als eine Buchsenbildungsfläche des Gehäuses um die Buchse herum, und von einer Bodenfläche der Vertiefung aus betrachtet gleich oder niedriger ist als eine Dichtfläche um die Vertiefung des Gehäuses herum.
Die Dichtfläche kann eine mit einer Innenfläche der Vertiefung des Gehäuses kontinuierliche Fläche sein und die Dichtfläche kann in engen Kontakt mit der Fläche der Abdeckung kommen, um die Vertiefung abzudichten.
Ein Dichtring muss nicht an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung bei der Innenzahnradpumpe eingefügt sein.
Eine Innenfläche der Vertiefung des Gehäuses kann aus einem Spritzgusskörper aus der Harzzusammensetzung hergestellt sein und eine Bodenfläche der Vertiefung kann aus einem Metallkörper gemacht sein.
Die Harzzusammensetzung kann eine Harzzusammensetzung sein, in der ein Polyphenylensulfidharz als ein Basisharz verwendet ist, und das Basisharz ist mit zumindest einem ausgewählt aus Glasfaser, Kohlenstoffaser und anorganischem Füllstoff gemischt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird eine Innenzahnradpumpe mit einer Trochoide vorgeschlagen, bei der ein Innenrotor mit einer Vielzahl von Außenzähnen drehbar innerhalb eines Außenrotors mit einer Vielzahl von Innenzähnen in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne mit den Innenzähnen in Eingriff und exzentrisch sind, und eine saugseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen, und eine austragsseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um die in die saugseitige Volumenkammer eingesaugte Flüssigkeit auszutragen, zwischen den Innenzähnen und den Außenzähnen ausgebildet sind, wobei die Innenzahnradpumpe aufweist: einen aus gesintertem Metall hegestellten Trochoidenaufnahmeabschnitt, der ausgestaltet ist, um die Trochoide aufzunehmen, und ein Gehäuse, das mit der Außenseite des Trochoidenaufnahmeabschnitts verbunden ist, in der das Gehäuse ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung ist, und der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so verbunden sind, dass ein Teil des Gehäuses in eine gesinterte Pore an der Außenfläche des Trochoidenaufnahmeabschnitts eintritt.
Der Trochoidenaufnahmeabschnitt kann einen Hauptkörperabschnitt mit einer zylindrischen Innenfläche und einer flachen plattenartigen Innenbodenfläche und einen Deckelabschnitt, der einen Öffnungsabschnitt des Hauptkörperabschnitts verschließt, umfassen. Ferner kann der Deckelabschnitt an dem Öffnungsabschnitt des Hauptköperabschnitts verstemmt bzw. abgedichtet und befestigt sein.
Ferner kann bei der Ausgestaltung, bei der der Trochoidenaufnahmeabschnitt den Hauptkörperabschnitt und den Deckelabschnitt umfasst, der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so verbunden sein, dass ein Teil des Gehäuses in die gesinterte Pore des Hauptkörperabschnitts und die Außenfläche des Deckelabschnitts bei dem Trochoidenaufnahmeabschnitt eintritt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Gehäuse mit einer Trochoidenaufnahmevertiefung und einer Abdeckung, die die Vertiefung verschließt, und das Gehäuse ist ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzungen. Das Gehäuse und die Abdeckung sind mit Bolzen bzw. Schrauben befestigt, eine Metallbuchse ist in einem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses vorgesehen und eine Position einer Endfläche der Buchse in einem Querschnitt eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung liegt bzw. ist von einer Bodenfläche in der Trochoidenaufnahmevertiefung aus betrachtet höher als eine Buchsenbildungsfläche des Gehäuses um die Buchse herum und liegt gleich hoch oder niedriger als die Dichtfläche um die Vertiefung des Gehäuses herum. Somit kann verhindert werden, dass die Endfläche der Buchse beim Gießen des Gehäuses mit Harz verdeckt bzw. bedeckt wird. Ferner kommt die Dichtfläche beim Befestigen des Bolzens unabhängig von den Gießbedingungen des Gehäuses vorzugsweise in engen Kontakt mit der Abdeckung und ist immer konstant zu der Abdeckung, wobei die Dichtfähigkeit der Trochoidenaufnahmevertiefung stabil an diesem Abschnitt sichergestellt sein kann und die Austragfähigkeit stabilisiert ist.
Ferner kann, da die Dichteigenschaft wie oben beschrieben sichergestellt ist, der Dichtring, der herkömmlicherweise an dem Außenumfang der Dichtfläche angeordnet ist, weggelassen sein. Daher ist bei dem Pumpenherstellungsprozess ein Prozess des Montierens des Dichtrings unnötig und das Montieren ist einfach. Daher kann die Innenzahnradpumpe selbst bei einer Atmosphäre mit einer höheren Temperatur als 120°C, die die Wärmewiderstandstemperatur eines O-Rings vom Typ H-NBR ist, verwendet werden.
Die Dichtfläche ist eine Fläche, die von der Innenfläche der Trochoidenaufnahmevertiefung des Gehäuses kontinuierlich ist und in engen Kontakt mit der Fläche der Abdeckung kommt, um die Vertiefung abzudichten. Somit kann verhindert sein, dass die Flüssigkeit zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse von der Trochoidenaufnahmevertiefung eindringt.
Da die Innenfläche der Trochoidenaufnahmevertiefung des Gehäuses aus einem Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzungen hergestellt ist und die Bodenfläche der Vertiefung aus einem Metallkörper hergestellt ist, können Variationen bei der Austragleistung an der Bodenfläche vermieden werden, während die Reibabnutzungscharakteristika auf der Innenfläche verbessert sein können.
Da die das Gehäuse bildende Harzzusammensetzung eine Harzzusammensetzung ist, bei der ein Polyphenylensulfidharz als ein Basisharz verwendet wird und das Basisharz mit zumindest einem ausgewählt aus Glasfaser, Kohlenstofffaser und anorganischem Füllstoff gemischt ist, sind ein Ölwiderstand und ein chemischer Widerstand exzellent und eine Maßgenauigkeit ist ebenfalls stark verbessert.
