DE3448252C2

DE3448252C2 -

Info

Publication number: DE3448252C2
Application number: DE19843448252
Authority: DE
Inventors: Siegfried 5608 Radevormwald De Hertell
Original assignee: Barmag AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1984-12-08
Publication date: 1992-10-08
Anticipated expiration: 2004-12-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für Hydraulikflüssigkeit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an internal gear pump for hydraulic fluid according to the preamble of claim 1.

Eine solche Innenzahnradpumpe ist durch die DE 30 05 657 A1 bekannt. Sie ist besonders für den Betrieb in Anlagen geeignet, bei denen die Antriebsdrehzahl der Pumpe häufig wechselt, ohne daß entsprechender größerer oder kleinerer Bedarf besteht. Die bekannte Zahnradpumpe ist als Trochoidenpumpe ausgeführt, bei der sämtliche Zähne ständig dichtende Berührung haben. Dabei handelt es sich allerdings nur um Berührung längs einer Mantellinie der jeweils miteinander kämmenden Zähne. Daher ist die Dichtwirkung sehr gering und außerdem von der Fertigungstoleranz und dem Verschleißzustand der Pumpe abhängig.Such an internal gear pump is known from DE 30 05 657 A1. It is particularly suitable for operation in systems at which the drive speed of the pump changes frequently without that there is a corresponding greater or smaller need. The Known gear pump is designed as a trochoid pump, at that all teeth have sealing contact all the time. Here however, it is only a touch along a surface line of the meshing teeth. thats why the sealing effect is very low and also from the manufacturing tolerance and the state of wear of the pump.

Daher sind Innenzahnradpumpen als Hydraulikpumpen besser geeignet.Therefore, internal gear pumps are better than hydraulic pumps suitable.

Durch die DE-OS 27 20 406 ist eine Innenzahnradpumpe bekannt, deren Zähne einen flächigen Kontakt haben. Bei dieser Pumpe schneiden sich die Kopfkreise der Zahnräder. Zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise des Innenrades und des Außenrades haben sämtliche Zähne derartigen Kontakt, daß sie miteinander Zellen bilden. Von diesen Zellen ist zwar die dem Totpunkt nächste gegenüber den vorhergehenden Zellen der Druckzone dichtend abgeschlossen und mit einem gesonderten Auslaß für ein erstes Drucksystem verbunden. Die dieser Zelle vorausgehenden Zellen haben jedoch über eine gemeinsame Auslaßniere, die mit einem zweiten Drucksystem verbunden ist, auch untereinander Verbindung. Die Auslaßniere beginnt bereits an einer Stelle, die nicht zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise liegt und an der daher noch keine durch die Zahnflanken gedichteten Zellen bestehen. Daher ist in dem sichelförmigen Freiraum zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise, wo kein Eingriff der Zähne besteht, zur Abdichtung zwischen Saugraum und Druckraum eine sichelförmige Einlage am Gehäuse befestigt.An internal gear pump is known from DE-OS 27 20 406, whose teeth are in flat contact. With this pump the heads of the gears intersect. Between Intersections of the tip circles of the inner wheel and the outer wheel all teeth have such contact that they are together Form cells. Of these cells, the one is Dead center closest to the previous cells of the Pressure zone sealed and with a separate Outlet connected to a first printing system. That cell preceding cells, however, have a common outlet kidney, which is connected to a second printing system, also connecting with each other. The outlet kidney is already beginning at a point that is not between the intersections of the Circles of the head lies and therefore no through the tooth flanks sealed cells exist. Therefore, in the crescent shape Free space between the intersections of the head circles, where there is no engagement of the teeth, to seal between Suction chamber and pressure chamber have a crescent-shaped insert on the housing attached.

