DE19746505A1

DE19746505A1 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE19746505A1
Application number: DE19746505A
Authority: DE
Inventors: Dequan Yu; Gerard Cronin; Ronald Engel
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: GB2324573B; US5733111A; GB9725238D0; GB2324573A; DE19746505C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Innenzahnradpumpen, insbe sondere auf Druckentlastungsöffnungen bzw. -kanäle in Innen zahnradpumpen.

Hydraulische Innenzahnradpumpen weisen üblicherweise innen verzahnte und außenverzahnte Zahnräder auf, die in einem Pum pengehäuse drehbar angeordnet sind. Die Zähne an den jeweili gen Zahnrädern wirken dahingehend zusammen, daß eine Mehrzahl von Pumpkammern mit variablem Volumen gebildet wird, wodurch das Volumen einer Pumpkammer während des Drehens der Zahnrä der bis zu einem Maximalvolumen zunimmt und dann abnimmt. Aus der Niederdruck-Einlaßöffnung der Pumpe wird Fluid in die Pumpkammern hineingezogen, deren Volumen sich vergrößert. Bei weiterem Drehen des Zahnradrotors wird das Fluid durch das abnehmende Volumen der Pumpkammern mit höheren Druck durch die Auslaßöffnung der Pumpe hindurchgedrückt. Aufgrund der Inkompressibilität des gepumpten Fluids tritt, wenn eine Pumpkammer sich zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung befindet (eingriffsfrei bzw. außer Eingriff) und ihr Volumen abzunehmen beginnt, eine unter dem Begriff "Stocken" oder "hydrostatische Sperre" bekannte Situation auf. Durch das Stocken oder die hydrostatische Sperre kann das zum Antreiben der Innenzahnradpumpe notwendige Drehmoment dramatisch an steigen, was zu Pumpverlusten, verringertem Pumpwirkungsgrad und erhöhten Pumpengeräuschen führt.

Bei bekannten Vorrichtungen wurde das Problem des Stockens oder der hydrostatischen Sperre durch den Einbau von Entla stungskanälen bzw. -öffnungen überwunden, die mit der Pump kammer in Verbindung stehen, um den Druck in dieser zu entla sten bzw. zu entspannen. Aus der US-PS Nr. 3 034 448 ist eine Innenzahnradpumpe mit Entlastungsöffnungen bekannt, bei der sich eine Auffang-Entlastungsnut 71 über 180° im Pumpenge häuse erstreckt, um eine Niederdruck-Pumpkammer und eine Hochdruck-Pumpkammer miteinander zu verbinden. Die Entla stungsnut 71 ist jedoch nicht mit der Einlaß- oder der Aus laßöffnung verbunden. Um die von Pumpe zu Pumpe vorhandene Variabilität in der tatsächlichen Stellung der Pumpkammer mit Maximalvolumen und mit Minimalvolumen in Bezug auf die Nut 71 zu kompensieren, werden bei der aus der US-PS 3 034 448 be kannten Innenzahnradpumpe Ausgleichsöffnungen 70 verwendet, die größer als die Nut 71 sind. Somit werden die Ausgleichs öffnungen zum Kompensieren dieser Variabilität eingesetzt, die dadurch entsteht, daß die relativen Stellungen der Pump kammer mit dem Maximalvolumen (Hochdruck) und der Pumpkammer mit dem Minimalvolumen (Niederdruck) von den nominellen 180° in unterschiedlichen Innenzahnradpumpen verschieden sein kön nen.

