DE4421255C1 - Füllstücklose Innenzahnradpumpe - Google Patents
Füllstücklose InnenzahnradpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine füllstücklose Innenzahnradpumpe
mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1. Insbesondere befaßt sich die Erfindung
mit einer Gestaltung der Innenzahnradpumpe, die zu einer
besseren Abdichtung der miteinander kämmenden Zähne führt.
Füllstücklose Innenzahnradpumpen bzw. -motoren haben eine
Verzahnung von Ritzel und Hohlrad, deren Zähne sowohl an
dem gegenseitigen Eingriff in Zahnlücken, als auch, etwa
diametral gegenüber, an den einander gegenüberliegenden
Zahnköpfen abdichtend in gegenseitigem Kontakt stehen, um
dadurch den Saugbereich vom Druckbereich abzugrenzen.
Hierfür kommen Verzahnungen auf Trochoiden- und
Zykloidenbasis, jedoch auch anderer Art in Betracht. Da es
in der Praxis aber aufgrund unvermeidbarer Toleranzen sowie
aufgrund der insbesondere bei höheren Drücken auftretenden
Verformungen nicht möglich ist, den erwähnten Dichtkontakt
insbesondere in dem Bereich der Verzahnungen zu erzielen,
in dem die Zahnköpfe aneinander anliegen sollen, müssen
Maßnahmen ergriffen werden, um diesen Dichtkontakt zu
gewährleisten.
Bei einer füllstücklosen Innenzahnradpumpe der eingangs
genannten Art (DE-OS 41 40 293) sind zur Gewährleistung des
Dichtkontakts in den Zahnköpfen Profilnuten und darin
radial bewegliche Dichtelemente aus Buntmetall oder
Kunststoff vorgesehen. Beim Umlauf des Hohlrades werden die
Dichtelemente druckbeaufschlagt, so daß in der
Druckaufbauphase das Dichtelement an den gegenüberliegenden
Zahnkopf der Ritzelverzahnung angepreßt wird. Um in der
Saugphase der Innenzahnradpumpe ein Abheben des
Dichtelements aufgrund der Fliehkraft zu vermeiden, ist
außerdem in jeder Nut ein Federelement unter dem
Dichtelement vorgesehen. Eine derartige Verzahnung des
Hohlrades ist in der Herstellung sehr aufwendig und
kompliziert. Darüber hinaus unterliegen die Dichtelemente
aufgrund ihrer Materialeigenschaft einem relativ großen
Verschleiß, wodurch die Lebensdauer der Innenzahnradpumpe
merklich herabgesetzt ist.
Bei einer anderen bekannten Innenzahnradpumpe (DE-PS 24 08
824) soll der erwähnte Dichtkontakt zwischen den Zahnköpfen
von Hohlrad und Ritzel dadurch erreicht werden, daß in der
Gehäusekammer, in welcher das Hohlrad umläuft, in zwei
Taschen je ein federelastischer, etwa U-förmiger
Haltebügel angeordnet ist, dessen Schenkel am Außenumfang
des Hohlrades anliegen. Hierdurch wird das Hohlrad mit
einem Federdruck beaufschlagt, durch den die Zähne von
Hohlrad und Ritzel mit einem gewissen Druck aneinander
gepreßt werden. Auch bei dieser Lösung nimmt mit
Verschleiß der am Hohlrad anliegenden Federschenkel der
Anpreßdruck ab, so daß im Laufe der Zeit Leckspalte
zwischen den Zahnköpfen nicht zu vermeiden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Innenzahnradpumpe der vorstehend beschriebenen Art zu
schaffen, die bei einfachem Aufbau auch über lange
Betriebsdauer hinweg eine einwandfreie Abdichtung zwischen
den Zahnköpfen ergibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer
gattungsgemäßen Innenzahnradpumpe durch die Ausgestaltung
nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.