Eine Innenzahnradpumpe gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung umfasst einen aus einem gesinterten Metall hergestellten Trochoidenaufnahmeabschnitt, der ausgestaltet ist, um die Trochoide aufzunehmen, und ein Gehäuse, das mit der Außenseite des Trochoideaufnahmeabschnitts verbunden ist, bei der das Gehäuse ein Spritzgusskörper der Harzzusammensetzungen ist und der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so miteinander verbunden sind, dass ein Teil des Gehäuses in die gesinterte Pore an der Außenfläche des Trochoideaufnahmeabschnitts eindringt. Der Trochoidenaufnahmeabschnitt ist also eine von dem Gehäuse separate Komponente und durch Ausführen des Verbundgießen (Einsetzgießen) des Gehäuses um den im Vorhinein hergestellten Trochoidenaufnahmeabschnitt herum ist eine Ausgestaltung, bei der beide Elemente verbunden sind, erhalten. Durch Herstellen des gesamten Trochoidenaufnahmeabschnitts als eine separate Komponente können Tiefenvariationen des Aufnahmeabschnitts zwischen den individuellen Teilen reduziert werden. Zudem kann die Tiefe selbst mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden. Folglich gibt es keine Variation bei dem Austragwert zwischen den individuellen Teilen und eine Innenzahnradpumpe mit einer stabilen Austragfähigkeit ist erhalten.
In einem Fall, indem der Trochoidenaufnahmeabschnitt in dem Gehäuse wie im Stand der Technik ausgebildet ist, ist es nötig das gesamte Gehäuse zu bearbeiten, um die Tiefenvariation des Aufnahmeabschnitts zu vermeiden. Jedoch ist es durch Ausbilden nur des Trochoidenaufnahmeabschnitts als eine separate Komponente nicht nötig das gesamte Gehäuse zu bearbeiten. Der Trochoidenaufnahmeabschnitt mit der eingestellten Tiefe kann mit dem Gehäuse verbundgegossen sein und zusätzliche Bearbeitungskosten können vermieden sein. Darüber hinaus kann er, da der Trochoidenaufnahmeabschnitt aus einem gesinterten Metall hergestellt ist, einfach hergestellt werden und ist aufgrund des Ankereffekts zu den gesinterten Poren beim Verbundgießen fest bzw. stark mit dem Harzgehäuse verbunden.
Ferner kann durch Wählen des Trochoidenaufnahmeabschnitts als ein unabhängiges Teil die Austragmenge nur mit diesem Teil gestaltet bzw. designend werden. Daher kann der Trochoidenaufnahmeabschnitt als eine gemeinsame Komponente hergestellt sein. Beim Gießen des Gehäuses wird nur Verbundgießen unter Verwendung dieses Trochoideaufnahmeabschnitts ausgeführt und der Grad der Freiheit der Gestaltung kann erweitert bzw. vergrößert sein.
Da der Trochoidenaufnahmeabschnitt den Hauptkörperabschnitt mit der zylindrischen Innenfläche und der flachen plattenartigen Innenbodenfläche und den Deckelabschnitt zum Verschließen des Öffnungsabschnitts des Hauptkörperabschnitts umfasst, kann die Aufnahmeabschnittstiefe nur durch planares Bearbeiten des axialen Querschnitts des Zylinders eingestellt sein und die Bearbeitung ist einfach.
Da der Deckelabschnitt an dem Öffnungsabschnitt des Hauptkörperabschnitts verstemt bzw. abgedichtet und befestigt ist, wird der Bolzenbefestigungsprozess wie im Stand der Technik überflüssig. Ferner gibt es in dem Fall des Befestigens des Harzkörpers und des Metallkörpers mit Bolzen eine Gefahr einer Lockerheit des Befestigungsabschnitts aber es gibt ein solches Risiko durch Befestigen des Hauptkörperabschnitts und des Deckelabschnitts durch Verstemmen bzw. Abdichten nicht.
Zudem sind der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so verbunden, dass ein Teil des Gehäuses in die gesinterten Poren an der Außenfläche des Hauptkörperabschnitts und des Deckelabschnitts bei dem Trochoidenaufnahmeabschnitt eindringt, das Gehäuse also ausgebildet ist, um die Deckelabschnittseite abzudecken. Dementsprechend kann verhindert sein, dass sich der Deckelabschnitt von dem Hauptkörperabschnitt und ähnlichem löst.
Figurenliste

1 ist eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Innenzahnradpumpe gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung zeigt.
2 ist eine axiale Querschnittansicht und eine vergrößerte Ansicht der Innenzahnradpumpe aus 1.
3 sind eine axiale Querschnittansicht und eine vergrößerte Ansicht, die ein anderes Beispiel der Innenzahnradpumpe des ersten Aspekts der vorliegenden Anmeldung darstellen.
4 ist eine axiale Querschnittansicht einer herkömmlichen Innenzahnradpumpe.
5 ist eine axiale Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Innenzahnradpumpe gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung darstellt.
6 ist eine axiale Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel der Innenzahnradpumpe gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Anmeldung darstellt.
7 ist eine axiale Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel der Innenzahnradpumpe gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Anmeldung darstellt.
8 ist eine axiale Querschnittansicht einer herkömmlichen Innenzahnradpumpe.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform einer Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht einer Innenzahnradpumpe, 2(a) ist eine axiale Querschnittansicht der Innenzahnradpumpe und 2(b) ist eine vergrößerte Ansicht des Umfangs der Dichtfläche des Gehäuses bei der Innenzahnradpumpe. Wie in 1 dargestellt umfasst eine Innenzahnradpumpe 1 eine Trochoide 4, bei der ein Innenrotor 3 in einem ringförmigen Außenrotor 2 aufgenommen ist, ein Gehäuse 5, das mit einer Vertiefung (Trochoidenaufnahmevertiefung) 5a, die die Trochoide 4 drehbar aufnimmt, und eine Abdeckung 6, die die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a des Gehäuses 5 verschließt. Die Abdeckung 6 hat eine Form, die im Wesentlichen der Außenform der oberen Fläche des Gehäuses 5 entspricht, bei dem die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a geöffnet ist. Wie in 2(a) dargestellt sind das Gehäuse 5 und die Abdeckung 6 an einer Befestigungsplatte 11 eines Vorrichtungshauptkörpers mit Bolzen bzw. Schrauben 9 befestigt und fixiert. Ferner ist eine Antriebswelle 10, die koaxial an dem Rotationszentrum des Innenrotor 3 befestigt ist, vorgesehen. Die Antriebswelle 10 wird durch eine Lagerung (nicht dargestellt) getragen, die in die Abdeckung 6 oder ähnliches eingepresst ist.
