DE2554960A1 - Innenzahnradpumpe - Google Patents

Description

kp/G 3^22 Voith Getriebe KG

Kennwort: "Starre Hphlrädlagerung" Heidenheim/Brenz

{ nachgereiqhtI

Innenzahnradpumpe

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei einer bekannten Innenzahnradpumpe dieser Bauart (DT-OS 17 03 984) ist das Hohlrad mit seiner Außenmantelfläche auf einem sogenannten Steuerkolben abgestützt, der für das Hohlrad eine bewegliche Lagerschale bildet und auf seiner dem Gehäuse zugewandten Seite hydrostatische Druckfelder aufweist. Mit Hilfe dieses Steuerkolbens kann der durch den erzeugten Flüssigkeitsdruck auf das Hohlrad (und auf den Steuerkolben) ausgeübten Kraft entgegengewirkt werden; darüber hinaus kann der Steuerkolben mit einer geringen, vom erzeugten Flüssigkeitsdruck abhängenden Überschußkraft gegen das Ritzel und gegen das Füllstück gedrückt werden. Hierdurch und durch das Vorsehen von in Achsrichtung an die Zahnräder andrückbaren Seitenscheiben gelingt es, daß auch bei höchsten Drücken (z.B. 300 bar), unter denen schon beträchtliche Verformungen der verschiedenen Pumpenbauteile auftreten, sehr gute volumetrische Wirkungsgradwerte erzielt werden; denn die Spalte zwischen den den Druckraum begrenzenden Bauteilen (Ritzel, Hohlrad, Füllstück, Seitenscheiben) können stets etwa gleich klein gehalten werden. Außerdem wird der unvermeidbare Verschleiß an den vorgenannten Bauteilen selbsttätig ausgeglichen.

Diese bekannte Innenzahnradpumpe hat sich als Hochdruckpumpe bestens bewährt. Sie arbeitet geräuscharm, auch bei der Erzeugung höchster Drücke. Es muß lediglich für den beweglichen Steuerkolben ein verhältnismäßig hoher baulicher Aufwand in Kauf genommen · werden.

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- StT-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenzahnradpumpe für einen mittelhohen Druokbereioh (bis etwa 150 bar) zu schaffen« die mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist und bei der dennoch eine einfache Möglichkeit zum Ausgleich von Maßabweichungen und/oder von Fertigungstoleranzen sowie einen nach längerem Betrieb unvermeidbaren Verschleiß besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung von der eingangs beschriebenen bekannten Innenzahnradpurape ausgegangen, und es werden bei einer solchen Pumpe die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 angewandt.

Durch die an sich bekannte Lagerung des Hohlrades unmittelbar im Gehäuse entfällt der komplizierte Steuerkolben, woraus eine beträchtliche Verringerung der Herstellkosten resultiert· Man verzichtet hierbei bewußt auf einen automatischen, während des Betriebes der Pumpe erfolgenden Ausgleich von Verformungen, insbesondere des Gehäuses und der Ritzelwelle, sowie des Versohleissee an den den Druckraum begrenzenden Bauteilen.

Der Erfinder hat jedoch erkannt, daß - in Verbindung mit einem beweglichen Füllstück - durch das weitere kennzeichnende Merkmal, nämlich Einstellbarkeit des Abstandes der Stutzfläch· des Füllstückes von der Achse des Fülletückstiftes, eine einfache Möglichkeit geschaffen werden kann, einen wesentlichen Teil etwaiger Maßungenauigkeiten von Gehäuse, Ritzelwell·, Hohlrad und Füllstück auszugleichen. Zumindest können die bei der Fertigung der Pumpenteile stets zuzulassenden Maßtoleranzen ausgeglichen werden, und zwar im einzelnen in Bezug auf t Aohsabstand zwischen den Zahnradlagern, Außendurchoeeeer dea Hohlrades, Kopfkraisairchneeaar beider Zahnräder, Kellatärke dea FUllatüokea und Lage dea FUllatUokatiftea im Gehäuse.

Durch die Erfindung kann daa beweglieh· FUllatück mit «J*d*a gewünschten Spulverhältnis, welohea la w*a ent Hohen den Diohtvtrhältnisaen entaprloht, zwiaohen dl· Zahnräder "eingtpafit" warden. Di· bei bekannten Puepen dtr Innaniahnradbauwei·· «it fest la

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Gehäuse befindlichen und mit diesem in der Regel gemeinsam bearbeiteten sichelförmigen Füllstück besonders nachteilige Abhängigkeit des volumetrisohen Wirkungsgrades von der Fertigungsgenauigkeit wird durch die Erfindung fast vollständig vermieden. Der Aufbau des Pumpengehäuses wird wesentlich einfacher« da der feste Siohelkörper entfällt und somit hohe Präzisionsforderungen für die Bearbeitung des Gehäuses vermieden werden können.