Da erfindungsgemäß das Hohlrad nicht unmittelbar, sondern
unter Bildung eines Ringspalts über den Laufring in dem
Gehäuse gelagert ist, kann zwischen dem Laufring und der
Umfangsfläche des Hohlrades im Druckbereich durch
Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit eine Radialkraft auf
das Hohlrad erzeugt werden. Die Größe dieser Radialkraft
kann konstruktiv durch die Länge der die Druckflüssigkeit
führenden Nut sowie durch die Größe und Anzahl der
Umfangsabschnitte festgelegt werden, in welche der
Ringspalt unterteilt ist. Da der Laufring zusammen mit dem
Hohlrad umläuft, d. h. sein ganzer Außenumfang die
Lagerfläche bildet, tritt nur ein geringer Verschleiß auf,
während zwischen den Dichtelementen und dem Innenumfang des
Laufrings nur sehr geringe Relativbewegungen und damit auch
kein nennenswerter Verschleiß auftreten.
Die die Druckflüssigkeit führende Nut, durch welche dem
Ringspalt beim Eintreten der entsprechenden
Umfangsabschnitte in den Bereich der Nut Druckflüssigkeit
zugeführt wird, ist zweckmäßigerweise teilkreisförmig und
überlappt stirnseitig mit dem Ringspalt, wodurch die
Druckflüssigkeit in axialer Richtung in diesen einströmen
kann. Auf der dieser Nut gegenüberliegenden Seite kann eine
mit dem Saugraum verbundene Entlastungsnut ähnlicher
Gestaltung vorgesehen sein, durch welche der Ringspalt in
den Umfangsabschnitten, welche die Entlastungsnut
erreichen, von dem darin herrschenden Druck wieder
entlastet wird. Dadurch sind jeweils durch die
Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der
Innenzahnradpumpe exakt definierte Kraftverhältnisse
gewährleistet.
Infolge des Ringspaltes stellt sich im Betrieb eine Lage
des Hohlrades ein, die allein aus dem Gleichgewicht der in
der Verzahnung und durch den im Ringspalt herrschenden
Druck bestimmt ist. Deshalb ist der mechanische Verschleiß
an dem Hohlrad denkbar gering. Der synchrone Umlauf des
Laufringes mit dem Hohlrad ist durch Mitnehmerelemente
gewährleistet, welche die freie Beweglichkeit des Hohlrades
nicht beeinträchtigen. Dies wird zweckmäßigerweise durch
formschlüssig ineinander greifende Vorsprünge bzw.
Ausnehmungen erreicht, die jeweils an dem Laufring und an
der Umfangsfläche des Hohlrades vorgesehen sein können.
Die in den Axialnuten in radialer Richtung beweglichen
Dichtelemente, die an der Innenfläche des Laufrings zur
Anlage kommen, können durch Federelemente und/oder durch
den im Druckbereich herrschenden Druck in Dichtkontakt
bewegt werden. Kommen hierfür Federelemente zum Einsatz,
dann kann durch eine exzentrische Lagerung des Laufringes
relativ zu dem Hohlrad unter teilweiser Ausnutzung des
vorhandenen Ringspalts die Selbstansaug-Fähigkeit der
Zahnradpumpe gewährleistet bzw. erheblich verbessert
werden. Die Exzentrizität ist so gerichtet, daß die
Mittelachse des Laufrings sich näher an der Ritzelachse
befindet als die Hohlradachse. Durch diese Exzentrizität
werden die Federelemente ungleichmäßig vorgespannt, so daß
auch im drucklosen Zustand hierdurch die Zahnköpfe von
Ritzel und Hohlrad dichtend aufeinander gedrückt werden. In
diesem Fall sind die Federkräfte an der Gleichgewichtslage
des Hohlrades im Betrieb ebenfalls beteiligt.