Die Anzahl von Außenzähnen des Innenrotors 3 ist um einen geringer als die Anzahl der Innenzähne des Außenrotors 2 und der Innenrotor 3 ist in dem Außenrotor 2 in einem exzentrischen Zustand aufgenommen, in dem die Außenzähne in die Innenzähne eingeschoben bzw. eingetragen und damit in Eingriff sind. Volumenkammern an der Saugseite und der Austragseite sind zwischen den Trennpunkten, an denen die jeweiligen Rotoren in Kontakt miteinander sind, in Übereinstimmung mit der Rotationsrichtung der Trochoide 4 ausgebildet. Ein Sauganschluss, der mit der saugseitigen Volumenkammer kommuniziert, und ein Austraganschluss, der mit der austragseitigen Volumenkammer kommuniziert, sind an einer Bodenfläche 5c der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a des Gehäuses 5 ausgebildet. Der Sauganschluss, der mit der saugseitigen Volumenkammer kommuniziert, und der Austraganschluss, der mit der austragseitigen Volumenkammer kommuniziert, können in zumindest einem von dem Gehäuse 5, der Abdeckung 6 und der Antriebswelle 10 ausgebildet sein.
Bei der Innenzahnradpumpe 1 wird, wenn die Trochoide 4 durch die Antriebswelle 10 rotiert bzw. gedreht wird, Flüssigkeit von dem Sauganschluss in die saugseitige Volumenkammer eingesaugt, in der sich das Volumen vergrößert und ein negativer Druck erlangt ist. Die saugseitige Volumenkammer ändert sich zu einer austragseitigen Volumenkammer, in der sich das Volumen verringert und der Innendruck sich durch eine Rotation bzw. eine Drehung der Trochoide 4 erhöht und die angesaugte Flüssigkeit von der austragseitigen Volumenkammer zu dem Austraganschluss ausgetragen wird. Die oben beschriebene Pumpwirkung wird kontinuierlich durch die Rotation der Trochoide 4 ausgeführt und die Flüssigkeit wird kontinuierlich gefördert. Ferner wird durch den Flüssigkeitsdichteffekt, der die Dichteigenschaft von jeder Volumenkammer durch die angesaugte Flüssigkeit verbessert, der Differenzdruck, der zwischen den jeweiligen Volumenkammern erzeugt ist, erhöht und eine große Pumpwirkung ist erlangt.
Die Abdeckung 6 ist aus Metall hergestellt und das Gehäuse 5 ist ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung. Wenn das aus Harz hergestellte Gehäuse 5 an dem Vorrichtungshauptkörper mit den Bolzen befestigt ist, gibt es eine Gefahr der Lockerung des Befestigungsabschnitts aufgrund einer Kriechverformung des Harzes. Kriechgegenmaßnahmen können durch Verwenden einer vorbestimmten Harzzusammensetzung, die mit einem unten beschriebenen Verstärkungszusatz oder ähnlichem vermischt ist, als ein Harzmaterial unternommen werden. Jedoch kann es in einigen Fällen spröde und schlecht bei einer Schlagfestigkeit sein. Daher wird eine Metallbuchse 7 in dem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses 5 vorgesehen, um die Befestigungsstärke an dem Befestigungsabschnitt beizubehalten. Das Gehäuse 5 und die Abdeckung 6 sind an der Befestigungsplatte 11 des Vorrichtungshauptkörpers mit Bolzen 9, die über die Buchse 7 hindurchgetreten sind, befestigt und fixiert.
Die Metallbuchse 7 hat eine zylindrische Form mit einem Flansch 7b und ist vorgesehen, um durch den Flanschabschnitt 5g des Gehäuses 5 hindurchzutreten. Die Buchse 7 kann an dem Gehäuse 5 durch eine Pressepassung befestigt sein oder kann durch Anordnen der Buchse in der Metallform, um durch Verbundgießen (Einsetzgießen) beim Spritzgießen des Gehäuses 5 integriert zu werden, befestigt sein.
Insbesondere tritt durch Einsetzen des Einsetzgießens und durch Verwendung der Buchse 7, die aus gesintertem Metall hergestellt ist, das Harz in die Flächenvertiefung des gesinterten Körpers ein und die Buchse 7 und das Gehäuse 5 sind fest durch den Ankereffekt verbunden.
Wie in 2(b) dargestellt ist die Dichtfläche 5d eine Fläche, die mit der Innenfläche 5b der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a kontinuierlich ist und ist in engem Kontakt mit der Fläche der Abdeckung, um die Passfläche zwischen dem Gehäuse 5 und der Abdeckung abzudichten, wodurch die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a abgedichtet ist. Bei dem Gehäuse 5 kann durch Vorsehen der Fläche der Abdeckungsseite angrenzend an und kontinuierlich mit der Innenfläche 5b als die Dichtfläche 5d, verhindert werden, dass die Flüssigkeit von zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse in die Trochoidenaufnahmevertiefung eindringt.
Die Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist durch die Positionsbeziehung zwischen der Dichtfläche des Gehäuses und der Endfläche der Buchse nach dem Gießen charakterisiert. Die Höhenposition der Endfläche 7a an der Abdeckungsseite der Buchse 7 ist also auf eine Position eingestellt, die (1) höher liegt als eine Buchsenbildungsfläche 5e des Gehäuses 5 um die Buchse herum und liegt von der Bodenfläche 5c aus betrachtet auf der Basis der Bodenfläche 5c der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a (2) niedriger als die Dichtfläche 5d um die Vertiefung des Gehäuses 5 herum. Diese Beziehung ist eine Positionsbeziehung nach dem Gießen des Gehäuses 5.
Durch die Beziehung (1) kann verhindert sein, dass die Endfläche 7a der Buchse 7 beim Verbundgießen des Gehäuses 5 und der Buchse 7 mit dem Harz bedeckt bzw. abgedeckt ist. Ein Vorstandswert bzw. eine Überstandshöhe h₁ der Endfläche 7a der Buchse 7 von der Buchsenbildungsfläche 5e ist beispielsweise 0,01 mm bis 0,3 mm. Wenn die Endfläche 7a der Buchse 7 nur leicht vorsteht, kann die zuvor erwähnte Bedeckung des Harzes bzw. durch das Harz verhindert sein.