Gleichzeitig ergibt sich die Möglichkeit« bei einer in längerem Betrieb gelaufenenen Pumpe» welch· durch unvermeidlichen Verschleiß - Insbesondere bei verschmutzten Flüssigkeiten - einen gewissen Wirkungsgradabfall aufweist, durch ein Neueinstellen des genannten Abstandes die Pumpe in ihrem volumetrisohen Verhalten wieder zu verbessern. Durch die Erfindung 1st somit eine Pumpe geschaffen« die immerhin für Drücke bis etwa 150 bar einsetzbar und mit sehr geringem Aufwand herstellbar ist, und die zwecks Ausgleichs etwaigen Versohleisses mit ganz einfachen Mitteln überholt werden kann« so daß sie über lange Zeit mit sehr gutem volumetrische»! Wirkungsgrad betrieben werden kann.

Zwar kann der Verschleißausgleich nicht wie bei der bekannten Pumpe selbsttätig während des Betriebes der Pumpe erfolgen. Dies ist aber für eine Pumpe des vorgenannten Druckbereiches auch gar nicht erforderlich. Es genügt vielmehr, nach einer bestimmten Betriebsdauer festzustellen, wie hoch das Spiel zwischen dem Füllstück und dem Füllstückstift geworden ist und dementsprechend den genannten Abstand neu einzustellen.

Gegen die erfindungsgemäße Lösung bestanden zunächst schwerwiegende Bedenken. Es mußte nämlich befürchtet werden, daß ein etwaiger Verschleiß an den Lagerflächen für das Hohlrad und eine daraus resultierende Achsabetandsveränderung zwischen dem Hohlrad und dem Ritzel, die eine Verschiebung der Eingriffslinie der Verzahnung zur Folge hat, eine Verschlechterung des volumetrlachen Wirkungsgrades mit sich bringen würde. Die alt einer erfindungsgemäßen Pumpe durchgeführten Versuche haben Jedoch überraschend gezeigt, daß eine solche Wirkungsgradverschlechterung nloht eintritt, zumindest solange die Achsabstandsveränderung in gewissen Grenzen bleibt.

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Im Anspruch 2 ist ein besonders einfaches Verfahren angegeben« mit dem bei der Neuanfertigung einer Pumpe oder auch nach einer gewissen Betriebsdauer der FUllatückstift an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden kann. Der besondere Vorzug dieses Verfahrens besteht darin» daß die bisherige starre Lagerung des PUllstUckstiftes im Gehäuse beibehalten werden kann und daß somit für die Einstellbarkeit des Abstandes zwischen der Stützfläche des Füllstückes und der Achse des FUllstüekstiftes keinerlei zusätzlicher baulicher Aufwand erforderlich 1st. Man muß lediglich einige zusätzliche Fttllstückstifte bereithalten, um im Bedarfsfalle nach Auftreten eines gewissen Verschleisses einen neuen FüllstUokstift in die Pumpe einsetzen zu können.

Ein solches Auswechseln des PUllstUckstiftes kann von jedem geübten Handwerker mit einfachen Mitteln vorgenommen werden* Falls jedoch ein solcher Handwerker nicht zur Verfügung steht« kann die erfindunga gemäße Innen zahnradpumpe auch nach Anspruch 3 derart ausgestaltet werden« daß der Püllstückstift nach einer gewissen Betriebsdauer entsprechend dem eingetretenen Verschleiß nachgestellt werden kann.

Im Anspruch 4 ist eine vom Anspruch 1 abweichende Lösung beschrieben« die jedooh etwas mehr Aufwand als die im Anspruch 1 beschriebene erfordert.

Um eine weitere Optimierung de» volumetrischen Verhaltens der erfindungsgemäßen Innenzahnradpump« zu erreichen« kann zusätzlich das Merkmal des A.5 angewandt werden.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beeohrleben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt duroh eine Innenzahnrad-

pumpe nach Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie IH-III der Flg. 2, Fig. 4 einen Teilechnitt entsprechend Fig. 3# jedoch

mit einer abweichenden Ausführung des FUllstUck-

stiXbas.