Bei der vorbekannten Vorrichtung wurden bestimmte Nachteile festgestellt: Beispielsweise ist die Konstruktion der aus der US-PS 3 034 448 bekannten Innenzahnradpumpe unvorteilhaft, da ein kontinuierlicher, unkontrollierter und übermäßiger Leck pfad zwischen der Hoch- und der Niederdruck-Pumpkammer ausge bildet wird. Auf diese Weise tritt eine Leckage aus der Pump kammer auch bei Stellungen auf, bei denen ein Stocken oder hydrostatisches Sperren nicht eintritt. Das Fluid, das aus der Pumpkammer der Innenzahnradpumpe gemäß der US-PS 3 034 448 abgeleitet wird, wird niemals zum Auslaß gepumpt, da die Entlastungsnut und die Ausgleichsöffnungen nicht mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehen. Eine übermäßige Leckage, die nicht zum Auslaß geleitet wird, ist nicht wün schenswert, da hierdurch der Pumpwirkungsgrad verringert wird. Das bedeutet, daß Pumpenergie bei der vorbekannten Vor richtung vergeudet wird, da das aus der Pumpkammer abgelei tete Fluid nicht genutzt, sondern lediglich zwischen der Hoch- und der Niederdruck-Pumpkammer hin- und hergefördert wird. Außerdem muß die Breite der Nut 71 zusammen mit der Po sition der Ausgleichsöffnungen 70 streng kontrolliert werden, um die von Pumpe zu Pumpe auftretenden Volumenänderungen bzw. -schwankungen des durch die Nut 71 auslaufenden Fluids zu be grenzen. Im Ergebnis ist die aus dem US-Patent Nr. 3 034 448 bekannte Entlastungsöffnung hinsichtlich der Herstellung eine relativ komplizierte Konstruktion, was eine Serienfertigung nachteilig beeinflußt. Daher besteht ein Bedarf, den Druck in der Außereingriff-Pumpkammer zu entspannen und dennoch einen übermäßigen oder unkontrollierten Leckstrom aus der Pumpkam mer zu verhindern, wobei gleichzeitig ein relativ hoher Pumpwirkungsgrad und eine Gleichmäßigkeit bzw. Übereinstim mung zwischen seriengefertigten Pumpen aufrechterhalten wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Innenzahnradpumpe mit Entlastungskanälen zur Verfügung zu stellen, die intermittierend mit der Außereingriff-Pumpkammer in Verbindung stehen, um einen Überdruck in der Außerein griff-Pumpkammer zu entspannen und eine übermäßige Leckage aus der Außereingriff-Pumpkammer zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch eine neuartige Innenzahnradpumpe ge löst. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung weist die Innenzahnradpumpe ein Pumpengehäuse, ein im Pumpengehäuse drehbar angeordnetes innenverzahntes Zahnrad sowie ein im Pumpengehäuse drehbar angeordnetes außenverzahntes Zahnrad auf. Das außenverzahnte Zahnrad wirkt mit dem innenverzahnten Zahnrad zusammen, um eine Mehrzahl von Pumpkammern mit varia blem Volumen auszubilden, wodurch während eines Drehens der Zahnräder das Volumen einer Pumpkammer bis zu einem Maximal volumen zunimmt und dann abnimmt. Ein allgemein bogenförmiger Einlaßkanal ist im Pumpengehäuse ausgebildet und steht aus schließlich mit Pumpkammern in Verbindung, deren Volumen zu nimmt. Ein allgemein bogenförmiger Auslaßkanal ist im Pumpen gehäuse ausgebildet und steht ausschließlich mit Pumpkammern in Verbindung, deren Volumen abnimmt. Der Einlaß- und der Auslaßkanal sind derart voneinander getrennt, daß die Kanäle daran gehindert sind, gleichzeitig mit einer Außereingriff- Pumpkammer in Verbindung zu stehen. Ein Paar Entla stungskanäle sind über dem Einlaß- und über dem Auslaßkanal angeordnet und stehen jeweils mit diesen direkt in Verbin dung. Die Entlastungskanäle stehen gleichzeitig mit der Außereingriff-Pumpkammer in Verbindung, um einen inter mittierenden kontrollierten Leckstrom aus der Außereingriff- Pumpkammer zu bewirken. Durch Drehen der Zahnräder strömt in der Außereingriff-Pumpkammer vorhandenes Fluid, während das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer zu einem Maximal volumen ansteigt, in den Entlastungskanal, der über dem Aus laßkanal angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während das Fluid weiterhin mit dem Entlastungskanal in Ver bindung steht, der über dem Einlaßkanal angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht. Durch weiteres Drehen der Zahnräder wird in der Außereingriff-Pumpkammer vorhandenes Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer ab nimmt, daran gehindert, in den Entlastungskanal zu strömen, der über dem Einlaßkanal angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während das Fluid weiterhin mit dem Entla stungskanal in Verbindung steht, der über dem Auslaßkanal an geordnet ist und mit diesem in Verbindung steht. Der Fluid druck in der Außereingriff-Pumpkammer und eine übermäßige Fluidleckage aus dieser ist daher begrenzt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Fluidüberdruck in der Außereingriff-Pumpkammer der Innenzahn radpumpe reduziert wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Fluidleckage aus der Außereingriff-Pumpkammer kon trollierbar wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Innenzahnradpumpe geschaffen wird, die leicht mit einer begrenzten Variabilität von Pumpe zu Pumpe her zu stellen ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Innenzahnradpumpe mit einem relativ hohen Pumpwir kungsgrad geschaffen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Innenzahnradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Deckel der Innenzahnradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Innenzahnradpumpe längs der Linie 3-3 aus Fig. 1 und

