EP0043899B1 - Annular gear pump - Google Patents

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EP0043899B1
EP0043899B1 EP81103438A EP81103438A EP0043899B1 EP 0043899 B1 EP0043899 B1 EP 0043899B1 EP 81103438 A EP81103438 A EP 81103438A EP 81103438 A EP81103438 A EP 81103438A EP 0043899 B1 EP0043899 B1 EP 0043899B1
Authority
EP
European Patent Office
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teeth
annular gear
wheel
tooth
pinion
Prior art date
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Expired
Application number
EP81103438A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0043899A1 (en
Inventor
Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann
Original Assignee
Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE3026222 priority Critical
Priority to DE3026222A priority patent/DE3026222C2/de
Application filed by Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann filed Critical Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann
Publication of EP0043899A1 publication Critical patent/EP0043899A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0043899B1 publication Critical patent/EP0043899B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084Toothed wheels

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zahnringpumpe mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse drehbar gelagerten, innenverzahnten Hohlrad mit 8 bis 16 Zähnen und einem von einer Antriebswelle getragenen, einen Zahn weniger als das Hohlrad aufweisenden mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel, wobei die Abdichtung zwischen Saugraum und Druckraum gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs durch Gleiten der Zahnköpfe des Ritzels auf den Hohlradzähnen und an der Stelle tiefsten Zahneingriffs durch Anlage der treibenden Zahnflanken des Ritzels an den Hohlradzähnen erfolgt, wobei ferner die Zahnköpfe des Ritzels in den Zahnlücken des Hohlrades frei gehen und die theoretische Zahnform des Ritzels durch Abwälzen des Ritzelwälzkreises auf dem Hohlradwälzkreis bestimmt ist. The invention relates to a gear pump having a housing, a rotatably mounted within the housing internally toothed ring gear having 8 to 16 teeth and a carried by a drive shaft, one tooth less than the ring having the ring gear meshing with the pinion, whereby the sealing between suction chamber and pressure space against occurs the point of deepest teeth engagement by sliding of the tooth heads of the pinion on the Hohlradzähnen and at the point of deepest teeth engagement by abutment of the driving tooth flanks of the pinion to the Hohlradzähnen, further go, the tooth heads of the pinion into the teeth gaps of the ring gear freely and the theoretical tooth form of the pinion is determined by the rolling on the Ritzelwälzkreises Hohlradwälzkreis. Derartige Zahnringpumpen sind seit langem bekannt. Such annular gear pumps have long been known. Es sei beispielsweise auf Lueger, Lexikon der Technik, Deutsche Verlagsanstalt, Stuttgart, Bd. 7, 1965, S. 218, verwiesen, wo derartige Pumpen unter der Bezeichnung «Eatonpumpe» beschrieben sind. It is for example to Lueger Lexicon of Technology, German publishing house, Stuttgart, Vol. 7, 1965, p 218 referred to, where such pumps are described under the name "Eatonpumpe". Diese bekannten Pumpen sind von einfachem Aufbau. These known pumps are simple in construction. Die Zähne des Hohlrades sind normalerweise in Form von Kreissegmenten ausgebildet; The teeth of the ring gear are normally in the form of circular segments; dh, die ganze Zahnkontur ist durch einen einzigen Kreisbogen bestimmt. that is, the entire tooth contour is determined by a single circular arc. Anstelle der Kreisbogenkontur kann aber auch - ebenso wie bei der vorliegenden Erfindung - eine andere Kurve, wie beispielsweise eine Zykloide, gewählt werden. Instead of the circular arc shape but may also - as in the present invention - a different curve, for example a cycloid, can be selected. Ein wesentliches Problem bei diesen bekannten Eaton-Verzahnungen liegt nun darin, dass bei ihnen jeder Zahn des Hohlrades ständig mit einem Zahn des Ritzels in Berührung ist. An essential problem with these known Eaton gears lies in the fact that with them, each tooth of the ring gear is constantly with a tooth of the pinion into contact. Dies ist konstruktiv dadurch bedingt, dass das Ritzel nur einen Zahn weniger hat als das Hohlrad. This is due to constructive that the pinion has only one tooth less than the ring gear. Diese Tatsache, dass alle Zähne ständig in Berührung sind, bringt nicht nur in der Fertigung, sondern auch im Betrieb wesentliche Probleme mit sich. This fact that all the teeth are constantly in touch, brings not only in manufacturing but also in the operation of significant problems. So muss einerseits die Fertigung sehr genau sein. On the one hand, the production has to be very accurate. Tritt im Laufe des Betriebes Verschleiss auf, so wird die Dichtung zwischen Saugraum und Druckraum der Pumpe, insbesondere gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs, mangelhaft und der Wirkungsgrad der Pumpe sinkt erheblich ab. Occurs in the course of operation, as is the seal between the suction chamber and pressure chamber of the pump, in particular opposite the point of deepest tooth engagement, poor and the efficiency of the pump decreases substantially. Die Pumpe ist darüber hinaus auch recht verschleissanfällig, da beim Betrieb ein sehr starkes spezifisches Gleiten zwischen den aneinander anliegenden Teilen von Ritzelzähnen und Hohlradzähnen erfolgt. The pump is also quite susceptible to wear in addition, since the operation is a very strong specific sliding between the abutting portions of the pinion teeth and Hohlradzähnen. Dies ist in erster Linie dadurch bedingt, dass die den Zahnflanken eines normalen Zahnrades entsprechenden Bereiche der Zahnoberflächen des Hohlrades verhältnismässig stark geneigt sind. This is due primarily to the corresponding to the tooth flanks of a normal gear portions of the tooth surfaces of the ring gear are comparatively strongly tilted. Hinzu kommt, dass gerade an den in erster Linie Drehmoment übertragend an den Hohlradzähnen anliegenden Teilen der Ritzelzähne, nämlich an deren relativ scharf gekrümmten Kanten zwischen Zahnflanken und Zahnköpfen die Hers'sche Pressung besonders gross ist, was wiederum den Verschleiss begünstigt. In addition, just to the transmitting applied torque to the primarily Hohlradzähnen parts of the sprocket teeth, namely, at the relatively sharp curved edge between the tooth flanks and tooth heads, the Hers'sche pressure is particularly large, which in turn promotes the wear.