Aber auch bei den üblichen Innenzahnradpumpen, bei denen im Eingriffsbereich der Verzahnung lediglich ein oder zwei Zahnpaare miteinander dichtenden Kontakt haben, muß in dem sichelförmigen Freiraum zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise zur Abdichtung zwischen Saugraum, und Druckraum eine derartige sichelförmige Einlage am Gehäuse befestigt werden (z. B. DE-PS 320 142; 120 680; US-PS 32 70 679). Durch die US-PS 24 84 789 sowie 25 47 392 sind auch Innenzahnradpumpen bekannt, bei denen im Schnittpunkt zwischen den Kopfkreisen sämtliche Zähne dichtenden Kontakt haben. Dabei wird als besonderer Vorteil angegeben, daß in dem verbleibenden sichelförmigen Freiraum keine Dichtsicheln angewandt werden müssen und kein metallischer Kontakt besteht (US-PS 24 84 789, Spalte 1, Zeilen 33-45; US-PS 25 47 392, Spalte 2, Zeilen 46-50).But also with the usual internal gear pumps, in which Engagement area of the teeth only one or two pairs of teeth sealing contact must be in the crescent Free space between the intersections of the head circles for sealing between the suction chamber and the pressure chamber crescent-shaped insert can be attached to the housing (e.g. DE-PS 320 142; 120 680; U.S. Patent 3,270,679). By U.S. Patent No. 24 84 789 and 25 47 392 are also known internal gear pumps, at all teeth at the intersection between the circles of the head have sealing contact. Doing so is a particular benefit indicated that in the remaining crescent-shaped space no sealing sickles need to be used and no metallic Contact exists (US-PS 24 84 789, column 1, lines 33-45; US Patent 25 47 392, column 2, lines 46-50).

Aufgabe der Erfindung ist die Vergrößerung der Ausstoßleistung einer Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The object of the invention is to increase the output a pump according to the preamble of claim 1.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1 mit vorteilhafter Ausgestaltung nach Anspruch 2. Danach wird zwar eine Innenzahnradpumpe mit sich schneidenden Kopfkreisen verwandt, die eine flächige Berührung der Dichtflanken der Zähne und damit eine von der Fertigungstoleranz und dem Verschleißzustand unabhängige Dichtung gewährleistet. Trotzdem wird eine Trennsichel im Freiraum zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise angeordnet.The solution results from the characterizing part of claim 1 advantageous embodiment according to claim 2. After that an internal gear pump with intersecting tip circles related, which is a flat contact of the sealing flanks of the Teeth and thus one of the manufacturing tolerance and the state of wear independent seal guaranteed. Nevertheless becomes a separating sickle in the space between the intersections the head circles arranged.

Dem Zweck, eine gleichmäßige Füllung der Zahnräume zu erzielen und um die Füllung der Zahnlücken nicht nur durch die Drosselung, sondern auch durch Begrenzung der Füllzeit genau dosieren zu können, dient die Weiterbildung nach Anspruch 2.The purpose of achieving an even filling of the tooth spaces and to fill the gaps in the teeth not only by throttling, but also dose precisely by limiting the filling time to be able to serve the training according to claim 2.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:Exemplary embodiments of the invention are described below:

In Fig. 1 bis 3 sind Innenzahnradpumpen gezeigt. Das Innenzahnrad 30 ist mit der Drehrichtung 31 angetrieben und nimmt dabei das Außenzahnrad 32 mit. Das Außenzahnrad 32 ist auf der Sichel 33 geführt, welche zwischen den Stirnwänden des Gehäuses 34 befestigt ist.In Fig. 1 to 3 internal gear pumps are shown. The internal gear 30 is driven with the direction of rotation 31 and takes the external gear 32 with it. The external gear 32 is guided on the sickle 33 , which is fastened between the end walls of the housing 34 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind beidseits der Sichel Einlaßkanäle 8.1 und 8.2 vorgesehen. Es kann sich dabei auch um Nieren handeln, die sich über einen Teilumfang des Gehäuses 34 längs der Sichel erstrecken. Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Einlaßöffnungen 8.1 in Drehrichtung so weit vor dem Ende der Sichel 33 enden, daß die den Einlaßkanal überdeckenden Zellen keinen Kurzschluß mit der Auslaßseite herstellen. Durch Anordnung der Einlaßkanäle 8.1, 8.2 beidseits der Sichel 33 wird erreicht, daß die Zahnlücken beider Zahnräder 30, 32 gleich gefüllt werden.In the embodiment of FIG. 1, inlet channels 8.1 and 8.2 are provided on both sides of the sickle. It can also be kidneys that extend along a part of the circumference of the housing 34 along the sickle. It is essential that the inlet openings 8.1 end in the direction of rotation so far before the end of the sickle 33 that the cells covering the inlet channel do not produce a short circuit with the outlet side. By arranging the inlet channels 8.1 , 8.2 on both sides of the sickle 33 it is achieved that the tooth gaps of both gears 30 , 32 are filled equally.

