DE4028699A1 - Zahnradpumpe- oder -motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe oder -motor mit einem zwischen einem außenverzahnten Ritzel und einem mit diesem kämmenden, innenverzahnten Hohlrad bewegli­ chen, sichelförmigen Füllelement, dessen an die Zahnköp­ fe anlegbare Innen- und Außenschenkel aus der dazwi­ schenliegenden Nut druckbeaufschlagt sind.

Bei solchen Pumpen, die u. a. durch die DE-OS 16 53 818 bekanntgeworden sind, ist das Füllelement an einem Stift gelagert und der Innen- und der Außenschenkel liegen durch einen Teil des Füllelementes an den Zahnköpfen des Ritzels und des Hohlrades an.

Bei einer innenverzahnten Zahnradpumpe nach der DE-OS 18 17 165 ist das Füllelement mit einem Hohlraum ausge­ bildet, der axial nach beiden Seiten offen und in radia­ ler Richtung durch wenigstens eine Bohrung mit den Zahn­ köpfen des Ritzels und des Hohlrades verbunden ist.

Die Füllelemente der beiden in den genannten Druckschrif­ ten offenbarten Zahnradpumpen zeichnen sich durch eine hohe Steifigkeit aus, die eine beschränkte Anpassungsfä­ higkeit der Schenkel der Wandungen zuläßt. Zudem er­ weist sich bei der DE-OS 16 53 818 die Übergangsstelle zwischen Schenkeln und Füllelement mangels Elastizität als bruchanfällig. Die Konstruktion des Füllelementes nach der DE-OS 18 17 165 verhindert aufgrund ihrer ge­ schlossenen Bogenform eine zureichende Anpassungsfähig­ keit bzw. Dichtwirkung.

Das Füllelement bei der Hockdruckzahnradpumpe nach der DE-PS 25 33 646 weist ein in einer Ausnehmung lose ge­ führtes Dichtelement auf, das von der Füllelementseite her mit dem Druck der unter das Dichtelement dringenden Flüssigkeit beaufschlagt wird, wobei eine Dichtleiste den Raum unter dem Dichtelement abdichtet und eine Feder die Dichtleiste gegen das Dichtelement drückt. Eine sol­ che Ausführungsform ist wegen ihrer Mehrteiligkeit höhe­ ren Funktionsansprüchen ausgesetzt und auch von einem nicht unerheblichen Aufwand beim Zusammenbau mit der Pumpe betroffen.

Demgemäß hat sich bei der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Zahnradpumpe oder -motor zu schaf­ fen, mit der Gewährleistung der Funktionssicherheit die Anzahl der Einzelteile an dem Füllelement und die Monta­ gezeit reduziert werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Füllelement im Verbindungsbereich des Innen- und Aus­ senschenkels elastisch verformbar ausgebildet ist. Durch diese Lösung kann eine weiterreichende Vereinfachung der bislang bekannten Konstruktionen erzielt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der Verbindungsbereich an dem dem Niederruckraum zugewende­ ten Ende des Füllelementes.

Bei einer besonderen Konstruktion weist das Füllelement im Verbindungsbereich des Innen- und Außenschenkels eine zu der Drehachse des Ritzels parallel verlaufende, mit dem verlängerten Zwischenraum eine verformbare Ver­ bindung bildende Ausnehmung auf, die die Beweglichkeit der Schenkel gewährleistet.

Nach diesen Bestimmungen weist der Zwischenraum und die Ausnehmung etwa gleichentfernt verlaufende Begrenzungsli­ nien auf, die eine Bewegungsfreiheit sowie Anpassungsfä­ higkeit der Schenkel des Füllelementes nach allen Rich­ tungen bzw. gegenüber den Zahnköpfen gestatten.

Eine alternative Ausführungsform ist mit einem Zwischen­ raum ausgebildet, der gegenüber des Scheitelpunktes der Ausnehmung eine die Verbindung bildende Verzweigung auf­ weist, wodurch vornehmlich in der Quererstreckung des Füllelementes eine größere Bewegungsfreiheit entsteht.

Vornehmlich zur Vermeidung einer Kerbwirkung oder von Er­ müdungsbrüchen sind die Enden der verlängerten bzw. sich verzweigenden Zwischenräume mit einer Erweiterung verse­ hen.