  • Ferner ist die Schwankung des instantanen Fördervolumens über dem Drehwinkel und somit die Förderpulsation dieser Pumpen sehr gross. Further, the fluctuation of the instantaneous delivery volume over the rotational angle, and thus the Förderpulsation of these pumps is very large.
  • Eine weitere Problematik der Eaton-Pumpe liegt darin, dass die einzelnen in Radialrichtung von Hohlrad und Ritzel begrenzten Förderräume ihr Volumen ständig verändern, da sie durch den mehrfachen Zahneingriff voneinander getrennt sind. Another issue of Eaton-pump is that the individual limited in the radial direction of the ring gear and pinion feed chambers constantly change their volume as they are separated by the multiple tooth engagement. Dies führt zu einer Aufteilung der Arbeitsräume in einzelne Kammern, die nicht erwünscht ist, auch wenn sie durch seitlich angebrachte Taschen im Gehäuse miteinander in Verbindung stehen. This leads to an allocation of working spaces into individual chambers, which is not desired, even if they are provided by laterally disposed pockets in the housing with each other.
  • Schliesslich hat der Mehrfach-Zahneingriff der Eaton-Pumpe noch den Nachteil, dass je nach Fertigungstoleranz der Zahnflankenform sowohl am Hohlrad als auch am Ritzel der unter Herz'- scher Pressung stehende echte Zahneingriff für die Drehmomentübertragung vom Ritzel auf das Hohlrad in Umfangsrichtung oftmals weit entfernt von der Stelle des tiefsten Zahneingriffs liegt. Finally, the multiple meshing of Eaton pump has the disadvantage that, depending on the manufacturing tolerance of the tooth flank form often far from both the ring gear and the pinion which is under Herz'- shear pressure real tooth engagement for torque transmission from the pinion to the ring gear in the circumferential direction is located from the location of deepest tooth engagement. Wegen der dann veränderten Winkellage des Pressungspunktes zwischen den Zahnflanken von Ritzel und Hohlrad entsteht dann eine Zahnkraftkomponente auf das Hohlrad, die das Bestreben hat, den Achsabstand der beiden Räder zu vergrössern. Due to the then altered angular position of the pressure point between the tooth flanks of pinion and ring gear tooth then a force component on the ring gear, which tends to enlarge the center distance of the two wheels is formed. Dies hat zur Folge, dass sich die Dichtung zwischen den Zähnen gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs verschlechtert, und das wegen der dann ansteigenden Zahnkräfte umso mehr, je höher der Förderdruck wird. This has the consequence that the seal between the teeth opposite the point of deepest tooth engagement is deteriorated, and because of the rising tooth then forces the more, the higher the discharge pressure is.
  • All dies hat dazu geführt, dass die Eaton- Pumpe trotz ihres zunächst bestechend einfachen Aufbaus in der Praxis nur in beschränktem Umfang für relativ wenig Fälle Eingang gefunden hat. All this has led to the Eaton pump, despite their initially impressively simple structure in practice been incorporated only to a limited extent for relatively few cases.