Da die Innenfläche des Laufringes sehr exakt als
Dichtfläche ausgebildet, z. B. geschliffen, werden kann,
bieten sich als Dichtelemente metallische Rollen an, die
einen linienförmigen Dichtkontakt ergeben. Dadurch sind die
Umfangsabschnitte bezüglich ihrer Ausdehnung in
Umfangsrichtung und die sich daraus ergebenden Radialkräfte
ziemlich genau bestimmbar.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen
sowie aus den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Stirnansicht der Innenzahnradpumpe
bei geöffnetem Gehäuse (Linie I-I in Fig. 4);
Fig. 2 die in Fig. 1 gestrichelt eingekreiste
Einzelheit in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Stirnansicht des eine Gehäusewand
bildenden Gehäusedeckels (Linie III-III in Fig. 4);
Fig. 4 einen Axialschnitt längs der Linie IV-
IV in Fig. 1;
Fig. 5 eine Schnittansicht in Richtung der
Pfeile V-V in Fig. 4 der aus Hohlrad und Laufring
bestehenden Laufeinheit, in nicht eingebautem Zustand;
Fig. 5a eine entsprechende Ansicht der
Laufeinheit im eingebauten Zustand, und
Fig. 6, 6a den Fig. 5, 5a entsprechende
Schnittdarstellungen einer modifizierten Ausführungsform
der Laufeinheit.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Innenzahnradpumpe
besteht im wesentlichen aus einem im Ganzen mit 1
bezeichneten Gehäuse, einer darin angeordneten Laufeinheit
2, die sich aus einem Laufring 3 und einem Hohlrad 4
zusammensetzt, und einem Ritzel 5, das auf einer Welle 6
drehfest befestigt ist. Das Gehäuse 1 ist aus einem
Mittelteil 11 und zwei an dessen Stirnseite befestigten
Gehäusedeckeln 12 bzw. 13 aufgebaut, deren Innenflächen die
einander gegenüberliegenden Gehäusewandungen bilden. Der
Gehäusemittelteil 11 enthält eine zentrale Lagerbohrung 14,
in der die Laufeinheit 2 aufgenommen und gelagert ist. Der
Gehäusedeckel 13 enthält einen Saugkanal 15, der sich zu
einem Saugfeld 16 erweitert, sowie einen Druckkanal 17, der
von einem Druckfeld 18 ausgeht. In dem Gehäusedeckel 12 ist
ein dem Saugfeld 16 bzw. dem Druckfeld 18
gegenüberliegendes Saugfeld 19 bzw. Druckfeld 20
ausgebildet. Die Welle 6 ist in den Gehäusedeckeln 12 und
13 durch nicht näher bezeichnete Lager drehbar gelagert.
Der Gehäusemittelteil 11 weist in der Lagerbohrung 14 eine
flache Ausnehmung 21 auf, die über eine Bohrung 22 mit dem
Druckkanal 17 in Verbindung steht. Die Ausnehmung 21 bildet
auf diese Weise ein hydrostatisches Lager für die
Laufeinheit 2. Diametral gegenüberliegende flache
Ausnehmungen 23, 23′ der Lagerbohrung 14 bilden Räume zur
Aufnahme von Flüssigkeit.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, erweitert sich das Saugfeld 16
in beiden Umfangsrichtungen in Form einer flachen
Ausnehmung. Das gleiche gilt für das Druckfeld 18. Radial
außerhalb des Druckfeldes 18 ist in dem Gehäusedeckel 13
eine teilkreisförmige Nut 24 mit einer Bogenlänge von etwa
60° ausgebildet, die durch eine Bohrung 25 mit dem
Druckkanal 17 verbunden ist. Der Nut 24 gegenüber liegt
eine Entlastungsnut 26, die über eine Bohrung 27 mit dem
Saugkanal 15 verbunden ist. Die Entlastungsnut 26 erstreckt
sich über etwa 200° um das Saugfeld 16 herum in Richtung
auf die Nut 24 und hat angenähert den gleichen Radius wie
letztere.
Das Ritzel 5 und das Hohlrad 4 sind, wie aus Fig. 1
hervorgeht, relativ zueinander mit einer Exzentrizität e
gelagert. Die Exzentrizität e, d. h. der Abstand zwischen
der Ritzelachse MR und der Hohlradachse MH, entspricht der
theoretischen Verzahnungsgeometrie von Ritzel und Hohlrad
und setzt spielfreies Abwälzen bzw. Gleiten der
Verzahnungen aneinander voraus. Wie aus Fig. 1 weiterhin
hervorgeht, ist wiederum der Laufring 3 relativ zum Hohlrad
4 exzentrisch im Gehäusemittelteil 11 aufgenommen, so daß
seine Drehachse ML um das Maß seines Radialspiels zur
Umfangsfläche des Hohlrades 4 näher an der Ritzelachse MR
liegt als die Hohlradachse MH. Auf die daraus resultierende
Wirkungsweise der Laufeinheit wird weiter unten
eingegangen.