Durch die Beziehung von (2) kommt, da sich die Dichtfläche 5d an einer höheren Position befindet als die Endfläche 7a der Buchse 7, die Dichtfläche 5d beim Bolzenbefestigen vorzugsweise in engen Kontakt mit der Abdeckung. Da die Beziehung als eine Positionsbeziehung nach dem Gießen definiert ist, ist die Dichtfläche 5d unabhängig von den Gießbedingungen immer in Kontakt mit der Abdeckung, kann die Dichteigenschaft der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a stabil sichergestellt und die Austragfähigkeit ebenfalls stabilisiert sein. Ferner kann, da eine ausreichende Dichteigenschaft auch an der Dichtfläche 5d sichergestellt sein kann, ein Dichtring, der herkömmlicherweise an dem Außenumfang der Dichtfläche 5d angeordnet ist, wie in 1 und 2 dargestellt weggelassen sein.
Ferner kann die Höhe der Endfläche 7a der Buchse 7 und die Höhe der Dichtfläche 5d des Gehäuses 5 dieselbe sein. In diesem Fall kann die Dichteigenschaft genauso an der Dichtfläche 5d sichergestellt sein. Da die Dichtfläche 5d und die Abdeckung stabiler in Kontakt miteinander gebracht werden können, ist es zu bevorzugen, dass sich die Dichtfläche 5d an einer leicht höheren Position als die Endfläche 7a befindet. Eine Differenz h₂ zwischen der Höhe der Endfläche 7a der Buchse 7 und der Höhe der Dichtfläche 5d des Gehäuses 5 ist beispielsweise 0,01 mm bis 0,3 mm.
In 2(a) kommt das Gehäuse 5 in Gleitkontakt mit dem Außenrotor 2 und dem Innenrotor 3 an der Bodenfläche 5c und der Innenfläche 5b, die die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a bilden. Da die Innenfläche 5b der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a ein Spritzgusskörperabschnitt der Harzzusammensetzung ist, hat die Innenfläche 5b exzellente Reib-Abnutzungscharakteristika hinsichtlich des Außenrotors 2. Ferner ist die Bodenfläche 5c der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a durch eine scheibenförmige Metallplatte 8, die mit dem Gehäuse 5 durch Verbundgießen integriert ist, gebildet. Folglich ist die Flachheit exzellent verglichen mit dem Fall des Ausbildens der Bodenfläche 5c mit einem Harz, und Variationen bei der Austragleistung können vermieden sein. Als die Metallplatte 8 kann ein gesinterter Metallkörper oder ein Schmelzmetallkörper (Metallpressteil) eingesetzt sein.
Ferner kann durch Ausbilden des Gehäuses 5 als ein Spritzgusskörper der Harzzusammensetzung eine Flüssigkeitssaugdüse 5h integral mit dem Gehäuse 5 aus der Harzzusammensetzung ausgebildet sein. Wenn nötig kann der Filter 13 an dem Endabschnitt der Flüssigkeitssaugdüse 5h, die als ein Kommunikationspfadeinlass (Flüssigkeitssauganschluss) zu der saugseitigen Volumenkammer dient, durch Schweißen oder ähnliches befestigt sein. Fremdstoffe können durch den Filter 13 daran gehindert werden in die Pumpe einzudringen. Bei der Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist die Ausgestaltung der Trochoidenaufnahmevertiefung nicht auf die in 2 dargestellte Ausgestaltung begrenzt und es kann ein die Bodenfläche umfassende Spritzgusskörper einer Harzzusammensetzung sein. Dies macht es möglich die Trochoidenaufnahmevertiefung durch ein Spritzgießen ohne Nachbearbeiten auszubilden und der Prozess ist ökonomisch bzw. wirtschaftlich.
Eine weitere Ausführungsform der Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 3 beschrieben. 3(a) ist eine axiale Querschnittansicht der Innenzahnradpumpe und 3(b) ist eine vergrößerte Ansicht des Umfangs der Dichtfläche des Gehäuses bei der Innenzahnradpumpe. Wie in 3(a) und 3(b) dargestellt ist bei der Innenzahnradpumpe 1 eine ringförmige Nut 5f in einem Abschnitt vorgesehen, der den Außenumfang der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a abdichtet und ein Dichtring 12 ist an der Nut 5f montiert. Andere Ausgestaltungen sind dieselben wie die der in 2 dargestellten Innenzahnradpumpe. Wie in 3 (b) dargestellt ist die Dichtfläche 5d eine mit der Innenfläche 5b der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a kontinuierliche Fläche und kommt mit der Fläche der Abdeckung in engen Kontakt, um die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a vorrangig abzudichten. Die Höhenposition der Endfläche 7a der Buchse 7 an der Abdeckungsseite ist als eine Position eingestellt, die (1) von der Bodenfläche 5c aus betrachtet auf Basis der Bodenfläche 5c der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a höher liegt als die Buchsenbildungsfläche 5e des Gehäuses 5 um die Buchse herum, und liegt (2) niedriger als die Dichtfläche 5d um die Vertiefung des Gehäuses 5 herum.
Bei der Innenzahnradpumpe aus 3 ist zusätzlich zu der Dichtstruktur der Dichtring 12 montiert, um zweitrangig die Trochoidenaufnahmevertiefung 5a mit dem Dichtring 12 abzudichten. Daher kann die Dichteigenschaft der Trochoidenaufnahmevertiefung 5a stabiler sichergestellt sein und der Sicherheitsfaktor steigt an. In einem Fall, indem der Dichtring 12 vorgesehen ist, sind der Vorpsrungswert der Buchse in der oben beschriebenen Dichtstruktur und ähnlichem derselbe. Bei der Ausführungsform aus 3 sind also der Vorpsrungswert h₁ der Endfläche 7a der Buchse 7 von der Buchsenbildungsfläche 5e und eine Differenz h₂ zwischen der Höhe der Endfläche 7a der Buchse 7 und der Höhe der Dichtfläche 5d des Gehäuses 5 jeweils beispielsweise auf 0,01 mm bis 0,3 mm eingestellt.
Das Material des Dichtrings ist nicht besonders begrenzt und Gummimaterialien bzw. Kautschukmaterialien wie beispielsweise hydrierter Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk und Acrylgummi, die zu der Verwendung und der Verwendungsumgebung passen, können ausgewählt sein. Beispielsweise ist es zu bevorzugen bei einem Spiralverdichter eines Klimageräts einen hydrierten Nitrilkautschuk (H-NBR Typ) zu verwenden, weil eine Wärmeresistenz von ungefähr -30°C bis 120°C und ein Öl-Widerstand benötigt wird.