Fig. 4 und Fig. 5 alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Wie aus den Figuren und insbesondere aus den Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist, weist eine Innenzahnradpumpe 10 ein Pumpen gehäuse 12 mit einem Pumpenkörper 14 und einen Pumpendeckel 16 sowie innenverzahnte und außenverzahnte Zahnräder 18, 20 auf, die jeweils eine Vielzahl von Zähnen 26 aufweisen und innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet sind. Das außenverzahnte Zahnrad 20 ist drehbar auf einer Achse 22 einer Welle 24 ab gestützt und an dieser durch ein Befestigungselement bzw. einen Keil 27 festgekeilt, der sich in Keilnuten am Zahnrad 20 und an der Welle 24 befindet. Das innenverzahnte Zahnrad 18 ist um eine Achse herum drehbar abgestützt, die von der Achse 22 in einem Abstand angeordnet ist, um die notwendige Zahnrad-Exzentrizität für einen korrekten Betrieb der Innen zahnradpumpe 10 auszubilden. Außerdem weist das außen verzahnte Zahnrad 20 einen Zahn 26 weniger als das innen verzahnte Zahnrad 18 auf. Die Zähne 26 auf den jeweiligen Zahnrädern wirken zusammen, um eine Mehrzahl von Pumpkammern 28 mit variablem Volumen auszubilden, wodurch beim Drehen der Zahnräder 18, 20 das Volumen einer Pumpkammer 28 bis zu einem Maximalvolumen zunimmt und dann abnimmt.

Das Pumpengehäuse 12 weist weiterhin bogenförmig geformte Einlaß- und Auslaßkanäle 30, 32 auf, die im Pumpenkörper 14 ausgebildet sind. Der Einlaßkanal 30 steht ausschließlich mit Pumpkammern 28 in Verbindung, deren Volumen zunimmt, und der Auslaßkanal 32 steht ausschließlich mit Pumpkammern 28 in Verbindung, deren Volumen abnimmt. Dementsprechend wird Fluid, wenn die Zahnräder 18, 20 in die mit "R" gekennzeich nete Richtung rotieren, durch den Einlaßkanal 30 hindurch aufgrund des sich vergrößernden Volumens der Pumpkammern 28 angesaugt und durch den Auslaßkanal 32 hindurch mit einem hö heren Druck aufgrund der kleiner werdenden Pumpkammern 28 hinausgepumpt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Einlaß- und der Auslaßkanal 30, 32 daran gehindert, gleichzeitig mit einer Außereingriff-Pumpkammer 34 in Verbindung zu stehen, die nahe einem Maximalvolumen ist. Das heißt, daß das in der Außerein griff-Pumpkammer 34 befindende Fluid, wenn es vom Nieder druck-Einlaßkanal 30 zum Hochdruck-Auslaßkanal 32 hin überströmt, daran gehindert ist, mit entweder dem Einlaß- oder dem Auslaßkanal 30, 32 direkt in Verbindung zu stehen. Um dies zu erreichen, sind in der hier beschriebenen Ausfüh rungsform der Einlaß- und der Auslaßkanal 30, 32 durch einen mit Θ₁ bezeichneten Winkel getrennt, der zwischen ungefähr 100% und ungefähr 120% eines Nenn-Trennwinkels Θ liegt (siehe Fig. 3). Der Nenn-Trennwinkel Θ ist definiert durch 360° ge teilt durch die Anzahl der Zähne 26 auf dem außenverzahnten Zahnrad 20 und stellt den Winkelbereich dar, bei dem die Außereingriff-Pumpkammer 34 ihr Maximalvolumen aufweist. Als Beispiel sei angenommen, das außenverzahnte Zahnrad 20 habe zehn Zähne. Der Nenn-Trennwinkel Θ würde 36° betragen. In diesem Falle würde der Trennwinkel Θ₁, der den Einlaß- und den Auslaßkanal 30, 32 voneinander trennt, zwischen ca. 36° und ca. 43,2° variieren, also zwischen ungefähr 100% und un gefähr 120% des Nenn-Trennwinkels Θ.