Die Verzahnungen des Hohlrades 4 und des Ritzels 5 kämmen
in einer Weise miteinander, daß auf der linken Seite in
Fig. 1 im Bereich der Trennlinie A zwischen der Saugseite
und der Druckseite die Zähne des Ritzels 5 voll in die
Zahnlücken des Hohlrades 4 eingreifen und an den
Zahnflanken anliegen, während sie auf der
gegenüberliegenden, in Fig. 1 rechten Seite, ganz aus den
Zahnlücken des Hohlrades 4 ausgetreten sind. In diesem
Bereich, der im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, stützen
sich die Zahnköpfe des Hohlrades 4 und des Ritzels 5
aufeinander ab. Die Zähnezahlen und die Geometrie der
miteinander kämmenden Verzahnungen sind so gewählt, daß
diese Art des Kämmens bewirkt werden kann. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel sind die Zähne durch Evolventenkurven
gebildet, wobei die Zahnköpfe zur Erzielung eines Wälz- und
Gleitkontakts gerundet sind. Die Zähnezahl des Hohlrades 4
unterscheidet sich von derjenigen des Ritzels 5 um 1.
Bei der Drehung des Ritzels 5 in der durch Pfeil
angedeuteten Drehrichtung vergrößert sich der frei
werdende Zahnlückenraum, ausgehend von dem vollen Eingriff
der Ritzelverzahnung in die Hohlradverzahnung über der
Trennlinie A, zunehmend bis zum Erreichen des Zustandes
beim erneuten Überschreiten der Trennlinie A (auf der
rechten Seite in Fig. 1). Hierdurch ist über der Trennlinie
A die Saugseite der Innenzahnradpumpe gebildet. Unter der
Trennlinie A (in Fig. 1) verringert sich der freie
Zahnlückenraum wieder zunehmend, so daß dadurch die
Druckseite gebildet ist.
Das Hohlrad 4 ist in dem Laufring 3 mit einem Radialspiel
angeordnet, durch das ein Ringspalt 31 gebildet ist. Die
gemeinsame Drehung des Laufringes 3 und des Hohlrades 4 ist
durch axial gerichtete Mitnehmerleisten 41 auf der
Umfangsfläche 42 des Hohlrades 4 gewährleistet, die in
entsprechende Mitnehmernuten 32 in der Innenfläche 33 des
Laufringes 3 eingreifen. Die in Umfangsrichtung gemessene
Breite der Mitnehmerleisten 41 und der Mitnehmernuten 32
ist so festgelegt, daß das Hohlrad 4 relativ zu dem
Laufring 3 auch in Umfangsrichtung beschränkte
Spielbewegungen ausführen kann. Mittig zwischen den
Mitnehmerleisten 41 weist das Hohlrad 4 in seiner
Umfangsfläche 42 sich zu beiden Stirnseiten des Hohlrades 4
öffnende Axialnuten 43 auf, die einen Rechteckquerschnitt
haben. In den Axialnuten 43 sind als Dichtelemente
vorzugsweise aus Stahl bestehende Dichtrollen 44
angeordnet, die in einem gewissen Ausmaß dichtend an den
Flanken der Axialnuten 43 anliegen, jedoch radial
verschiebbar sind. Vom Grund der Axialnuten 43 gehen
jeweils zwei Radialbohrungen 45 zur Aufnahme von
Schraubendruckfedern 46 aus. Die Schraubendruckfedern 46
belasten die jeweils zugeordnete Dichtrolle 44 und drücken
diese dichtend an die Innenfläche 33 des Laufringes 3.
Hierdurch wird der Ringspalt 31 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel in zwölf gegeneinander abgedichtete
Umfangsabschnitte 34 unterteilt, deren Funktion nachfolgend
noch erläutert wird.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die radiale Tiefe der
Axialnuten 43 so auf die radiale Ausdehnung des Saugfeldes
16 bzw. des Druckfeldes 18 abgestimmt, daß die Axialnuten
43 mit dem Nutgrund beim Umlauf der Laufeinheit 2 mit
diesen Feldern überlappen und dadurch auf der Innenseite
der Dichtrollen 44 jeweils der Flüssigkeitsdruck des
Saugfeldes 16 bzw. des Druckfeldes 18 herrschen kann.