  • Die Nachteile der Eaton-Pumpe sind bei bekannten Zahnradpumpen mit einer Zähnezahldifferenz von mehr als 1, bei denen die Zähne im Bereich gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs nicht im Eingriff sind, dadurch behoben, dass im Bereich der genannten Stelle ein in der Regel hatbmond- oder sichetförmiges Füllstück angeordnet ist, an dessen konvexer Oberfläche die Zahnköpfe des Hohlrades entlanggleiten, während an der konkaven Oberfläche des Füllstücks die Zahnköpfe des Ritzels entlanggleiten. The disadvantages of Eaton pump are in known gear pumps having a tooth number difference of more than 1, in which the teeth are in the region opposite the point of deepest tooth engagement is not engaged, characterized solved that a hatbmond- or generally in the area of ​​said body sichetförmiges filler is arranged to slide along the teeth heads of the ring gear on its convex surface, while on the concave surface of the filler slide along the tooth heads of the pinion. Hier ist man in bezug auf die Zahnform wesentlich freier, so dass die Zahneingriffsbedingungen günstiger gewählt werden können. Here you are much freer with respect to the tooth shape, so that the meshing conditions can be selected conveniently. Dieser Pumpentyp ist jedoch wegen des Aufwandes für das Füllstück, zu dem auch die genaue Positionierung und Form des Füllstücks gehört, wesentlich aufwendiger als die Eaton-Pumpe. However, this type of pump is due to the expense of the filler, which also includes the accurate positioning and shape of the filler heard much more complex than the Eaton pump.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Eaton-Pumpe, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissen ist, dahingehend weiterzubilden, dass die in Triebeingriff miteinander befindlichen Zahnoberflächen von Ritzel und Hohlrad weniger aufeinander gleiten und grossflächig aneinander anliegen, wodurch die Herz'sche Pressung verringert wird, dass dennoch die Förderkammern jeweils zwischen je einem Zahnpaar von Ritzel und Hohlrad gross sind, dass der wesentliche Nachteil der fortlaufenden Volumenänderung der genannten Förderkammern zumindest weitgehend beseitigt wird und dass die Verzahnung gegenüber der bekannten Eaton-Verzahnung weniger verzugsempfindlich wird. The invention has the task set, to develop the Eaton pump, as outlined in the preamble of claim 1 in that the tooth surfaces of the pinion and ring gear disposed to one another in driving engagement slide Less covering large surface areas abut on each other, whereby the Herz'sche pressure is reduced such that yet the delivery chambers are each large between each pair of teeth of the pinion and ring gear, the main disadvantage of the continuous change in volume of said pumping chambers is at least substantially eliminated, and that the tooth system over the prior art Eaton-toothing is less delay sensitive. Ferner soll mit der Erfindung eine bessere Laufruhe erzielt und die Gefahr des Ölfilmabstreifens verringert werden. Further, to achieve a better smoothness with the invention, and the risk of Ölfilmabstreifens be reduced. Schliesslich soll ein eingriffsfreier Bereich geschaffen werden, der die Verquickung des Triebeingriffs mit dem diesem gegenüberliegenden Dichtungseingriff vermeidet. Finally, a tamper-free area is to be provided which avoids the amalgamation of the drive engagement with the opposite this sealing engagement.
  • Bei der Lösung dieser Aufgabe umfasst die Erfindung den Grundgedanken, dass die Eingriffsverhältnisse und sonstigen oben dargelegten Verhältnisse bei der Eaton-Pumpe dadurch wesentlich verbessert werden, dass man den Hohlradzahn in zwei Teile unterteilt, nämlich einen treibenden und an der Stelle tiefsten Zahneingriffs dichtenden Bereich und einen weiteren Zahnkopfbereich, der nur noch die Aufgabe hat, an der der Stelle tiefsten Zahneingriffs gegenüberliegenden Stelle zu dichten. In the solution of this object, the invention comprises the basic idea that the engagement conditions and ratios other set forth above in the Eaton-pump are substantially improved, that divides the Hohlradzahn in two parts, namely a driving and sealing at the point of deepest tooth engagement area and another tooth head portion which only has the task at the point of deepest tooth engagement position opposed to dense. Der erste Schritt gemäss der Erfindung hierzu ist, dass man zwei Eaton-Hohlrad-Verzahnungen mit bogenförmigem Zahnumriss und gegenüber der gewünschten Zähnezahl halbierten Zähnezahl um eine halbe Zahnteilung in Umfangsrichtung versetzt einander überlagert und nur die Teile der Zähne stehen lässt, die von den Zähnen beider Verzahnungen bedeckt sind. The first step according to the invention for this purpose is that two Eaton-ring gear teeth of arcuate tooth contour and with respect to the desired number of teeth halved number of teeth by half a tooth pitch in a circumferential direction is mixed superposed and allowed to stand, only the parts of the teeth of both of the teeth toothings are covered. Auf diese Weise überspannt jeder Zahnkonturbogen der ursprünglichen Eaton-Verzahnungen zwei der stehengebliebenen Zähne, die jetzt etwa Dreieckform mit konvex gewölbten Flanken haben. In this way, each tooth contour of the original sheet Eaton gears spans two of the stalled teeth that now have approximately triangular shape with convex flanks. Der Zahnformbogen definiert so jeweils