Die das Gehäuse bildende Harzzusammensetzung verwendet spritzgussgeeignete synthetische Harze als ein Basisharz. Als das Basisharz kann beispielsweise thermoplastisches Polyimidharz, Polyetherketonharz, Polyetheretherketonharz (PEEK), Polyphenylensulfidharz (PPS), Polyamidimidharz, Polyamidharz (PA), Polybutylenterephthalatharz (PBT), Polyethylenterephthalatharz (PET), Polyethylenharz (PE), Polyacetalharz, Phenolharz und ähnliches eingesetzt sein. Jedes dieser Harze alleine oder eine Polymerlegierung, die durch Mischen zweier oder mehrerer davon erlangt ist, kann verwendet werden. Unter diesen wärmeresistenten Harzen ist es insbesondere zu bevorzugen ein PPS-Harz zu verwenden, weil das PPS Harz als ein Gusskörper einen exzellenten Kriechwiderstand, Lastwiderstand, Abriebwiderstand, chemischen Widerstand und ähnliches aufweist.
Glasfaser, Carbonfaser oder anorganischer Füllstoff, die für hohe Stärke, hohe Elastizität, hohe Maßgenauigkeit, Verleihen von Verschleißfestigkeit und Anisotropie Entfernung der Spritzgusskontraktion effektiv sind, werden alleine oder in einer geeigneten Kombination verwendet. Insbesondere ist die kombinierte Verwendung von Glasfaser und anorganischem Füllstoff exzellent bei der Wirtschaftlichkeit und exzellent bei Reib-Verschleißcharakteristika in Öl.
Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist es insbesondere zu bevorzugen eine Harzzusammensetzung zu verwenden, bei der ein linearer Typ PPS-Harz als ein Basisharz verwendet ist und Glasfaser und Glaskugeln als Füllstoffe mit dem Basisharz gemischt sind. Mit dieser Ausgestaltung sind der Ölwiderstand und der chemische Widerstand exzellent, die Zähigkeit ist exzellent, die Verwerfung des Flanschabschnitts ist aufgrund der Entfernung der Anisotropie der Spritzgusskontraktion klein und die Maßgenauigkeit ist ebenfalls stark verbessert. Zusätzlich zu dieser Ausgestaltung kann durch Weglassen des Gummidichtrings wie in 2 dargestellt die Innenzahnradpumpe selbst in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur, die 120°C übersteigt, geeignet verwendet werden.
Ein Mittel zum Mischen und Kneten dieser verschiedenen Rohmaterialien ist nicht besonders begrenzt und die Rohmaterialpulver können trocken durch einen Henschel-Mischer, einen Kugelmischer, einen Bandmischer, einen Lödige-Mischer, einen Ultra-Henschel-Mischer oder ähnliches gemischt werden und die Rohmaterialienpulver werden mit einem Schmelzextruder wie beispielsweise einem Zweischrauben-Extruder schmelzgeknetet, um Formpellets zu erlangen. Ferner kann eine Seitenförderung zum Injizieren des Füllstoffs eingesetzt werden, wenn das Schmelzkneten mit einem Zweischrauben-Extruder oder ähnlichem ausgeführt wird. Das Gehäuse wird unter Verwendung dieser Formpellets durch das Spritzgießen ausgebildet. Beim Gießen wird eine Metallbuchse in der Metallform platziert und durch Verbundgießen integriert. Ferner sind beim Gießen die Form der Metallform und die Gießbedingungen so eingestellt, dass die Buchse und das Gehäuse die oben erwähnten Beziehungen (1) und (2) nach dem Gießen erfüllen.
Bei der Innenzahnradpumpe des ersten Aspekts der vorliegenden Anmeldung können zusätzlich zu den oben erwähnten Metallen (Stahl, Edelstahl bzw. rostfreier Stahl, gesintertes Metall, Aluminiumlegierung oder ähnliches), Harze (gleich dem des Gehäuses) für die Abdeckung verwendet werden, und die Abdeckung kann ein Verbundgusskörper aus Metall und Harz sein. Gesintertes Metall (ein Eisentyp, ein Kupfertyp, ein Edelstahltyp oder ähnliches) ist vorzugsweise für den Außenrotor und den Innenrotor verwendet und ein Stahltyp ist insbesondere vorzugsweise hinsichtlich des Preises verwendet. Jedoch kann bei einer Trochoidpumpe zum Pumpen von Wasser, chemischer Flüssigkeit oder ähnlichem ein Edelstahltyp oder ähnliches mit einer hohen Rostverhinderungsfähigkeit eingesetzt sein.
Eine Ausführungsform der Innenzahnradpumpe gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 5 beschrieben. 5 ist eine axiale Querschnittansicht der Innenzahnradpumpe. Wie in 5 dargestellt umfasst die Innenzahnradpumpe 41 eine Trochoide 44, bei der ein Innenrotor 43 in einem ringförmigen Außenrotor 42 aufgenommen ist, ein Trochoidenaufnahmeabschnitt 46, der die Trochoide 44 drehbar aufnimmt, und ein Gehäuse 45, das mit der Außenseite des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 verbunden ist, um den Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 zu tragen. Der Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 47 mit einer zylindrischen Innenfläche 47b und einer flachen plattenartigen Innenbodenfläche 47c und einen Deckelabschnitt 48, der einen Öffnungsabschnitt 47a des Hauptkörperabschnitts 47 verschließt. Ferner ist eine Antriebswelle 49, die koaxial mit dem Rotationszentrum des Innenrotors 43 verbunden ist, vorgesehen. Die Antriebswelle 49 ist durch Lager (nicht dargestellt), die in dem Gehäuse 45 oder ähnlichem vorgesehen sind, getragen. Der Deckelabschnitt 48 und das Gehäuse 45 haben Öffnungsabschnitte an Abschnitten, durch welche die Antriebswelle 49 hindurchtritt. Die Innenzahnradpumpe 41 ist mit einem Element (nicht dargestellt) eines Vorrichtungshauptkörpers mit Bolzen bzw. Schrauben über Bolzenbefestigungslöcher 50, die in dem Flansch 45b des Gehäuses 45 ausgebildet sind, befestigt und fixiert.
Die Anzahl von Außenzähnen des Innenrotor 43 ist um einen kleiner als die Anzahl von Innenzähnen des Außenrotors 42 und der Innenrotor 43 ist in dem Außenrotor 42 in einem exzentrischen Zustand aufgenommen, in dem die Außenzähne in die Innenzähne eingeschoben und damit in Eingriff sind. Volumenkammern an der Saugseite und der Austragseite sind zwischen den Trennpunkten, an denen die jeweiligen Rotoren miteinander in Kontakt sind, in Übereinstimmung mit der Rotationsrichtung der Trochoide 44 ausgebildet. An der Innenbodenfläche 47c des Hauptkörperabschnitts 47 des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 des Gehäuses 45 sind ein Sauganschluss, der mit der Volumenkammer der Saugseite kommuniziert, und ein Austraganschluss, der mit der Volumenkammer an der Austragseite kommuniziert, ausgebildet.