Weiterhin ist die Lage der dem Druckfeld 18 zugeordneten
Nut 24 und der Entlastungsnut 26 jeweils so festgelegt, daß
beide Nuten auf ihre ganze Länge mit dem Ringspalt 31
zwischen Hohlrad 4 und Laufring 3 überlappen. Die
Umfangslänge der Nut 24 entspricht in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel angenähert der Länge von zwei
Umfangsabschnitten 34 des Ringspaltes 34.
Fig. 5 zeigt die Laufeinheit 2 in einer Anordnung von
Laufring 3 und Hohlrad 4 relativ zueinander, die diese im
nicht in das Gehäuse eingebauten Zustand einnehmen. In
diesem Zustand hat der Ringspalt 31 aufgrund der gleich
stark ausgelegten Schraubendruckfedern 46 über den ganzen
Umfang im wesentlichen die gleiche radiale Höhe. Fig. 5a
hingegen zeigt die Relativanordnung von Hohlrad 3 und
Laufrad 4 in dem eingebauten Zustand der Laufeinheit 2
entsprechend Fig. 1. In diesem Zustand stützt sich
einerseits das Hohlrad 4 auf der Verzahnung des Ritzels 5
ab, wodurch seine Lage bestimmt ist. Andererseits ist die
Lage des Laufringes 3 durch dessen Lagerbohrung 14
definiert, die so im Gehäusemittelteil 11 ausgebildet ist,
daß die Laufringachse ML näher am Ritzel zu liegen kommt
als die Hohlradachse MR. Folglich sind gemäß der
Darstellung in Fig. 5a auf der rechten Seite die
Dichtrollen 44 weiter in die Axialnuten 45 eingedrückt als
auf der linken Seite, wodurch entsprechend die
Schraubenddruckfedern 46 auf der rechten Seite stärker als
auf der linken Seite vorgespannt sind. Mit der
resultierenden Kraft dieser Federkräfte wird daher das
Hohlrad 4 auf die Verzahnung des Ritzels 5 gedrückt und von
vornherein ein Dichtkontakt zwischen den Zähnen erzeugt.
Die Ausführungsform der Laufeinheit 2′ gemäß den Fig. 6, 6a
unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Fig. 5, 5a
dadurch, daß Mitnehmerleisten 32′ auf der Innenfläche des
Laufringes 3′ ausgebildet sind und an dem Hohlrad 4′ als
Mitnehmernuten die zur Aufnahme der Dichtrollen 44
dienenden Axialnuten 43 wirken. Hierdurch liegen die
Dichtrollen 44 an der Innenfläche der Mitnehmerleisten 32′
an und dichten dort ab. Auch hier sind die Mitnehmerleisten
32′ auf die Breite der Axialnuten 43 so abgestimmt, daß in
beschränktem Ausmaß der Laufring 3′ und das Hohlrad 4′ ein
Relativspiel in Umfangsrichtung haben.
Die Wirkungsweise der Innenzahnradpumpe gemäß dem
Ausführungsbeispiel ist folgende:
Infolge der Strömungsverbindung der Axialnuten 43 mit dem
Saugfeld 16 und der Strömungsverbindung des Ringspalts 31
im Bereich der Entlastungsnut 26 herrscht an der Innenseite
und der Außenseite der Dichtrollen 44 weitgehend
Druckgleichheit, so daß die Dichtrollen auf der Saugseite
(über der Trennlinie A in Fig. 1) unter dem Einfluß der
Schraubendruckfedern 46 an die Dichtfläche 33 des
Laufringes 3 angedrückt werden. Infolge der geschilderten
Exzentrizität des Laufringes 3 und des Hohlrades 4
zueinander sind die Schraubendruckfedern 46 auf dem Umfang
des Hohlrades 4 ungleichmäßig vorgespannt, weil das
Hohlrad 4 aufgrund eben dieser Exzentrizität zum Ritzel 5
hin nicht ausweichen kann. Als Folge davon sind die
Zahnköpfe des Hohlrades 4 auch im drucklosen Zustand
bereits an die Zahnköpfe des Ritzels 5 dichtend angedrückt,
wobei eventuelles, durch Toleranzen bedingtes Zahnspiel
ausgeglichen ist. Somit wird schon mit dem Drehbeginn der
Laufeinheit 2 die Saugseite von der Druckseite längs der
Trennlinie A definitiv abgegrenzt, d. h. das Ansaugverhalten
wird erheblich verbessert.