die beiden einander abgewandten Zahnflanken zweier benachbarter Zähne. The tooth shape arc defined as in each case the two tooth flanks of two adjacent teeth opposite. Auf diese Weise bleiben für den Zahneingriff zunächst nur die verhältnismässig steilen zahnfussnahen Bereiche des ursprünglichen Eatonverzahnungsprofils, welche günstige Eingriffsverhältnisse aufweisen. In this way, stay for the meshing initially only the relatively steep tooth foot-related areas of the original Eatonverzahnungsprofils which have favorable engagement conditions. Das so geschaffene Zahnprofil erlaubt aber noch keine ständige Dichtung an der der Stelle tiefsten Zahneingriffs gegenüberliegenden Stelle. But the tooth profile thus created does not allow any permanent seal at the point of deepest tooth engagement opposite location. Um dies zu ermöglichen, wird der Verzahnung nun eine dritte Eaton-Verzahnung überlagert, deren Teilung gleich der halben Teilung der ursprünglichen vollständigen Eaton-Verzahnungen ist. To enable this, the gearing is now overlaid by a third Eaton-teeth whose pitch is equal to half the pitch of the original full-Eaton gears. Die Mitte des Zahnformbogens dieser Eatonverzahnung fällt dabei jeweils mit der Mitte der «Dreieckzähne» zusammen und schneidet hierbei diesen die dreieckige Spitze ab. The center of the tooth shape arc this Eatonverzahnung falls in each case with the center of the "triangle teeth" together and this cuts this triangular tip off. Dieses Abschneiden muss in aller Regel in einer solchen Höhe erfolgen, dass die hierdurch entstehende Zahnkopffläche in Umfangsrichtung breit genug ist, um zu gewährleisten, dass gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs der vorauseilende von zwei aufeinanderfolgenden Hohlradzähnen frühestens dann ausser Eingriff mit dem Ritzel kommt, wenn der folgende Hohlradzahn schon im Eingriff mit dem Ritzel ist. This cut must be made in a rule in such a height that the thus formed tooth tip surface is wide enough in the peripheral direction to ensure that opposite the point of deepest tooth engagement of the leading-out of two successive Hohlradzähnen earliest then out of engagement with the pinion occurs when the is following Hohlradzahn already in engagement with the pinion.
  • Auf diese Weise ist beim Hohlrad der für die Dichtung an der der Stelle tiefsten Zahneingriffs gegenüberliegenden Stelle sehr vorteilhafte, flache, bogenförmige Zahnkopfverlauf der Eaton- Verzahnung auch bei der neuen Verzahnung gemäss der Erfindung vorhanden. In this manner, when the ring gear very advantageous, flat sheet for the seal at the location of deepest tooth engagement position opposite tooth head history Eaton toothing is also provided in the new gearing according to the invention. Dadurch, dass die Zahnspitzen abgeschnitten werden, fällt der theoretische Überdeckungsgrad zwar unter den Wert Eins. Characterized in that the tooth tips are cut, the theoretical contact ratio falls under the value one. In der Praxis hat dies jedoch bei der Verzahnung nach der Erfindung keinen störenden Einfluss, solange das Hohlrad nicht weniger als acht Zähne hat. In practice, this has no adverse impact on the gearing of the invention, while the ring gear has no less than eight teeth.
  • Ein weiteres wesentliches Kriterium der Verzahnung gemäss der Erfindung liegt darin, dass der Wälzkreis des Hohlrades im Bereich des «theoretischen» Zahnfusses des Hohlrades und dementsprechend der Wälzkreis des Ritzels im Bereich des «theoretischen» Zahnkopfes des Ritzels verläuft. A further essential criterion of the toothing according to the invention is that the pitch circle of the ring gear in the area of ​​runs "theoretical" tooth root of the ring gear and accordingly the pitch circle of the pinion in the area of ​​the "theoretical" tooth tip of the pinion. Die Forderung in bezug auf die Wälzkreise muss allerdings nicht genau erfüllt werden, sie sollte jedoch wenigstens angenähert erfüllt werden. However, the requirement with respect to the pitch circles must not be accurately met, but it should be at least approximately fulfilled. Zumindest sollte der Wälzkreis des Hohlrades ausserhalb des Kreises um den Hohlradmittelpunkt durch das untere Drittel der Zahnhöhe des Hohlrades verlaufen. At least the pitch circle of the ring gear should run outside the circle around the Hohlradmittelpunkt through the lower third of the tooth height of the ring gear. Bei grösseren Zähnezahlen kann der Wälzkreis des Hohlrades auch etwas ausserhalb des Fusskreises des Hohlrades liegen. For larger numbers of teeth of the pitch circle of the ring gear can something be outside the root circle of the ring gear. Das gilt insbesondere für Zähnezahlen über zehn. This is especially true for tooth numbers of tens. Analog muss dann je nach dem, wo nun der Wälzkreis des Hohlrades genau liegt, der Wälzkreis des Ritzels ebenfalls um das entsprechende Mass nach innen oder aussen verschoben werden. Analog must then depending on which lies the pitch circle of the ring gear exactly the pitch circle of the pinion gear will also be moved by the corresponding amount inward or outward. Dieses nach innen Verschieben der Wälzkreise kann erforderlich werden, wenn die Zähnezahl des Hohlrades klein wird, also zB bei acht Zähnen. This inward shifting of the pitch circles can be required when the number of teeth of the ring gear is small, so, for example, eight teeth.