Bei der Innenzahnradpumpe 41 wird, wenn die Trochoide 44 durch die Antriebswelle 49 gedreht wird, Flüssigkeit von dem Sauganschluss in die saugseitige Volumenkammer eingesaugt, in der sich das Volumen vergrößert und ein negativer Druck erlangt ist. Die saugseitige Volumenkammer ändert sich zu einer austragseitigen Volumenkammer, in der sich das Volumen verringert und der Innendruck sich durch die Rotation der Trochoide 44 erhöht. Die eingesaugte Flüssigkeit wird von der austragseitigen Volumenkammer zu dem Austraganschluss ausgetragen. Die oben beschriebene Pumpwirkung wird kontinuierlich durch die Rotation der Trochoide 44 ausgeführt und die Flüssigkeit wird kontinuierlich gefördert. Ferner wird aufgrund des Flüssigkeitsdichteffekt, der die Dichteigenschaft von jeder Volumenkammer durch die eingesaugte Flüssigkeit erhöht, der Differenzdruck, der zwischen den jeweiligen Volumenkammern erzeugt ist, erhöht und eine große Pumpwirkung ist erlangt.
Der Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 (der Hauptkörperabschnitt 47 und der Deckelabschnitt 48) ist aus einem gesinterten Metall hergestellt und das Gehäuse 45 ist ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung. Der Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 und das Gehäuse 45 sind integral durch Verbundgießen (Einsetzgießen) durch Anordnen des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 in der Form beim Spritzgießen des Gehäuses 45 ausgebildet. Hinsichtlich der Struktur gibt es einen Zustand, in dem ein Teil des das Gehäuse 45 bildende Harz in einen Teil der gesinterten Poren an der Außenfläche des Trochoidenaufnahmeabschnitts, der ein gesinterter Körper ist, eintritt und fest durch den Ankereffekt verbunden ist.
Bei der in 5 dargestellten Ausgestaltung ist ein Gehäuse 45 ausgebildet, um nicht nur den Hauptkörperabschnitt 47 des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 abzudecken, sondern auch den Deckelabschnitt 48. Um diese Form herzustellen wird beim Herstellen zuerst nach dem Einsetzen des Innenrotors 43 und des Außenrotors 42 in Kombination von der Seite des Öffnungsabschnitts 47a in den Hauptkörperabschnitt 47 des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 hinein, der Deckelabschnitt 48 verschlossen bzw. geschlossen, um den Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 mit dem Rotor zu bilden. Durch Platzieren des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 in die Spritzguss-Metallform, um das oben beschriebene Verbundgießen auszuführen, wird der Deckelabschnitt 48 abgedeckt und das Gehäuse 45 kann ausgebildet werden. Mit dieser Struktur kann verhindert werden, dass sich der Deckelabschnitt 48 von dem Hauptkörperabschnitt 47 löst.
Beispiele des gesinterten Metallmaterials, das zum Ausbilden des Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 verwendet werden kann, umfasst einen Eisentyp, einen Kupfereisentyp, einen Kupfertyp, einen Edelstahltyp und ähnliches. Da der Preis niedrig ist und eine Adhäsion zu dem Harzgehäuse exzellent ist, ist es zu bevorzugen ein gesintertes Metall, das Eisen als die Hauptkomponente umfasst (welches Kupfer umfassen kann), zu verwenden. Ferner kann durch Einsetzen eines gesinterten Metalls, das Eisen als eine Hauptkomponente umfasst, eine höhere mechanische Stärke bzw. Festigkeit erlangt sein. Ferner ist in dem Fall, in dem Kupfer beinhaltet ist, da Kupfer schlecht bei Adhäsion (Haftfähigkeit) mit Harz zu Eisen ist, der Gehalt von Kupfer vorzugsweise 10% des 5% des Gewichts oder weniger. Mehr bevorzugt ist der Kupfergehalt 5% des Gewichts oder weniger. Bei der Trochoidpumpe zum Fördern von Wasser, chemischer Flüssigkeit oder ähnlichem ist es zu bevorzugen einen Edelstahltyp oder ähnliches mit einer hohen Rostverhinderungsfähigkeit zu verwenden.
Es ist zu bevorzugen ein gesintertes Metall, das nicht mit Öl imprägniert ist, als das gesinterte Metall, das den Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 bildet, zu verwenden. Ferner ist es zu bevorzugen, wenn Öl beim Gießen- oder Rekompressionsformprozess (Maßprägen) des gesinterten Metalls verwendet wird, ein nicht Ölbeinhaltendes gesintertes Metall zu verwenden, von dem Öl durch Waschen mit Lösungsmittel oder ähnlichem entfernt ist. Ferner ist das theoretische Dichteverhältnis des gesinterten Metalls vorzugsweise 0,7 bis 0,9. Durch Einstellen des theoretischen Dichteverhältnisses auf 0,7 bis 0,9 kann die benötigte Dichte zum Sicherstellen der Stärke bzw. der Festigkeit des Trochoidenaufnahmeabschnitts erlangt sein und der Flächenunebenheiten (gesinterte Poren) zum festen Befestigen bzw. Ankleben des Harzgehäuses an dem Trochoidenaufnahmeabschnitt sichergestellt sein.
Einstellen der Aufnahmeabschnittstiefe bei dem Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 kann durch Abflachen in dem axialen Querschnitt der zylindrischen Seitenwand des Hauptkörperabschnitt 47 ausgeführt sein und kann einfach durch Bearbeitung eingestellt sein.
Da das Gehäuse 45 ein Spritzgusskörper aus der Harzzusammensetzung ist und das Austragwertdesign nur mit dem Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 eingestellt sein kann, ist der Grad der Gestaltungsfreiheit der Pumpenform und ähnliches erweitert. Ferner kann die Flüssigkeitssaugdüse 45a integral mit dem Gehäuse 45 aus der Harzzusammensetzung ausgebildet sein. Wenn benötigt kann ein Filter zum Verhindern des Mischens von Fremdstoffen an dem Endabschnitt der Flüssigkeitssaugdüse 45a, die als ein Kommunikationspfadeinlass (Flüssigkeitssauganschluss) zu der saugseitigen Volumenkammer dient, durch Schweißen oder ähnliches befestigt sein.