Bei der Drehung der Laufeinheit 2 wandern die Axialnuten
43 nach dem Überschreiten der Trennlinie A zur Druckseite
hin mit ihrem Nutgrund in das Druckfeld 18 ein, so daß
hierdurch die Dichtrollen 44 von innen druckbeaufschlagt
und zusätzlich zur Federkraft in Dichtkontakt mit der
Innenfläche 33 des Laufringes 3 gedrückt werden. Bei
fortschreitender Drehung wandern die Umfangsabschnitte 34
des Ringspalts 31 in die Überlappung mit der Nut 24 ein, so
daß hierdurch Druckflüssigkeit von beiden Stirnseiten her
in den Ringspalt 31 einströmen kann. Hierdurch baut sich in
dem jeweils eine Überlappung mit der Nut 24 beginnenden
Umfangsabschnitt 34 ein dem Druckkanal 17 entsprechender
Druck auf, der auch noch nach dem Verlassen des überlappten
Zustandes mit der Nut 24 solange aufrecht erhalten bleibt,
bis der entsprechende Umfangsabschnitt 34 den Beginn der
Entlastungsnut 26 erreicht. Folglich wirkt in den - in dem
Ausführungsbeispiel vier - von dem Druck beaufschlagten
Umfangsabschnitten 34 eine daraus resultierende Radialkraft
auf das Hohlrad 4, durch welche dieses zur Saugseite hin
beaufschlagt ist. Dadurch wird der Dichtkontakt in den
miteinander in Berührung stehenden Zähnen von Hohlrad 4 und
Ritzel 5 aufrecht erhalten.
Mit dem Erreichen der Entlastungsnut 26, in der
saugseitiger Druck herrscht, wird der in dem entsprechenden
Umfangsabschnitt 34 herrschende Druck sehr rasch abgebaut.
Der Dichtkontakt der Dichtrolle 44 in diesem
Umfangsabschnitt mit dem Laufring 3 bleibt noch kräftig
aufrecht erhalten, da die Dichtrolle von der Innenseite der
entsprechenden axialen Nut 43 her vorübergehend noch mit
höherem Druck belastet ist. Auch dieser Druck wird jedoch
dann abgebaut, sobald diese Axialnut 43 mit dem Saugfeld 16
zu überlappen beginnt, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Im Rahmen der Erfindung kann in verschiedener Richtung von
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
abgewichen werden. So ist die Verwendung von Stahl-
Dichtrollen als Dichtelemente nicht zwingend erforderlich,
weil infolge des Fehlens von verschleißintensiven
Relativbewegungen auch Kunststoffelemente zur Abdichtung
der Umfangsabschnitte 34 eingesetzt werden können.
Weiterhin kann die Beaufschlagung des Ringspalts 31 mit
Druckflüssigkeit auf der Druckseite auch über radiale
Bohrungen des Laufringes 3 erzielt werden, wobei
entsprechend die Lage der die Druckflüssigkeit zuführenden
Nut 24 geändert werden muß. Im beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist das Hohlrad 4 in einer Weise
beschrieben und dargestellt, daß von der Saugseite her
eintretende bzw. auf der Druckseite austretende Flüssigkeit
in axialer Richtung von dem Saugfeld 16 bzw. in das
Druckfeld 18 übergeht. Jedoch kann das Hohlrad 4 auch mit
bei Innenzahnradpumpen häufig praktizierten radialen
Durchbrüchen versehen sein, die in den Zahnlücken des
Hohlrades münden. Schließlich kann die Anzahl von
Umfangsabschnitten größer oder kleiner als in dem
Ausführungsbeispiel gewählt werden.