  • Durch die Bedingung, dass die Wälzkreise etwa gleich dem Fusskreis des Hohlrades bzw. dem Kopfkreis des Ritzels sein sollen, ist gewährleistet, dass die Zähne in den Bereichen zwischen der Stelle tiefsten Zahneingriffs und der gegenüberliegenden Stelle nicht mehr miteinander in Berührung kommen. By the condition that the pitch circles are supposed to be the root circle of the internal gear and the tip circle of the pinion about the same, it is ensured that the teeth in the areas between the point of deepest tooth engagement and the opposite body no longer in contact with each other. Das Problem der sich verändernden Förderkammern zwischen jeweils zwei Zahnpaaren entfällt damit. The problem of changing delivery chambers between two pairs of teeth is thus eliminated. Ebenso entfällt damit das Problem der unerwünschten Zwischenzahneingriffe. Likewise, so the problem of unwanted intermediate gear meshing eliminated. Die Erfindung ist gemäss obigem dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zahnringpumpe der eingangs umrissenen Art die Zähne des Hohlrades angenäherte Trapezform mit konvex gewölbten Flanken und Köpfen aufweisen und dass der Wälzkreis des Hohlrades ausserhalb des Kreises um den Hohlradmittelpunkt durch das untere Drittel der Zahnhöhe des Hohlrades verläuft. The invention is characterized according to the above in that in a gear pump of the above-outlined type have the teeth of the ring gear approximate a trapezoidal shape with convexly curved flanks and heads, and that the pitch circle of the ring gear outside the circle around the Hohlradmittelpunkt through the lower third of the tooth height of the ring gear extends ,
  • Wenn hier von theoretischem Zahnfusskreis, theoretischem Zahnkopfkreis oder anderen «theoretischen» Parametern der Verzahnung gesprochen wird, soll durch das Attribut «theoretisch» zum Ausdruck gebracht werden, dass es sich hierbei nicht notwendig um die entsprechenden tatsächlichen Parameter handelt, sondern um die Parameter, wie sie bei einer idealen, völlig spiel-und fehlerfreien Verzahnung ohne Kantenabrundungen entstehen. Here, when "theoretical" theoretical tooth root circle, theoretical tooth tip circle or other parameters of the gearing is said to be expressed "theoretically" by the attribute, that this is not necessary is the corresponding actual parameters, but the parameters as they occur at an ideal, totally play and error-free teeth without edge rounding.
  • Wenn auch bei der Erfindung, wie dies allgemein üblich ist, vorzugsweise die Zahnform vollständig symmetrisch ist, so kann dem Grunde nach auch eine unsymmetrische Zahnform verwendet werden. If the tooth profile is completely symmetrical also in the invention, as is common practice, preferably, so the bottom can be used by an asymmetrical tooth form. Das gilt insbesondere dann, wenn die Pumpe nur für eine bestimmte Drehrichtung ausgelegt ist. This applies in particular if the pump is designed only for a specific direction of rotation. In diesem Falle sind dann die beiden Eaton-Verzahnungskonturen, welche die beiden Zahnflanken der Zähne definieren, nicht gleich. In this case, then the two Eaton-toothing contours that define the two tooth flanks of the teeth are not equal.
  • Die Konstruktion einer Verzahnung nach der Erfindung ergibt sich dann relativ einfach. Construction of a gearing according to the invention is then obtained relatively easily. Ist einmal der Durchmesser und die gewünschte Zähnezahl des Hohlrades festgelegt, so ergibt sich aus der Forderung «Zähnezahldifferenz = eins» die Zahnhöhe. Once the diameter and desired number of teeth of the ring gear set, it is clear from the demand "number of teeth difference = one" the tooth height. Nun lässt sich die theoretische Zahnkontur unter Zuhilfenahme entsprechender Kreisbögen oder Kurvenbögen entwerfen, wobei natürlich - wie bei jeder Eaton-Verzahnung - darauf zu achten ist, dass die entstehende Zahnlücke breit genug ist. Now the theoretical tooth contour can design the aid of corresponding circular arcs or arcs, of course - as with any Eaton teeth - it must be ensured that the resulting tooth gap is wide enough. Aus dem so geschaffenen theoretischen Hohlradprofil lässt sich das theoretische Ritzelprofil zeichnerisch - heute zumeist rechnerisch -ermitteln. the theoretical pinion profile can be graphically from the thus created theoretical Hohlradprofil - mostly -ermitteln computationally today.