Es wird nun insbesondere auf Fig. 2 Bezug genommen, in der der Deckel 16 des Pumpengehäuses 12 derart dargestellt ist, daß die gezeigte Fläche den Zahnrädern 18, 20 zugewandt ist. Das heißt, um den in Fig. 2 dargestellten Deckel 16 an dem in Fig. 1 dargestellten Pumpenkörper 14 anzubringen, muß der Deckel 16 herumgedreht und auf der Oberseite des Pumpenkör pers 14 angeordnet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Deckel 16 ein Paar bogenförmig geformter Entla stungskanäle 40, 42 auf, die im Deckel 16 derart angeordnet sind, daß sie über dem Einlaß- bzw. dem Auslaßkanal 30, 2 liegen und direkt mit diesen in Verbindung stehen, wenn der Deckel 16 am Pumpenkörper 14 angeordnet ist. Auf diese Weise verlaufen die Entlastungskanäle 40, 42 bogenförmig von dem Einlaß- und dem Auslaßkanal 30, 32 aus und sind durch einen Winkel Θ₂ getrennt, dessen Wert zwischen ungefähr 80% und ungefähr 95% des Nenn-Trennwinkels Θ, wie er vorstehend defi niert wurde, liegt. Dementsprechend kann Θ₂ zwischen ungefähr 28,8° und ungefähr 34,2° variieren, wenn die Anzahl der Zähne auf dem außenverzahnten Zahnrad 20 zehn beträgt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, die einen schema tischen Querschnitt der Innenzahnradpumpe 10 darstellt, ste hen die Entlastungskanäle 40, 42 - da der die Entla stungskanäle 40, 42 trennende Trennwinkel Θ₂ kleiner als der den Einlaß- und den Auslaßkanal 30, 32 trennende Trennwinkel Θ₁ ist - mit der Außereingriff-Pumpkammer 34 in Verbindung, um einen intermittierenden, kontrollierten bzw. gesteuerten Leckstrom aus der Außereingriff-Pumpkammer 34 zu ermöglichen. Somit strömt in der Außereingriff-Pumpkammer 34 vorhandenes Fluid durch Drehen der Zahnräder 18, 20, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer 34 bis zum Maximalvolumen zu nimmt, in den Entlastungskanal 42, der über dem Auslaßkanal 32 liegt und mit diesem in Verbindung steht, während das Fluid weiter mit dem Entlastungskanal 40 in Verbindung steht, der über dem Einlaßkanal 30 liegt und mit diesem in Verbin dung steht. Durch weiteres Drehen der Zahnräder 18, 20 wird das in der Außereingriff-Pumpkammer 34 vorhandene Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer 34 abnimmt, daran gehindert, in den Entlastungskanal 40 zu strömen, der über dem Einlaßkanal 30 angeordnet ist und mit diesem in Verbin dung steht, während das Fluid weiter mit dem Entlastungskanal 42 in Verbindung steht, der über dem Auslaßkanal 32 angeord net ist und mit diesem in Verbindung steht. Auf diese Weise ist ein Fluidüberdruck in der Außereingriff-Pumpkammer 34 so wie eine übermäßige Fluidleckage aus dieser begrenzt. Wie in Fig. 3 dargestellt, weisen die Ränder 44, 46 der Entla stungskanäle 40, 42 jeweils eine quasi unendliche Neigung re lativ zur Ebene 48 des Deckels 16 auf. Die Ränder 44, 46 kön nen jedoch auch eine stufenförmige Neigung aufweisen, z. B. in Form einer Ausrundung bzw. einer Kehle od. dgl.

Um die Größe des Überdruckes in der Außereingriff-Pumpkammer 34 weiter zu beschränken und dennoch die Leckage aus der Außereingriff-Pumpkammer 34 zu steuern bzw. zu kontrollieren, erstrecken sich die Entlastungskanäle 40, 42 um eine Tiefe "h", dargestellt in Fig. 3, von ungefähr 5% bis ungefähr 15% der kombinierten Tiefe "h" + "h₁" in den Pumpendeckel 16 hin ein, wobei "h₁" die Tiefe des Einlaß- und des Auslaßkanals 30, 32 darstellt. Auf diese Weise ist die Tiefe "h" der Ent lastungskanäle 40, 42 kontrolliert bzw. reguliert, um als Strömungsöffnung zu wirken, die Überdruck und übermäßige Leckage wie zuvor beschrieben begrenzt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Tiefe "h" vorzugsweise ungefähr 1 Millimeter. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Pumpendeckels 16 dadurch, daß der Pumpendeckel 16 aus Plat tenstahl gestanzt wird, wobei die Entlastungskanäle 40, 42 direkt eingestanzt bzw. -geprägt werden können.