Bei einer weiteren Lösungsform ist im Zwischenraum eine den Innen- und den Außenschenkel verbindende Leiste vor­ gesehen, die eine gegenseitig unabhängige Anpassungsfä­ higkeit der Schenkel des Füllelementes zwischen den Zahn­ köpfen des Ritzels und des Hohlrades gestattet.

Zur Verbesserung der Beweglichkeit weist die Leiste in­ nerhalb des Zwischenraumes eine Schlaufe auf und ihre Enden sind in den Schenkeln verankert.

Bei Verwendung einer Leiste als Verbindungselement der beiden Schenkel des Füllelementes kann das dem Nieder­ druckraum zugewendete stirnseitige Ende des Füllelemen­ tes zur Anordnung benutzt werden.

Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Zwischen­ raum in wenigstens einem der Schenkel des Füllelementes eine Erweiterung bildende Ausnehmung aufweist, in der die an der Leiste vorgesehene Schlaufe angeordnet ist.

Alternativ kann die Schlaufe der Leiste den Zwischenraum nach außen hin überbrückend ausgebildet sein oder wenig­ stens einer der Schenkel kann eine zur Drehachse des Rit­ zels parallel verlaufende Ausnehmung aufweisen, in die die Schlaufe der Leiste hineinragt.

Im Sinne einer Minimierung der Festigkeitsverluste an den Schenkeln des Füllelementes ist die Ausnehmung der Schlaufe auf beide Schenkel verteilt ausgebildet.

Die Leiste zur Verbindung der Schenkel des Füllelementes kann in einer Vertiefung an dem dem Niederdruckraum zuge­ wendeten stirnseitigen Ende, in den Schenkeln des Fülle­ lementes angeordnet sein, wodurch eine ebene Anlageflä­ che erzielt werden kann.

Vorzugsweise ist die Leiste so ausgebildet, daß die Schlaufe einen in dem Füllelement verankerten Stift, bspw. einen Fixierstift teilweise umgibt, derart, daß wenigstens einer der Abschnitte der Leiste an der Stirn­ seite bzw. in einer Vertiefung des Füllelementes vorge­ spannt anliegt.

Als günstige Befestigungsmittel erweisen sich einerseits Schrauben oder ähnliche Elemente oder andererseits eine metallurgische Verbindung der Leiste mit den Schenkeln des Füllelementes.

Als bedeutend gilt die Maßnahme, wenn der Innen- und der Außenschenkel an den Zahnköpfen von Ritzel und Hohl­ rad vorgespannt aufliegen.

In der folgenden Beschreibung und der Zeichnung sind meh­ rere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert und dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines offenen Gehäuses einer Innenzahnrad­ pumpe,

Fig. 2 eine Ansicht eines Füllele­ mentes nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht einer abweichen­ den Ausführungsform von dem in Fig. 2 dargestellten Füll­ element,

Fig. 4 eine Ansicht einer alterna­ tiven Ausführungsform des Füllelementes,

Fig. 5 eine Ansicht einer abweichen­ den Ausführungsform von dem in Fig. 4 gezeigten Füllele­ ment,

Fig. 6 eine Ansicht einer alternati­ ven Ausführungsform des Füll­ elementes,

Fig. 7 eine Ansicht eines weiteren Füllelementes,

Fig. 8 eine Ansicht eines Füllelemen­ tes ähnlicher Gestalt und

Fig. 9 eine Ansicht des Füllelementes nach Fig. 8 gemäß Pfeil A.

Fig. 1 veranschaulicht eine Innenzahnradpumpe 1 mit einem Ritzel 2 und einem mit letzterem kämmenden, innen­ verzahnten Hohlrad 3, zwischen denen ein an einem Halte­ bolzen 4 sich abstützendes Füllelement 5 angeordnet ist. Der Haltebolzen 4 ist in seitlichen Gehäuseteilen gela­ gert, um die die Kräfte vom Füllelement 5 aufnehmen zu können.

Zu diesem Zweck weist der Haltebolzen 4 eine Anlageflä­ che 7 auf, an der das Füllelement 5 anliegt. Das sichel­ förmig ausgebildete Füllelement 5 besitzt einen Innen­ schenkel 8 und einen Außenschenkel 9, deren Verbindungs­ bereich 10 sich im vorliegenden Fall etwa benachbart zur Anlagefläche 7 des Haltebolzen 4 befindet. Im Zwichen­ raum 11 sind in Nuten 12 der Innen- 8 und Außenschenkel 9 Dichtungswalzen 13 vorgesehen, die die unterschiedli­ chen Druckräume gegeneinander abgrenzen. Ein Raum zwi­ schen den Dichtungswalzen 13 kann mit einem bestimmten Druck derart verstopft werden, daß Innen- 8 und Außen­ schenkel 9, jeder für sich weitestgehend kräfteausgegli­ chen ist.