Die das Gehäuse 45 bildende Harzzusammensetzung verwendet ein synthetisches Harz, das als ein Basisharz spritzgegossen werden kann. Beispiele des Basisharzes umfassen thermoplastisches Polyimidharz, Polyetherketonharz, Polyetheretherketonharz (PEEK), Polyphenylensulfidharz (PPS), Polyamidimidharz, Polyamidharz (PA), Polybutylenterephthalatharz (PBT), Polyethylenterephthalatharz (PET), Polyethylenharz (PE), Polyacetalharz, Phenolharz und ähnliches. Jedes dieser Harze alleine oder eine Polymerlegierung, die durch Mischen zweier oder mehrerer Arten erlangt ist, kann verwendet werden. Unter diesen wärmeresistenten Harzen ist es insbesondere zu bevorzugen ein PPS-Harz zu verwenden, weil das PPS-Harz als ein Gusskörper einen exzellenten Kriechwiderstand, Lastwiderstand, Abriebwiderstand, chemischen Widerstand und ähnliches aufweist.
Es ist zu bevorzugen Glasfaser, Carbonfaser oder anorganischen Füllstoff, welche für hohe Stärke, hohe Elastizität, hohe Maßgenauigkeit, Verleihen von Verschleißfestigkeit und Anisotropie Entfernung der Spritzgusskontraktion effektiv sind, alleine oder in einer Kombination zu verwenden. Insbesondere ist die kombinierte Verwendung von Glasfaser und anorganischem Füllstoff exzellent bei der Wirtschaftlichkeit und hat exzellente Reib-Verschleißcharakteristika in Öl.
Bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist es insbesondere zu bevorzugen eine Harzzusammensetzung zu verwenden, bei welcher ein linearer Typ PPS-Harz als ein Basisharz verwendet wird und Glasfaser und Glaskugeln als Füllstoffe mit dem Basisharz gemischt sind. Mit dieser Ausgestaltung sind der Ölwiderstand und der chemische Widerstand exzellent, die Zähigkeit ist exzellent, die Verwerfung des Flanschabschnitts ist aufgrund der Entfernung der Anisotropie der Spritzgusskontraktion klein und die Maßgenauigkeit ist ebenfalls stark verbessert. Zusätzlich zu dieser Ausgestaltung kann, da die Innenzahnradpumpe einen unabhängigen Trochoidenaufnahmeabschnitt aufweist und keinen Gummidichtring wie im Stand der Technik benötigt, die Innenzahnradpumpe selbst in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur, die 120°C übersteigt, geeignet verwendet werden.
Ein Mittel zum Mischen und Kneten dieser verschiedenen Rohmaterialien ist nicht besonders begrenzt die Rohmaterialpulver können trocken durch einen Henschel-Mischer, einen Kugelmischer, einen Bandmischer, einen Lödige-Mischer, einen Ultra-Henschel-Mischer gemischt werden und die Rohmaterialienpulver können mit einem Schmelzextruder wie beispielsweise einem Zweischrauben-Extruder oder ähnlichem weiter geschmolzen und geknetet werden, um Formpellets zu erlangen. Zudem kann eine Seitenförderung zum Einbringen der Füllstoffe, wenn das Schmelzkneten mit dem Zweischrauben-Extruder oder ähnlichem ausgeführt wird, eingesetzt sein. Das Gehäuse wird unter Verwendung dieser Formpellets durch das Spritzgießen ausgebildet. Beim Gießen wird der gesamte Trochoidenaufnahmeabschnitt oder nur der Hauptkörperabschnitt in der Metallform angeordnet und durch das Verbundgießen integriert.
Bei der Innenzahnradpumpe gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist es zu bevorzugen ein gesintertes Metall (ein Eieisentyp, ein Kupfereisentyp, ein Kupfertyp, ein Edelstahltyp oder ähnliches) für den Außenrotor und den Innenrotor in der gleichen Weise wie für den Trochoidenaufnahmeabschnitt zu verwenden.
Eine andere Ausführungsform der Innenzahnradpumpe gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist eine axiale Querschnittansicht der Innenzahnradpumpe. Wie in 6 dargestellt hat die Innenzahnradpumpe 41 eine Struktur, bei der ein Deckelabschnitt 48 von einem Gehäuse 45 exponiert ist. Die restlichen Ausgestaltungen sind dieselben wie die der in 5 dargestellten Innenzahnradpumpe. Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform kann die Innenzahnradpumpe durch eine Prozedur des Einsetzens jedes Rotors in einen Hauptkörperabschnitt 47 und Verschließen des Deckelabschnitts 48 nach dem Ausführen des Verbundgießen des Hauptkörperabschnitt 47 eines Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 und des Gehäuses 45 hergestellt sein. Ferner kann es, wie in dem Fall von 5, nach dem der Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 mit dem Rotor zusammengebaut ist, mit dem Gehäuse verbundgegossen werden. Durch Verstemmen bzw. Abdichten und Befestigen des Hauptkörperabschnitts 47 und des Deckelabschnitts 48, ist ein Bolzenbefestigungsprozess und ähnliches überflüssig und der Hauptkörperabschnitt 47 und der Deckelabschnitt 48 können einfach und fest befestigt sein.
Eine weitere Ausführungsform der Innenzahnradpumpe gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist eine axiale Querschnittansicht der Innenzahnradpumpe. Wie in 7 dargestellt hat die Innenzahnradpumpe 41 eine Struktur, bei der ein Deckelabschnitt 48 und ein Gehäuse 45 mit Bolzen bzw. Schrauben 51 befestigt sind. Daher sind in einem Trochoidenaufnahmeabschnitt 46 ein Hauptkörperabschnitt 47 und der Deckelabschnitt 48 in engen Kontakt miteinander gebracht. Die übrigen Ausgestaltungen sind dieselben wie diese der in 5 dargestellten Innenzahnradpumpe. Wenn nötig kann eine Metallbuchse in ein Bolzenbefestigungsloch 50 in einem Flanschabschnitt 45b des Gehäuses 45 eingefügt bzw. eingeschoben sein und die Bolzenbefestigung kann durch die Buchse ausgeführt sein. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform wird nach dem Ausführen des Verbundgießens des Hauptkörperabschnitts 47 des Trochoidenaufnahmeabschnitts 46 und des Gehäuses 45 jeder Rotor in den Hauptkörperabschnitt 47 hinein eingesetzt. Danach wird der Deckelabschnitt 48 an dem Gehäuse 45 durch einen Bolzen befestigt.