Die Einlaßkanäle 8.1 und 8.2 können - wie hier dargestellt - in Umfangsrichtung so begrenzt sein, daß sie von den Zahnhälsen des Innen- bzw. Außenrades positiv überdeckt werden. Gleichzeitig befindet sich in den Einlaßkanälen 8.1 und 8.2 je eine nicht dargestellte Drossel. Hierdurch wird erreicht, daß nur eine begrenzte Füllzeit zur Verfügung steht, die von der Drehzahl abhängig ist.The inlet channels 8.1 and 8.2 can - as shown here - be limited in the circumferential direction so that they are positively covered by the tooth necks of the inner or outer wheel. At the same time there is a throttle (not shown) in the inlet channels 8.1 and 8.2 . This ensures that only a limited filling time is available, which is dependent on the speed.

Auf der Auslaßseite des Eingriffbereiches überschneiden sich die Kopfkreise des Innenrades 30 und des Außenrades 32, so daß es zur Kompression kommt. Die Zahnlücken werden durch die Auslaßkanäle 35 entleert, die vom Grund jeder Zahnlücke ausgehend über ein Rückschlagventil in den Druckraum 6 einmünden. Der Druckraum 6 ist durch Kanal 29 an das Hydrauliksystem angeschlossen. Als Rückschlagventil dient ein Band 14, z. B. ein Metallband, Kunststoffband, das das Außenrad 32 infolge seiner Eigenelastizität eng anliegend umschließt. Mittels Niet 36 ist das Metallband 14 dagegen gesichert, sich relativ zu dem Außenrad 32 zu verdrehen.On the outlet side of the engagement area, the tip circles of the inner wheel 30 and the outer wheel 32 overlap, so that compression occurs. The tooth gaps are emptied through the outlet channels 35 which, starting from the bottom of each tooth gap, open into the pressure chamber 6 via a check valve. The pressure chamber 6 is connected to the hydraulic system through channel 29 . As a check valve, a band 14 , z. B. a metal band, plastic band that tightly encloses the outer wheel 32 due to its inherent elasticity. By means of a rivet 36 , the metal band 14 is secured against rotating relative to the outer wheel 32 .

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesentlichen so ausgestaltet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Unterschiedlich ist lediglich die Anordnung des Einlaßkanales 8, der hier auf der Einlaßseite im Bereich des Zahnradeingriffes liegt. Es ist hiermit - im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - das andere Extrem der Lage des Einlaßkanales 8 gezeigt. Auch hier wirkt die Dosierung zum einen durch Drosselung und zum anderen durch die zeitweise, pulsierende Überdeckung des Einlaßkanales 8 durch die Zähne des Außenrades 32.The exemplary embodiment according to FIG. 2 is essentially configured in the same way as the exemplary embodiment according to FIG. 1. The only difference is the arrangement of the inlet channel 8 , which here lies on the inlet side in the region of the gear engagement. It is hereby - in comparison to the embodiment of FIG. 1 - the other extreme of the position of the inlet channel 8 shown. Here, too, the metering acts, on the one hand, through throttling and, on the other hand, through the occasional, pulsating coverage of the inlet channel 8 by the teeth of the outer wheel 32 .