Die Fig. 2 bis 9 vermitteln alternative Ausführungsfor­ men des Füllelementes 5.

In Fig. 2 ist ein Füllelement 5 dargestellt, dessen Zwi­ schenraum 11 bspw. durch Erodieren hergestellt werden kann. Bei diesem Füllelement 5 ist ein zusätzlicher Stift 14 zur Fixierung des Füllelementes 5 während der Anlaufphase vorgesehen. Der Verbindungsbereich 10 der Schenkel 8 und 9 befindet sich an dem dem Niederdruck­ raum zugewendeten Ende des Füllelementes 5, wobei diese rückwärtige Stirnseite 15 im Bereich des Innenschenkels 8 eine zu der Drehachse des Ritzels 2 parallel verlaufen­ de Ausnehmung 16 aufweist, die mit dem verlängerten Zwi­ schenraum 11 eine schlaufenartige Verbindung 17 bildet. Das Ende des schlaufenartigen Zwischenraumes 11 ist zur Minderung der Kerbwirkung mit einer Erweiterung 18 ausge­ bildet. Im übrigen ist die rückwärtige Stirnseite 15 über die Breite der Ausnehmung 16 hinaus mit einem gerin­ gen Absatz 19 ausgebildet, der eine Beanspruchung des Füllelementes 5 im Bereich der schlaufenartigen Verbin­ dung mindert.

Eine alternative Ausführungsform nach Fig. 3 weist hin­ ter der Ausnehmung 16 einen etwa gleichentfernt zu die­ ser sich verzweigende Verlängerung des Zwischenraumes 11 auf, so daß sich ebenfalls eine schlaufenartige Verbin­ dung 17 mit dem Innen- 8 und Außenschenkel 9 bildet. Die Enden der Verbindung 17 sind wiederum mit einer Er­ weiterung 18 versehen. Die Schenkel 8 und 9 fallen gegen­ über denjenigen von Fig. 2 durch gleichmäßigere Ausmaße auf.

In Fig. 4 ist ein Füllelement 5 dargestellt, dessen Innen- 8 und Außenschenkel 9 aufgrund der dazwischenlie­ genden, teilweise als Schlaufe ausgebildeten Verbindungs­ leiste 20 einen breiteren Zwischenraum 11 aufweisen. Diese Verbindungsleiste 20 ist durch ihre Enden jeweils in dem Innen 8- und Außenschenkel 9 verankert.

Die Leiste 20 kann jedoch entsprechend Fig. 5 auch an dem dem Niederdruckraum 21 zugewendeten stirnseitigen Ende, verteilt auf die Schenkel 8, 9, befestigt sein und die Schlaufe 17 kann in den Zwischenraum 11 hineinragen oder nach außen vorstehend ausgebildet sein, wobei letz­ tere Möglichkeit eine Anpassung hinsichtlich Haltebolzen 4 erfordert.

Möglicherweise kann gem. Fig. 6 die Schlaufe 17 der Lei­ ste 20 auch vor dem dem Niederdruckraum 21 zugewendeten Ende des Füllelementes 5 in Erweiterungen bildenden Ausnehmungen 16 innerhalb des Zwischenraumes 11 ange­ ordnet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind beide Schen­ kel 8, 9 an dem dem Niederdruckraum 21 zugewendeten Ende mit einer in den Zwischenraum 11 mündenden Ausnehmung 16 versehen.

Selbstverständlich könnte die Ausnehmung 16 versetzt an­ geordnet sein, so daß nur einer der Schenkel 8, 9 eine Ausnehmung 16 aufweist.

Gemäß Fig. 7 verläuft die Verbindungsleiste 20 über we­ nigstens annähernd die ganze rückwärtige Stirnseite des Füllelementes 5.

Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 5 wie auch bei den­ jenigen nach den Fig. 7 bis 9 kann die Verbindungsleiste 20 in einer flachen Vertiefung befestigt sein.