Da die Entlastungskanäle 40, 42 über dem Einlaß- bzw. dem Auslaßkanal 30, 32 liegen, können die Entlastungskanäle 40, 42 so betrachtet werden, als enthielten sie einen Teil des Einlaß- und des Auslaßkanals 30, 32. Entsprechend können der Einlaß- und der Auslaßkanal 30, 32 in der Weise als gestuft angesehen werden, daß jeder Kanal einen Hauptströmungsab schnitt zum Leiten des Einlaß- und des Auslaßstroms wie auch einen Druckentlastungsabschnitt aufweist, der den Druck in der Außereingriff-Pumpkammer 34 entspannt, jedoch eine Leckage aus dieser heraus kontrolliert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die beiden Entla stungskanäle 40, 42 innerhalb des Gehäuses 12 ausgebildet und jeweils über der Einlaß- bzw. der Auslaßöffnung 30, 32 ange ordnet. Durch Verwenden zweier Entlastungskanäle 40, 42 sind weniger genaue Herstellungstoleranzen notwendig: Angenommen, die Innenzahnradpumpe 10 sei mit nur einem Entlastungskanal 42 versehen. Dann müßte der Punkt, an dem die Außereingriff- Pumpkammer 34 mit dem Entlastungskanal 42 in Verbindung zu stehen beginnt, genau kontrolliert bzw. gesteuert werden. Bei zwei Entlastungskanälen 40, 42 dagegen muß der Punkt, an dem die Außereingriff-Pumpkammer 34 mit dem Entlastungskanal 42 in Verbindung zu stehen beginnt, nicht genau kontrolliert werden, da ein Ausströmen in den Entlastungskanal 40 hinein eintritt, falls das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer abzunehmen beginnt, bevor diese mit der Entlastungsöffnung 42 in Verbindung steht. Außerdem können die Druckschwankungen in der Außereingriff-Pumpkammer 34 mit zwei relativ flachen Ent lastungskanälen 40, 42 eher begrenzt werden als mit einem re lativ tieferen Entlastungskanal 42. Ferner haben zwei Entla stungskanäle 40, 42 den zusätzlichen Vorteil, daß die Strö mungsgeschwindigkeit im Einlaßkanal reduziert wird, die an dernfalls dazu neigt, Kavitation bzw. Hohlsog des dort hin durchströmenden Fluids zu erzeugen.

Nachfolgend wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darge stellt ist. Hier sind die Entlastungskanäle 40 und 42 im Pumpenkörper 14 und nicht im Deckel 16 ausgebildet und er strecken sich bogenförmig vom Einlaß- bzw. vom Auslaßkanal 30, 32 aus. Wie bereits anhand von Fig. 3 erläutert, sind der Einlaß- und der Auslaßkanal 30, 32 durch einen Winkel Θ₁ ge trennt, dessen Wert zwischen ungefähr 100% und 120% des Nenn- Trennwinkels Θ liegt, und die Entlastungskanäle 40, 42 sind durch einen Winkel Θ₂ getrennt, dessen Wert zwischen ungefähr 80% und ungefähr 95% des Nenn-Trennwinkels Θ liegt. Da Θ₂ kleiner als Θ₁ ist, stehen die Entlastungskanäle 40, 42 mit der Außereingriff-Pumpkammer 34 in Verbindung, um einen intermittierenden kontrollierten Leckstrom aus der Außerein griff-Pumpkammer 34 zu erzeugen. Wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 bereits beschrieben, strömt das in der Außerein griff-Pumpkammer 34 vorhandene Fluid beim Drehen der Zahnrä der 18, 20, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer 34 bis zu einem Maximalvolumen ansteigt, in den Entlastungs kanal 42 hinein, der über dem Auslaßkanal 32 angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während das Fluid weiter mit dem Entlastungskanal 40 in Verbindung steht, der über dem Einlaßkanal 30 angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht. Wenn bei weiterem Drehen der Zahnräder 18, 20 das Vo lumen in der Außereingriff-Pumpkammer 34 abnimmt, ist das Fluid in der Außereingriff-Pumpkammer 34 daran gehindert, in den Entlastungskanal 40 zu strömen, der über dem Einlaßkanal 30 angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während es weiter mit dem Entlastungskanal 42 in Verbindung steht, der über dem Auslaßkanal 32 angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht. Auf diese Weise werden ein Fluidüberdruck in der Außereingriff-Pumpkammer 34 und eine übermäßige Fluidleckage aus dieser vermieden. Zusätzlich erstrecken sich die Entlastungskanäle 40, 42 in den Pumpenkörper 14 um eine Tiefe "h" zwischen ungefähr 5% bis ungefähr 15% der kombi nierten Tiefe "h" + "h₁" hinein, wobei "h₁" die Tiefe des Einlaß- und des Auslaßkanals 30, 32 darstellt, wodurch die Leckage aus der Außereingriff-Pumpkammer 34 kontrolliert wird.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Hier sind die Entlastungskanäle 40, 42 sowohl im Pumpenkörper 14 als auch im Pumpendeckel 16 ausge bildet und weisen dieselben Abmessungsbeziehungen (Θ, Θ₁, Θ₂, "h" und "h₁") auf, wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 be schrieben. Außerdem sind der Einlaß- und der Auslaßkanal 30, 32 auch im Pumpenkörper 14 und im Pumpendeckel 16 ausgebil det. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei höheren Strö mungsraten und -drücken zu bevorzugen.