Es werden also Innenzahnradpumpen verwandt, deren beim Umlauf pulsierend größer und kleiner werdende Zellen relativ zueinander abgeschlossen bleiben, wobei mehrere Auslaßkanäle 35 vorgesehen sind, deren Öffnungen einen Abstand kleiner als die oder gleich der Zellenteilung haben und die durch Rückschlagventile (Metallband 14) gegenüber dem gemeinsamen Druckkanal 6, 29 verschlossen sind. Es werden also mehrere Auslaßkanäle 35 in Drehrichtung 31 hintereinander angeordnet und jeweils durch eine Ventilanordnung 14 verschlossen, die so ausgebildet ist, daß die Druckzellen gegenüber dem Druckraum 6 nur öffnen, wenn infolge der fortschreitenden Kompression der Betriebsdruck in der Zelle erreicht ist. Dabei wird als Zellenteilung der Zentrierwinkel bezeichnet, der eine Zelle umfaßt (Zellenteilung= 360°/Anzahl der Zellen). Die Verzahnung wird so ausgeführt, daß die Zähne im wesentlichen im ganzen Drehbereich, in dem sich die Kopfkreise überschneiden, miteinander in Eingriff sind.Internal gear pumps are thus used, the cells of which, as they circulate, become larger and smaller and remain closed relative to one another, with a plurality of outlet channels 35 being provided, the openings of which are at a distance smaller than or equal to the cell division and by means of check valves (metal strip 14 ) with respect to the common one Pressure channel 6 , 29 are closed. So there are several outlet channels 35 arranged in the direction of rotation 31 one behind the other and each closed by a valve arrangement 14 which is designed such that the pressure cells open to the pressure chamber 6 only when the operating pressure in the cell is reached due to the progressive compression. The cell division is the centering angle that encompasses a cell (cell division = 360 ° / number of cells). The teeth are designed so that the teeth are in engagement with one another essentially in the entire rotational range in which the head circles overlap.

Durch diese Ausführung wird eine Innenzahnradpumpe geschaffen, die nur bis zu einer bestimmten Drehzahl eine mit der Drehzahl ansteigende Förder- und Leistungscharakteristik hat. Bei Überschreiten dieser Drehzahl werden die umlaufenden Zellen nur teilgefüllt, und zwar nimmt die Füllung mit Erhöhung der Drehzahl ab.This design creates an internal gear pump which only up to a certain speed one with speed has increasing funding and performance characteristics. At The rotating cells will exceed this speed only partially filled, namely the filling increases with the increase Speed from.

Die Innenzahnradpumpe nach Fig. 2, die mit einer Sichel 33 ausgestattet ist, hat dabei ihren Einlaßkanal 8 vor der Sichel.The internal gear pump according to Fig. 2, which is equipped with a sickle 33 has, besides its inlet channel 8 before the sickle.

Die Innenzahnradpumpe nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ebenfalls durch die Position des Einlaßkanals 8, außerdem aber auch durch die Wirkungsweise. An der in Fig. 3 gezeigten Stelle entfaltet der Einlaßkanal die nach der Erfindung geforderte Wirksamkeit nur dann, wenn in ihm eine ausreichende starke Drossel enthalten ist, die den Saugstrom derart drosselt, daß nur eine Teilfüllung der Zellen erreicht wird. Nachteilig an dieser Position des Einlaßkanals 8 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist, daß die Zellen des Innen- und Außenrades - z. B. abhängig von der Einbaulage der Pumpe - unterschiedlich gefüllt werden, was allerdings ohne Auswirkung ist, da der Druck in den Zellen gleich ist.The internal gear pump according to FIG. 3 also differs from the exemplary embodiment according to FIG. 1 by the position of the inlet channel 8 , but also by the mode of operation. At the point shown in FIG. 3, the inlet duct only develops the effectiveness required according to the invention if it contains a sufficiently strong throttle which throttles the suction flow in such a way that only a partial filling of the cells is achieved. A disadvantage of this position of the inlet channel 8 in the embodiment of FIG. 3 is that the cells of the inner and outer wheel - z. B. depending on the installation position of the pump - be filled differently, but this has no effect, since the pressure in the cells is the same.

Die Sichel 33 kann sich bis zu den Schnittpunkten der Kopfkreise erstrecken (vgl. Fig. 2, Bezugszahl 37). Im vorliegenden Fall der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 3 ist die Sichel 33 jedoch verkürzt.The sickle 33 can extend to the intersection of the head circles (see FIG. 2, reference number 37 ). In the present case of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, however, the sickle 33 is shortened.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Verzahnung so ausgeführt, daß die Zähne des Außenrades 32 und des Innenrades 30 im wesentlichen bereits am Schnittpunkt der Kopfkreise unmittelbar dichtenden Kontakt erhalten, und daß auch über den gesamten Eingriffsbereich der dichtende Kontakt der miteinander kämmenden Zähne aufrechterhalten bleibt.In all of the exemplary embodiments, the toothing is designed such that the teeth of the outer wheel 32 and the inner wheel 30 are already in direct sealing contact at the intersection of the head circles, and that the sealing contact of the intermeshing teeth is maintained over the entire engagement area.