Die Verbindung der Leiste 20 mit den Schenkeln 8, 9 des Füllelementes 5 kann mechanisch, bspw. mittels Schrau­ ben, Stiften oder Nieten oder durch ein metallurgisches Verfahren wie in den Fig. 4 bis 7 angedeutet erfolgen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein weiteres Füllelement 5, bei dem der schlaufenartige Teil 17 der Verbindungsleiste 20 in einer an dem Innenschenkel 8 vorgesehenen Ausnehmung 16 ausgebildet ist und einen Stift 14 teilweise umgibt, wobei die Abschnitte der Verbindungsleiste 20 zu den Enden hin derart ausgebildet sind, daß sie unter Vor­ spannung an der Stirnseite des Füllelementes 5 anliegen.

Die Verbindung zwischen Innen- 8 und Außenschenkel 9 des Füllelementes 5 kann so vorgespannt sein, daß letz­ teres in eingebautem Zustand auf die Zahnköpfe von Rit­ zel 2 und Hohlrad 3 dichtend einwirkt.

Claims (19)

1. Zahnradpumpe oder -motor mit einem zwischen einem außenverzahnten Ritzel und einem mit diesem kämmen­ den, innenverzahnten Hohlrad beweglich angeordneten, etwa sichelförmigen Füllelement, dessen an die Zahn­ köpfe anlegbare, einen wenigstens teilweise spaltähn­ lichen Zwischenraum bildenden Innen- und Außenschen­ kel aus letzterem druckbeaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllelement (5) im Verbin­ dungsbereich (10) des Innen- (8) und Außenschenkels (9) elastisch verformbar ausgebildet ist.

2. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verbindungbereich (10) an dem dem Niederdruckraum (21) zugewendeten Ende des Fülle­ lementes (5) vorgesehen ist.

3. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllelement (5) im Verbindungsbereich (10) des Innen- (8) und Außenschenkels (9) eine zu der Drehachse (24) des Ritzels (2) parallel verlaufende, mit dem verlänger­ ten Zwischenraum (11) eine verformbare Verbindung (17) bildende Ausnehmung (16) aufweist.

4. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verbindung (17) und die Ausnehmung (16) etwa parallel verlaufende Begren­ zungslinien aufweisen.

5. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (11) etwa gegenüber des Scheitelpunktes der Ausneh­ mung (16) eine die Verbindung (17) bildende Verzwei­ gung aufweist.

6. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Zwischenraum (11) an den Enden eine Erweiterung (18) aufweist.

7. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (11) eine den Innen- (8) und den Außenschenkel (9) verbindende Leiste (20) aufweist.

8. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiste (20) im Zwischenraum (11) als Schlaufe (17) ausgebildet ist.

9. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiste (20) an dem dem Nieder­ druckraum (21) zugewendeten stirnseitigen Ende des Füllelementes (5) angeordnet ist.

10. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (11) in wenigstens einem der Schenkel (8, 9) eine Er­ weiterung (18) bildende Ausnehmung (16) aufweist, in der die Schlaufe (17) angeordnet ist.

11. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiste (20) eine den Zwischen­ raum (11) überbrückende Schlaufe (17) aufweist.

12. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens einer der Schenkel (8, 9) eine zur Drehachse (24) des Ritzels (2) parallel verlaufende Ausnehmung (16) aufweist, in die die Schlaufe (17) hineinragt.

13. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) auf beide Schenkel (8, 9) verteilt angeordnet ist.

14. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) sich wenigstens über einen Teil der Breite des Füllelementes (5) erstreckt.

15. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 9 und 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (20) in einer Vertiefung angeordnet ist.

16. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufe (17) der Leiste (20) einen im Füllelement (5) veran­ kerten Stift (14) umgibt, derart, daß wenigstens einer ihrer an der Stirnseite bzw. in deren Vertie­ fung des Füllelementes (5) anliegenden Abschnitte (23) vorgespannt ist.

17. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 9 und 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leis­ te (20) durch eine mechanische Verbindung an dem Füll­ stück (5) befestigt ist.

18. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 9 und 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leis­ te (20) durch eine metallurgische Verbindung an dem Füllelement (5) befestigt ist.

19. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Innen- (8) und Außenschenkel (9) des Füllelemen­ tes (5) an den Zahnköpfen (25, 26) von Ritzel (2) und Hohlrad (3) anliegend vorgespannt ist.