Die wesentlichen Einzelteile einer erfindungsgemäß ausgebildeten Innenzahnradpumpe nach Fig. 1 bis 3 sind:

10 Gehäuse mit innerem Wellenlager 11« 12 Gehäusedeckel mit äußeren Wellenlager 13, 14 Treibwell· mit außenverzahntem Ritzel 15«

16 Hohlrad»

17 dessen Außenmantelfläche,

18 im Gehäuse 10 angeordnetes Lager für das Hohlrad 16,

19 Druokraum,

20 FüllstUok,

21 FUllstüokstift,

22 Stabfeder zum Andrücken des FUllstUokes 20 an den FUllstUokstift 21,

23 Stützfläche des FUllstUokes.20, mit der sich dieses gegen den Füllstückstift 21 abstützt,

24 Achs· des Füllstückstiftes,

25 Seitenscheibe,

26 Druckfeld in der Seitensoheibe 25, das über «inen nicht dargestellten Kanal mit dem Druckraum 19 verbunden istj dl· Größe d«s Druokfeldes ist so gewählt, daß die Seitensoheib« an den Seitenflächen der Zahnräder 15 und 16 anliegt (axial· Druckkompensation)ι

χ Abstand der Stützfläche 23 von der Achs· 24 de· FUlletüok-■tiftes.

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Um den gemäß der Erfindung vorgesehenen sogenannten "festen Radialspielausgleich" zu erreichen, wird beim Zusammenbau einer Pumpe zunächst der PUllstückstift 21 weggelassen, das Füllst lick 20 entgegen der von der Stabfeder 22 ausgeübten Kraft an die Zahnköpfe der Zahnräder 15 und 16 angedrückt und in diesem Zustand mit einer in die Bohrung für den PUllstückstift eingeschobenen Meßvorrichtung der Abstand χ gemessen· Dementsprechend wird dann am PUllstückstift 21 das Maß χ ausgeführt und dieser sodann in die Pumpe eingesetzt.

In Fig. 4 sind die Stützfläche 22^f des PUllstUokes 20' und die Gegenstützflache des PUllstUckstiftes 21' zu dessen Achse 24 geneigt. Der PüllstUckstift 21* ragt mit einem Gewindeteil 30 nach außen. Durch Verdrehen einer auf dem Gewinde sitzenden Mutter 31 kann der Füllst Uckstift 21' in Achsrichtung verschoben und damit der (in diesem Falle) mittlere Abstand χ eingestellt werden. Die Stabfeder 22 ist auoh bei der Ausführung nach Fig. 4 vorhanden, jedoch dort nicht zeichnerisch dargestellt.

Heidenheio, den 5*12.1975 Sh/Srö

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Claims (1)

1. kp/G 3422 . Voith Getriebe KG

   Kennwort: "Starre Hohlradlagerung¹' Heidenheim/Brenz

   I NACHGEREICHT

   Patentansprüche

   iy Innenzahnradpumpe mit einem angetriebenen außenverzahnten Ritzel und einem mit dem Ritzel kämmenden Hohlrad, einem zwischen Ritzel und Hohlrad in gewissen Grenzen frei beweglich angeordneten halbsichelförmigen Füllstück, das zusammen mit den Zahnrädern eine Druckkammer begrenzt und sich entgegen der Umlaufrichtung der Zahnräder mit einer Stützfläche gegen einen gehäusefesten Füllstückstift abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (16) im Bereich des Druckraumes (19) mit seiner Außenmantelfläche (17) unmittelbar im Gehäuse (10) gelagert ist und daß der Abstand (x) der Stützfläche des Füllstückes (20) von der Achse des Füllstückstiftes (21) einstellbar ist.

   2. Verfahren zum Einstellen des Abstandes (x) der Stützfläche des Füllstückes (20) von der Achse des Füllstückstiftes (21) der Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Stützfläche des Füllstückes (20) von der Achse des Füllstückstiftes (21) beim Anliegen des Füllstückes an den Zahnrädern (15, 16) gemessen wird und daß die Querschnitt sabmessungen des Füllstückstiftes entsprechend dem Meßergebnis ausgeführt werden.

   J>. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche des Füllstückes (20) und die Gegenstützfläche des Füllstückstiftes (21) zu dessen Achse geneigt sind, und daß der Füllstückstift (21) in Achsrichtung verschiebbar angeordnet ist.

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   4. Innenzahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet« daß das Hohlrad unmittelbar im Gehäuse gelagert ist und daß der FUllstückstift in Richtung auf das Füllstück hin verschiebbar im Gehäuse gelagert ist.

   5· Innenzahradpuinpe nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Seite des Druckraumes (19) wie an sich bekannt eine auf der Ritzelwelle ruhende Seitenscheibe (25) angeordnet ist, die unter der Wirkung eines Druckfeldes in Achsrichtung an die Zahnradseitenflachen andrückbar ist.

   Heidenheim, den 4.12.1975
   Sh/Srö

   9824/0106