  • Nun müssen nur noch die Zahnlücken jeweils geringfügig vertieft werden, damit die Zahnköpfe mit Sicherheit freigehen und am Fuss der Zahnlücken keine besonders präzise Bearbeitung erforderlich ist. Now only the tooth spaces must each be slightly recessed still so freely walk the tooth heads with security and not particularly precise machining is required at the foot of tooth gaps.
  • Bevorzugt wird für das Hohlrad die Zahnform dahingehend bestimmt, dass die Erstreckung der Hohlradzähne und die Erstreckung der Hohlradzahnlücken in Umfangsrichtung auf dem Kreis durch die halbe Höhe der Hohlradzähne gemessen etwa gleich ist. the tooth shape is preferred for the ring gear to the effect determined that the extent of the Hohlradzähne and the extension of the Hohlradzahnlücken in the circumferential direction on the circle through half the height of the Hohlradzähne is measured about the same. Aus dieser Bedingung ergibt sich die weitere Konsequenz, dass die theoretische Zahnkopfbreite der Hohlradzähne etwa gleich zwei Dritteln der theoretischen Breite der Zahnlücke anderen Fuss ist. From this condition, there is the further consequence that the theoretical tooth tip width of the Hohlradzähne approximately equal to two-thirds of the theoretical width of the tooth space is the other foot. Eine solche Bemessung führt nicht nur zu einem am Pumpendurchmesser gemessen verhältnismässig grossen Fördervolumen, sondern auch zu steilen Zahnflanken. Such a design not only leads to a measured at the pump diameter relatively large flow volume, but also to steep tooth flanks.
  • Bevorzugt ist die Zahnkopfbreite (ohne die später zu erläuternde Abrundung) des Hohlrades das 0,65-fache bis 0,7-fache und die Breite der Zahnlücke am theoretischen Fusskreis des Hohlrades (wiederum ohne die später zu erläuternde Ausrundung) das 1,05- bis 1,1 -fache der theoretischen Zahnhöhe des Hohlrades. the tooth tip width (without the rounding to be explained later) of the hollow wheel 0.65 times to 0.7 times and the width of the tooth space to the theoretical root diameter of the ring gear (again without the fillet to be explained later) is preferably from 1.05 to 1.1 times the theoretical tooth height of the ring gear. Bewährt hat sich eine Ausbildung, bei welcher der Zahnkopfkrümmungsradius des Hohlrades etwa das 2- bis 2,4-fache, besser das 2,2 bis 2,3-fache der theoretischen Zahnhöhe des Hohlrades beträgt. Proves itself has a constitution in which the addendum radius of curvature of the ring gear 2,2 is about 2 to 2.4 times, more preferably to 2.3 times the theoretical tooth height of the ring gear. Ebenfalls besonders günstig wird die Konstruktion, wenn der Zahnflankenkrümmungsradius des Hohlrades etwa das 3,3- bis 3,7-fache, besser das 3,4- bis 3,6-fache der theoretischen Zahnhöhe des Hohlrades beträgt. Also, it is particularly advantageous construction, if radius of curvature of the tooth flank of the ring gear, the 3,4 is about 3.3 to 3.7 times, more preferably up to 3.6 times the theoretical tooth height of the ring gear. Der Zahnflankenkrümmungsradius in diesem Sinne ist das gleiche wie der Krümmungsradius der ursprünglichen Eaton- Verzahnung durch deren Überlagerung und Versetzung um jeweils eine halbe Teilung dieser ursprünglichen Verzahnung die erfindungsgemässe Zahnflankenprofilierung erreicht wird. The tooth flank curvature radius in this sense is the same as the radius of curvature of the original Eaton toothing by their superposition and offset by one half pitch of the original teeth, the inventive tooth flank profile is achieved.
  • Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn die Zahnkopfwölbung des Hohlrades ein Kreisbogen ist, dessen Mittelpunkt auf der Radiuslinie des Hohlrades durch die Zahnmitte ausserhalb des Zahnfusskreises liegt und die Zahnflanken des Hohlrades längs Kreisbögen verlaufen, deren Mittelpunkte jeweils ausserhalb des Zahnfusskreises liegen. Particularly simple is the construction, when the tooth tip curvature of the ring gear is a circular arc whose center lies on the radius line of the internal gear through the tooth center outside the tooth root circle, and the tooth flanks of the hollow wheel extend along arcs of circles the centers of which each lie outside the tooth root circle. Anstelle von Kreisbögen können hier, wie weiter oben erläutert, auch andere Kurven mit nicht genau konstantem Radius treten. Instead of circular arcs, other curves not exactly constant radius can as explained above here occur. Die Kreisbögen haben jedoch den Vorteil der leichten theoretischen Erfassbarkeit wegen der Radiuskonstanz. However, the circular arcs have the advantage of easy theoretical detectability due to the radius of Konstanz.