Claims

1. Innenzahnradpumpe zum Pumpen von Fluiden, mit
einem Pumpengehäuse (12);
einem innenverzahnten Zahnrad (18), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist;
einem außenverzahnten Zahnrad (20), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist und mit dem innenverzahnten Zahnrad (18) zusammenwirkt, um eine Mehrzahl von Pumpkam mern (28) mit variablem Volumen auszubilden, wobei durch Drehen der Zahnräder (18, 20) das Volumen einer Pumpkam mer (28) bis zu einem Maximalvolumen zunimmt und dann ab nimmt;
einem allgemein bogenförmigen Einlaßkanal (30), der im Pumpenkörper (14) ausgebildet ist und ausschließlich mit Pumpkammern (28) in Verbindung steht, deren Volumen zu nimmt;
einem allgemein bogenförmigen Auslaßkanal (32), der im Pumpenkörper (14) ausgebildet ist und ausschließlich mit Pumpkammern (28) in Verbindung steht, deren Volumen ab nimmt, wobei der Einlaß- und der Auslaßkanal (30, 32) derart voneinander getrennt sind, daß die Kanäle (30, 32) daran gehindert sind, gleichzeitig mit einer Außerein griff-Pumpkammer (34) in Verbindung zu stehen, und mit einem Paar Entlastungskanälen (40, 42), die über dem Ein laß- bzw. dem Auslaßkanal (30, 32) angeordnet sind und direkt mit diesen in Verbindung stehen und die mit der Außereingriff-Pumpkammer (34) gleichzeitig in Verbindung stehen, in einen intermittierenden kontrollierten Leck strom aus der Außereingriff-Pumpkammer (34) zu erzeugen, wobei beim Drehen der Zahnräder (18, 20) das in der Außereingriff-Pumpkammer (34) vorhandene Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer (34) bis zum Ma ximalvolumen zunimmt, in den Entlastungskanal (42) hin einströmt, der über dem Auslaßkanal (32) angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während es weiter mit dem Entlastungskanal (40) in Verbindung steht, der über dem Einlaßkanal (30) angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, und wobei bei weiterem Drehen der Zahn räder (18, 20) das in der Außereingriff-Pumpkammer (34) vorhandene Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff- Pumpkammer (34) abnimmt, daran gehindert ist, in den Ent lastungskanal (40) zu strömen, der über dem Einlaßkanal (30) angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, während das Fluid weiterhin mit dem Entlastungskanal (42) in Verbindung steht, der über dem Auslaßkanal (32) angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, wo durch der Fluidüberdruck in der Außereingriff-Pumpkammer (34) und eine übermäßige Fluidleckage aus dieser begrenzt ist.

2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Einlaß- und der Auslaßkanal (30, 32) durch einen Winkel (Θ₁) getrennt sind, dessen Wert zwischen un gefähr 100% und ungefähr 120% eines Nenn-Trennwinkels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° geteilt durch die An zahl der Zähne (26) auf dem außenverzahnten Zahnrad (20) beträgt.

3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entlastungskanäle (40, 42) voneinander durch einen Winkel (Θ₂) getrennt sind, dessen Wert zwi schen ungefähr 80% und ungefähr 95% eines Nenn-Trennwin kels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° geteilt durch die Anzahl der Zähne (26) auf dem außenverzahnten Zahnrad (20) beträgt.

4. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaß- und der Auslaßkanal (30, 32) im Pumpenkörper (14) und die Entlastungskanäle (40, 42) im Pumpendeckel (16) ausgebildet sind.

5. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaßkanal (30), der Auslaßkanal (32) und die Entla stungskanäle (40, 42) im Pumpenkörper (14) ausgebildet sind.

6. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaß- und der Auslaßkanal (30, 32) im Pumpenkörper (14) und die Entlastungskanäle (40, 42) sowohl im Pumpen körper (14) als auch im Pumpendeckel (16) ausgebildet sind.

7. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Entlastungskanäle (40, 42) eine Tiefe von ungefähr 5% bis ungefähr 15% der kombi nierten Tiefe der Entlastungskanäle (40, 42) und des Ein laß- und des Auslaßkanals (30, 32) aufweisen.

8. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Entlastungskanäle (40, 42) jeweils einen Abschnitt des Einlaß- bzw. des Auslaßkanals (30, 32) aufweisen.

9. Innenzahnradpumpe mit
einem Pumpengehäuse (12);
einem innenverzahnten Zahnrad (18), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist;
einem außenverzahnten Zahnrad (20), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist und mit dem innenverzahnten Zahnrad (18) zusammenwirkt, um eine Mehrzahl von Pumpkam mern (28) mit variablem Volumen auszubilden, wodurch bei einer Drehung der Zahnräder (18, 20) das Volumen einer Pumpkammer (28) bis zu einem Maximalvolumen zunimmt und dann abnimmt;
einem gestuften Einlaßkanal, der im Pumpenkörper (14) ausgebildet ist und einen Einlaß-Strömungskanal (30) und einen Einlaß-Entlastungskanal (40) aufweist, der über dem Einlaß-Strömungskanal (30) angeordnet ist, der seiner seits ausschließlich mit Pumpkammern (28) in Verbindung steht, deren Volumen zunimmt;
einem gestuften Auslaßkanal, der im Pumpenkörper (14) ausgebildet ist und einen Auslaß-Strömungskanal (32) und einen Auslaß-Entlastungskanal (42) aufweist, der über dem Auslaßkanal-Strömungskanal (32) angeordnet ist, der sei nerseits ausschließlich mit Pumpkammern (28) in Verbin dung steht, deren Volumen abnimmt,
wobei der Einlaß- und der Auslaß-Strömungskanal (30, 32) derart voneinander getrennt sind, daß der Einlaß- und der Auslaß-Strömungskanal (30, 32) daran gehindert sind, gleichzeitig mit einer Außereingriff-Pumpkammer (34) in Verbindung zu sein, und wobei der Einlaß- und der Auslaß- Entlastungskanal (40, 42) gleichzeitig mit der Außerein griff-Pumpkammer (34) in Verbindung stehen, um einen intermittierenden kontrollierten Leckstrom aus der Außereingriff-Pumpkammer (34) zu erzeugen, wobei durch Rotation der Zahnräder (18, 20) das in der Außereingriff- Pumpkammer (34) vorhandene Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer (34) bis zu einem Maximalvolumen ansteigt, in den Auslaß-Entlastungskanal (42) hinein strömt, während das Fluid weiter mit dem Einlaß-Entla stungskanal (40) in Verbindung steht, und wobei durch weiteres Drehen der Zahnräder (18, 20) das in der Außereingriff-Pumpkammer (34) vorhandene Fluid, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer (34) abnimmt, daran gehindert ist, in den Einlaß-Entlastungskanal (40) hineinzuströmen, während das Fluid mit dem Auslaß-Entla stungskanal (42) weiterhin in Verbindung steht, wodurch ein Fluidüberdruck in der Außereingriff-Pumpkammer (34) und eine übermäßige Fluidleckage aus dieser begrenzt ist.

10. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der Einlaß- und der Auslaß-Strömungskanal (30, 32) voneinander durch einen Winkel (Θ₁) getrennt sind, dessen Wert zwischen ungefähr 100% und ungefähr 120% ei nes Nenn-Trennwinkels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° geteilt durch die Anzahl der Zähne (26) auf dem außenverzahnten Zahnrad (20) beträgt.

11. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einlaß- und der Auslaß-Entlastungs kanal (40, 42) voneinander durch einen Winkel (Θ₂) ge trennt sind, dessen Wert zwischen ungefähr 80% und unge fähr 95% eines Nenn-Trennwinkels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° geteilt durch die Anzahl der Zähne (26) auf dem außenverzahnten Zahnrad (20) beträgt.

12. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaß- und der Auslaß-Strömungskanal (30, 32) im Pumpenkörper (14) und der Einlaß- und der Auslaß-Entla stungskanal (40, 42) im Pumpendeckel (16) ausgebildet sind.

13. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaß- und der Auslaßkanal (30, 40; 32, 42) im Pum penkörper (14) ausgebildet sind.

14. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Pumpen körper (14) und einen Pumpendeckel (16) aufweist, wobei der Einlaß- und der Auslaß-Strömungskanal (30, 40) im Pumpenkörper (14) und der Einlaß- und der Auslaß-Entla stungskanal (32, 42) sowohl im Pumpenkörper (14) als auch im Pumpendeckel (16) ausgebildet sind.

15. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß der Einlaß- und der Auslaß-Ent lastungskanal (40, 42) eine Tiefe von ungefähr 5% bis un gefähr 15% der kombinierten Tiefe der Entlastungskanäle (40, 42) und des Einlaß- und des Auslaß-Strömungskanals (30, 32) aufweist.

16. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß die Kanäle (30, 40; 32, 42) im wesentlichen bogenförmig ausgebildet sind.

17. Innenzahnradpumpe zum Pumpen von Öl durch eine Brenn kraftmaschine, mit
einem Pumpengehäuse (12); einem innenverzahnten Zahnrad (18), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist;
einem außenverzahnten Zahnrad (20), das im Pumpengehäuse (12) drehbar angeordnet ist und mit dem innenverzahnten Zahnrad (18) zusammenwirkt, um eine Mehrzahl von Pumpkam mern (28) mit variablem Volumen auszubilden, wodurch bei Rotation der Zahnräder (18, 20) das Volumen einer Pump kammer (28) bis zu einem Maximalvolumen zunimmt und dann abnimmt;
im wesentlichen bogenförmigen Einlaß- und Auslaßkanälen, die im Pumpenkörper (14) ausgebildet sind und die jeweils einen Hauptströmungsabschnitt (30, 32) und einen Entlastungsabschnitt (40, 42) aufweisen, der vom Hauptströmungsabschnitt (30, 32) aus bogenförmig ver läuft, wobei die Entlastungsabschnitte (40, 42) einen in termittierenden kontrollierten Leckstrom zwischen den Hauptströmungsabschnitten (30, 32) bewirken, wodurch bei Drehen der Zahnräder (18, 20) das in einer Außereingriff- Pumpkammer (34) vorhandene Fluid dann, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer (34) bis zum Maximalvolu men zunimmt, in den Entlastungskanalabschnitt (42) des Auslaßkanals hineinströmt, während das Fluid weiterhin mit dem Entlastungskanalabschnitt (40) des Einlaßkanals in Verbindung steht, und wobei bei weiterem Drehen der Zahnräder (18, 20) das in der Außereingriff-Pumpkammer (34) vorhandene Fluid dann, wenn das Volumen in der Außereingriff-Pumpkammer (34) abnimmt, daran gehindert ist, in den Entlastungskanalabschnitt (40) des Einlaß kanals hineinzuströmen, während es mit dem Entlastungs kanalabschnitt (42) des Auslaßkanals weiterhin in Verbin dung steht, wodurch ein Fluidüberdruck in der Außerein griff-Pumpkammer (34) und eine übermäßige Fluidleckage aus dieser heraus begrenzt ist.

18. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Hauptströmungsabschnitte (30, 32) voneinan der durch einen Winkel (Θ₁) getrennt sind, dessen Wert zwischen ungefähr 100% und ungefähr 120% eines Nenn- Trennwinkels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° ge teilt durch die Anzahl der Zähne (26) auf dem außenver zahnten Zahnrad (20) beträgt.

19. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge kennzeichnet, daß die Entlastungsabschnitte (40, 42) von einander durch einen Winkel (Θ₂) getrennt sind, dessen Wert zwischen ungefähr 80% und ungefähr 95% eines Nenn- Trennwinkels (Θ) liegt, dessen Wert seinerseits 360° ge teilt durch die Anzahl der Zähne (26) auf dem außenver zahnten Zahnrad (20) beträgt.

20. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß die Entlastungsabschnitte (40, 42) eine Tiefe von ungefähr 5% bis ungefähr 15% der kom binierten Tiefe der Entlastungsabschnitte (40, 42) und der Hauptströmungsabschnitte (30, 32) aufweisen.