Claims (16)
1. Füllstücklose Innenzahnradpumpe, mit einem Gehäuse
(1), einem in dem Gehäuse umlaufenden innenverzahnten
Hohlrad (4, 4′), einem mit dem Hohlrad kämmenden, in
dem Gehäuse drehbar gelagerten Ritzel (5), dessen
Zähne durch einen Eingriff in Zahnlücken des
Hohlrades einerseits und einen Dichtkontakt mit den
Zahnköpfen des Hohlrades in einem dem
Zahnlückeneingriff annähernd diametral
gegenüberliegenden Hohlradbereich andererseits einen
Saugraum und einen Druckraum der Verzahnung
definieren,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlrad (4, 4′) mit Radialspiel unter Bildung
eines Ringspaltes (31) in einem Laufring (3, 3′)
aufgenommen ist und mit diesem umläuft, daß die
Umfangsfläche (42) des Hohlrades die Hohlrad-
Stirnseiten durchsetzende Axialnuten (43) aufweist,
in denen Dichtelemente (44) radial bewegbar
aufgenommen sind, wodurch der Ringspalt (31) zwischen
dem Laufring (3, 3′) und der Umfangsfläche (42) des
Hohlrades in gegeneinander abdichtbare
Umfangsabschnitte (34) unterteilt ist, und daß auf
der Seite des Druckraumes in dem Gehäuse (1) eine mit
dem Druckraum (17, 18) verbundene Nut (24)
ausgebildet ist, die mit einem oder mehreren
Umfangsabschnitten (34) des Ringspalts (31) in
Strömungsverbindung steht.
2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nut (24) einen Teilkreisbogen bildet und
stirnseitig mit dem Ringspalt überlappt.
3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nut (24) über eine Bohrung (25) mit dem
Druckkanal (17) des Gehäuses verbunden ist.
4. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Druckraum ein Druckfeld (18) ausgebildet ist,
mit dem die Axialnuten (43) über ihre offenen
Stirnenden in Verbindung kommen.
5. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Dichtelemente in den Axialnuten Rollen (44)
angeordnet sind.
6. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtelemente (44) an den Flanken der
Axialnuten (43) dichtend geführt sind.
7. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtelemente jeweils durch Federelemente
(46) radial beaufschlagt und in Kontakt mit dem
Laufring gedrückt sind.
8. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Axialnut ein Paar von Druckfedern (46)
in Radialbohrungen vorgesehen ist.
9. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Laufring (3) bezüglich des Hohlrades (4)
derart exzentrisch angeordnet ist, daß die Drehachse
(ML) des Laufringes auf der Verbindungslinie zwischen
der Ritzelachse (MR) und der Hohlradachse (MH) und
näher an der Ritzelachse als die Hohlradachse liegt.
10. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlrad mit dem Laufring über eine
Mitnehmerverbindung (32, 41; 32′, 43) drehfest,
jedoch radial verschiebbar gekoppelt ist.
11. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnehmerverbindung durch in Ausnehmungen
(32, 43) eingreifende Radialvorsprünge (41, 32′) an
dem Hohlrad und/oder an dem Laufring gebildet ist.
12. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß Radialvorsprünge (32′) des Laufrings (3′) in die
Axialnuten (43) des Hohlrades (4′) eingreifen.
13. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Saugseite in dem Gehäuse (1) eine mit dem
Saugraum (15, 16) verbundene Entlastungsnut (26)
ausgebildet ist, die mit dem Ringspalt (31) in
Strömungsverbindung steht.
14. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsnut sich über mindestens 180° im
erstreckt.
15. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Laufring (3) auf einem Teil seines
Außenumfangs über ein hydrostatisches Lager (21) im
Gehäuse abgestützt ist.
16. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydrostatische Lager auf der Druckseite
angeordnet und mit dem Druckraum (17, 18)
strömungsverbunden ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944421255 DE4421255C1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Füllstücklose Innenzahnradpumpe |
DE19532226A DE19532226C1 (de) | 1994-06-17 | 1995-09-01 | Füllstücklose Innenzahnradpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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