  • Entsprechend der eingangs gegebenen prinzipiellen Erläuterung der Erfindung liegen vorzugsweise jeweils die einander abgewandten Zahnflanken zweier benachbarter Zähne auf einem gemeinsamen Kreisbogen. Accordingly, with the given basic explanation of the invention are preferably in each case the tooth flanks of two adjacent teeth opposite on a common circular arc. Diese Bedingung ist jedoch nicht unabdingbar, so können hier beispielsweise auch zwei Kreisbögen mit gleichem Radius aber verschiedenen Mittelpunkten vorgesehen sein, die sich auf der Linie durch die Mitte des Hohlrades und die Mitte der Zahnlücke zwischen den beiden benachbarten Zähnen schneiden. However, this condition is not essential, as well as two circular arcs with the same radius can but different centers may be provided, which intersect on the line through the center of the ring gear and the center of the tooth space between the two adjacent teeth here, for example.
  • Die Konstruktion wird wesentlich vereinfacht, wenn die Kanten zwischen den Zahnflanken und den Zahnköpfen des Hohlrades jeweils längs eines Kreisbogens abgerundet werden, der stetig sowohl in den die Zahnflanke definierenden Bogen als auch in den den Zahnkopf definierenden Bogen übergeht und einen Radius aufweist, der in der Grössenordnung von einem Drittel der theoretischen Zahnhöhe des Hohlrades liegt. The construction is considerably simplified when the edges between the tooth flanks and the tooth heads of the hollow gear each case along a circular arc are rounded, which merges continuously both in the tooth flank defining arc as well as in defining the tooth tip arc and has a radius in the order of one third of the theoretical tooth height of the ring gear is located. Hier hat sich ein Mass vom 0,3-fachen bis 0,33-fachen der theoretischen Zahnhöhe des Hohlrades bewährt. Here a mass 0.3 times has proven to 0.33 times the theoretical tooth height of the ring gear. Macht man diesen Radius zu klein, so wird man gezwungen, zur Vermeidung von Kerbwirkungen am Zahnfussritzel diesen verhältnismässig tief auszunehmen. If we make this radius is too small, one is forced to exempt to avoid notch effects on tooth root pinion these comparatively deeply. Macht man den Radius zu gross, so wird der Bereich gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffes, in dem die Zahnköpfe von Hohlrad und Ritzel einwandfrei aneinander anliegen, zu klein, und es besteht die Gefahr, dass hier pulsierend ein Ausgleich zwischen Saugraum und Druckraum entsteht. If one makes the radius is too large, then the region opposite the point of deepest tooth engagement, in which the tooth tips of hollow wheel and pinion abut properly to each other, too small, and there is the danger that this pulsating a balance between suction chamber and pressure chamber is formed. Bei der Konstruktion des Ritzels ab Abwälzfigur des Hohlrades ist die Kantenabrundung mit zugrunde zu legen. In the design of the pinion from the ring gear Abwälzfigur edge rounding should be placed with is based.
  • In der Praxis ist die Zähnezahl einer Zahnringpumpe nach der Erfindung durch die Forderung nach einer grossen Förderleistung der Pumpe und damit möglichst grossen Zähnen nach oben beschränkt. In practice, the number of teeth of a ring gear pump according to the invention through the requirement for a large output of the pump and thus the largest possible teeth is limited upwards. Dementsprechend hat das Hohlrad vorzugsweise 9 bis 15 Zähne, besser 11 bis 13 Zähne. Accordingly, the ring gear preferably has 9 to 15 teeth, preferably 11 to 13 teeth. Ein besonders günstiger Bereich liegt bei 10 bis 12 Zähnen des Hohlrades. A particularly favorable range is 10 to 12 teeth of the ring gear. Z.Zt. Currently wird eine Zähnezahl des Hohlrades von 11 als optimal angesehen, um eine maximale Förderleistung der Pumpe bei gegebenem Durchmesser zu gewährleisten. a number of teeth of the ring gear 11 is considered optimum to ensure maximum delivery of the pump at a given diameter.
  • Nachfolgend ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen als erläuterndes Beispiel beschrieben. Hereinafter, the preferred embodiment of the invention with reference to the drawings is described as an illustrative example.
    • Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht eines Hohlrades einer Eaton-Pumpe, von dem bei der Konstruktion einer Pumpe nach der Erfindung ausgegangen wird; Fig. 1 shows a schematic view of a ring gear of an Eaton-pump, it is assumed that the in the design of a pump according to the invention;
    • Fig. 2 zeigt schematisch die Konstruktion der erfindungsgemässen Zahnform des Hohlrades; Fig. 2 shows schematically the construction of the inventive tooth shape of the ring gear;
    • Fig. 3 zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 1 den Laufradsatz der Pumpe nach der Erfindung; Fig. 3 shows in the same view as Figure 1 the wheel set of the pump according to the invention.