Es ist bei den erfindungsgemäßen Pumpen insbesondere auch möglich, die Drossel im Einlaßkanal in Abhängigkeit von der Drehzahl zu steuern, und zwar beispielsweise so, daß bei Erreichen der Hälfte der maximalen Drehzahl eine zusätzliche Drosselung eingeschaltet wird, so daß die Füllung lediglich noch 50% beträgt. Das bedeutet, daß zwar bis zum Erreichen dieser Hälfte der maximalen Drehzahl zunächst ein Überschuß gefördert wird. Sobald die Drossel einfällt und der Füllungsgrad reduziert wird, wird jedoch auch die Leistung entsprechend reduziert, so daß sich ab einer bestimmten Drehzahl entsprechend der Verminderung des Füllungsgrades eine verminderte, drehzahlabhängige Leistung und Fördermenge ergibt. It is also particularly the case with the pumps according to the invention possible, the throttle in the intake duct depending on the To control speed, for example so that at An additional half of the maximum speed is reached Throttling is turned on, so that the filling only is still 50%. That means that until it is reached this half of the maximum speed initially an excess is promoted. As soon as the throttle drops and the degree of filling is reduced, however, the performance will be accordingly reduced so that from a certain speed corresponding to the reduction in the degree of filling, speed-dependent performance and flow rate results.

Die erfindungsgemäßen Pumpen sind vorteilhafterweise auch als Mehrkreispumpen zu verwenden, bei denen unterschiedliche Drucksysteme mit Öl gespeist werden. Dazu werden die Auslaßkanäle gruppenweise zusammengefaßt und mit den unterschiedlichen Drucksystemen verbunden.The pumps according to the invention are advantageously also as To use multi-circuit pumps where different Printing systems are fed with oil. This will be the outlet channels grouped together and with the different Printing systems connected.

BezugszeichenaufstellungList of reference symbols

6 Sammelraum, Druckraum
8 Zufuhrleitung, Einlaßkanal
14 Rückschlagventil, federndes Metall-, Stahlband, Band
29 Kanal, Auslaßkanal
30 Innenzahnrad
31 Drehrichtung
32 Außenrad
33 Sichel
34 Gehäuse
35 Auslaßkanäle
36 Niet
37 bis zum Schnittpunkt der Kopfkreise verlängerte Sichel 6 collecting room, pressure room
8 supply line, inlet duct
14 check valve, resilient metal, steel band, band
29 channel, outlet channel
30 internal gear
31 Direction of rotation
32 outer wheel
33 sickle
34 housing
35 outlet channels
36 rivet
37 sickle extended to the intersection of the circles of the head

Claims

1. Internal gear pump for hydraulic fluid, in the inlet ( 8 ) of which a throttle is arranged, the teeth of which are designed such that in the outlet area all the teeth of the sealing zone are engaged and form cells which are sealed off from one another,
and which has a plurality of outlet channels ( 35 ) which are each closed by a check valve ( 14 ) and which have a circumferential distance which is as large as or smaller than the pitch of a cell which is formed by the teeth which are in engagement at the same time,
characterized in that
the head circles of the outer wheel ( 32 ) and the inner wheel ( 30 ) intersect, the teeth of the outer wheel ( 32 ) and the inner wheel ( 30 ) all having direct sealing contact between the two intersections of the head circles,
and that a stationary sickle ( 33 ) is provided in the free space opposite the sealing zone between the intersections of the tip circles.

2. Internal gear pump according to claim 1, characterized in that
the inlet openings ( 8.1 ; 8.2 ) are arranged radially on both sides of the sickle ( 33 ) and are more than one tooth pitch away from the pressure-side end of the sickle ( 33 ).