Wie oben mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben ist die Ausgestaltung der Innenzahnradpumpe gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Anmeldung nicht darauf begrenzt. Bei jeder der Ausführungsformen ist der Trochoidenaufnahmeabschnitt eine separate Komponente von dem Gehäuse und wird durch Ausführen des Verbundgießens des Gehäuses um den Trochoidenaufnahmeabschnitt herum, der durch präzises Bearbeiten der Aufnahmeabschnittstiefe im Vorhinein hergestellt ist, eine Ausgestaltung, bei der beide Elemente verbunden sind, erhalten. Folglich gibt es keine Variation bei dem Austragwert zwischen den individuellen Teilen und eine Innenzahnradpumpe mit einer stabilen Austragfähigkeit ist erlangt.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Innenzahnradpumpe gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung kann als eine Innenzahnradpumpe (Trochoidpumpe) zum Fördern von Flüssigkeiten wie beispielsweise Öl, Wasser, chemischer Flüssigkeit oder ähnliches und insbesondere kann die Innenzahnradpumpe vorzugsweise als ein elektrischer Wasserwärmer unter Verwendung alternativem Fluorkohlenstoff Kohlendioxid oder ähnlichem als ein Kühlmittel, ein Raumklimagerät und eine Pumpe zum Zuführen von Flüssigkeit zu Gleitteilen eines Spiralverdichters für ein Fahrzeugklimagerät geeignet verwendet sein.
Bezugszeichenliste

1: Innenzahnradpumpe
2: Außenrotor
3: Innenrotor
4: Trochoide
5: Gehäuse
6: Abdeckung
7: Buchse
8: Metallplatte
9: Bolzen bzw. Schraube
10: Antriebswelle
11: Befestigungsplatte des Vorrichtungshauptkörpers
12: Dichtring
13: Filter
41: Innenzahnradpumpe
42: Außenrotor
43: Innenrotor
44: Trochoide
45: Gehäuse
46: Trochoidenaufnahmeabschnitt
47: Hauptkörperabschnitt
48: Deckelabschnitt
49: Antriebswelle
50: Bolzenbefestigungsloch
51: Bolzen bzw. Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201451964 A [0012]

Claims

Eine Innenzahnradpumpe mit einer Trochoide, bei der ein Innenrotor mit einer Vielzahl von Außenzähnen drehbar innerhalb eines Außenrotors mit einer Vielzahl von Innenzähnen in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne mit den Innenzähnen in Eingriff und exzentrisch sind, und eine saugseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen, und eine austragsseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um die in die saugseitige Volumenkammer eingesaugte Flüssigkeit auszutragen, zwischen den Innenzähnen und den Außenzähnen ausgebildet sind, wobei die Innenzahnradpumpe aufweist: ein Gehäuse, das eine die Trochoide aufnehmende Vertiefung aufweist, und eine Abdeckung, die die Vertiefung des Gehäuses verschließt, wobei das Gehäuse ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung ist, das Gehäuse und die Abdeckung mit Bolzen bzw. Schrauben befestigt sind, wobei eine Metallbuchse in einem Bolzenbefestigungslochabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Position einer Endfläche der Buchse an bzw. auf der Abdeckungsseite in einem Querschnitt eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung von einer Bodenfläche der Vertiefung aus betrachtet höher liegt als eine Buchsenbildungsfläche des Gehäuses um die Buchse herum, und gleich oder niedriger liegt als eine Dichtfläche um die Vertiefung des Gehäuses herum.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 1, wobei die Dichtfläche eine mit einer Innenfläche der Vertiefung des Gehäuses kontinuierliche Fläche ist und die Dichtfläche in engen Kontakt mit der Fläche der Abdeckung kommt, um die Vertiefung abzudichten.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 1, wobei ein Dichtring nicht an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung eingefügt ist.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 1, wobei eine Innenfläche der Vertiefung des Gehäuses aus einem Spritzgusskörper aus der Harzzusammensetzung gemacht ist und eine Bodenfläche der Vertiefung aus einem Metallkörper gemacht ist.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 1, wobei die Harzzusammensetzung eine Harzzusammensetzung ist, in der ein Polyphenylensulfidharz als ein Basisharz verwendet ist, und das Basisharz mit zumindest einem ausgewählt aus Glasfaser, Kohlenstoffaser und anorganischem Füllstoff gemischt ist.
Eine Innenzahnradpumpe mit einer Trochoide, bei der ein Innenrotor mit einer Vielzahl von Außenzähnen drehbar innerhalb eines Außenrotors mit einer Vielzahl von Innenzähnen in einem Zustand aufgenommen ist, in dem die Außenzähne mit den Innenzähnen in Eingriff und exzentrisch sind, und eine saugseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um eine Flüssigkeit anzusaugen, und eine austragsseitige Volumenkammer, die ausgestaltet ist, um die in die saugseitige Volumenkammer eingesaugte Flüssigkeit auszutragen, zwischen den Innenzähnen und den Außenzähnen ausgebildet sind, wobei die Innenzahnradpumpe aufweisend: einen aus gesintertem Metall hergestellten Trochoidenaufnahmeabschnitt, der ausgestaltet ist, um die Trochoide aufzunehmen, ein Gehäuse, das mit der Außenseite des Trochoidenaufnahmeabschnitts verbunden ist, wobei das Gehäuse ein Spritzgusskörper aus einer Harzzusammensetzung ist, und der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so verbunden sind, dass ein Teil des Gehäuses in eine gesinterte Pore an der Außenfläche des Trochoidenaufnahmeabschnitts eintritt.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 6, wobei der Trochoidenaufnahmeabschnitt einen Hauptkörperabschnitt mit einer zylindrischen Innenfläche und einer flachen plattenartigen Innenbodenfläche und einen Deckelabschnitt, der einen Öffnungsabschnitt des Hauptkörperabschnitts verschließt, umfasst.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 7, wobei der Deckelabschnitt an dem Öffnungsabschnitt des Hauptköperabschnitts verstemmt bzw. abgedichtet und befestigt ist.
Die Innenzahnradpumpe gemäß Anspruch 7, wobei der Trochoidenaufnahmeabschnitt und das Gehäuse so verbunden sind, dass ein Teil des Gehäuses in die gesinterte Pore des Hauptkörperabschnitts und die Außenfläche des Deckelabschnitts eintritt.