    • Fig. 4 zeigt in stark vergrössertem Massstab zur Hälfte den Bereich tiefsten Zahneingriffs und lässt die wesentlichen Parameter der gezeigten bevorzugten Verzahnung erkennen. Fig. 4 shows, in greatly enlarged scale to half the area of ​​deepest tooth engaging and reveals the significant parameters of the preferred tooth system shown.
    • Fig. 5 zeigt eine Zahnringpumpe nach der Erfindung stark schematisiert in einem Schnitt, der der Schnittlinie VV in Fig. 3 entspricht. Fig. 5 shows a ring gear pump according to the invention, highly schematically in a section corresponding to the section line VV in Fig. 3.
  • Nachfolgend sei die Pumpe kurz anhand der Fig. 3 und 5 erläutert. Subsequently, the pump will be briefly explained with reference to FIGS. 3 and 5.
  • Die Pumpe besitzt gemäss Fig. 5 ein Gehäuse, welches eine erste linke Stirnplatte 18 und eine rechte Stirnplatte 19 aufweist. The pump has according to FIG. 5, a housing having a first left end plate 18 and a right end plate 19. Zwischen beiden Stirnplatten erstreckt sich ein ringförmiges Gehäusemittelteil 20. Die drei Gehäuseteile definieren zwischen sich einen flach zylindrischen Hohlraum, in welchem das Hohlrad 10 mit seiner Aussenumfangsfläche auf der Innenumfangsfläche des Gehäuseteils 20 gleitend gelagert ist. Between two end plates, an annular housing middle part 20. The three housing parts extending between them define a flat cylindrical cavity in which the ring gear 10 is slidably mounted with its outer peripheral surface on the inner peripheral surface of the housing part 20th Durch eine zentrale Bohrung des rechten Gehäusestirnteils 20 erstreckt sich die das Ritzel 12 tragende Ritzelwelle 22, die, wie durch einen Keil 23 symbolisch angedeutet, drehfest mit dem Ritzel 12 verbunden ist. Through a central hole of the right housing end portion 20, the pinion 12 supporting the pinion shaft 22, which, as indicated symbolically by a wedge 23, rotatably extends is connected to the pinion 12th Auch in Fig. 3 sind so wie in Fig. 5 oben die Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad voll im Eingriff, während unten die Zahnköpfe von Ritzel und Hohlrad gerade aufeinander gleiten. Also in Fig. 3 are as shown in Fig. 5 above, the teeth of the pinion and ring gear fully engaged, while below the tooth heads of the pinion and ring gear slide on each straight.
  • Im rechten Gehäusestirnteil 19 erstreckt sich die Ablauföffnung 16, während die Zulauföffnung 15 in dem in Fig. 5 vor der Zeichenebene liegenden Teil des Gehäusestirnteils 19 liegt. In the right housing front part 19, the drain hole 16 extends, while the inlet opening is located in the region lying in Fig. 5 in front of the plane part of the housing end portion 19 15. Von der Ablauf- oder Ausschuböffnung 16 verläuft, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein Anschlusskanal durch einen Stutzen 24. A connection channel runs as shown in Fig. 5 of the drain or push-out opening 16, through a pipe 24.
  • Die drei das Gehäuse bildenden Teile 18, 19 und 20 sind durch gleichmässig über den Umfang verteilte Schraubenbolzen 25 zusammengespannt. The three forming the housing parts 18, 19 and 20 are clamped together by evenly circumferentially distributed screw bolts 25th
  • In Fig. 5 sind noch die Drehachse MR des Ritzels 12 und Drehachse MH des Hohlrades 10 eingezeichnet. In Fig. 5 the rotational axis MR of the pinion 12 and the axis of rotation of the ring gear MH 10 are still located.
  • Nachdem sich die Erfindung mit der Ausbildung der Verzahnung der Pumpe befasst, ist der allgemeine Aufbau derselben hier nicht mehr erläutert. After the invention is concerned with the design of the teeth of the pump, the general structure is the same not explained here.
  • Bei der Konstruktion der Verzahnung nach der Erfindung wird von einer Eaton-Verzahnung ausgegangen, wie sie das Hohlrad 1 der Eaton- Pumpe gemäss Fig. 1 enthält. In the construction of the toothing according to the invention it is assumed that an Eaton toothing, as it contains the ring gear 1 of the Eaton pump according to FIG. 1. Hier hat jeder Zahn 2 im wesentlichen die Form eines Kreissegments. Here, each tooth 2 has substantially the shape of a circle segment. Der Zahngrund fällt im wesentlichen mit dem Zahnfusskreis des Hohlrades 1 zusammen. The tooth gap bottom is substantially coincident with the tooth root circle of the internal gear. 1 Da die im Beispiel gezeigte Verzahnung elf Zähne aufweisen soll, besitzt das Hohlrad 1, das letztlich hier nur noch ein theoretisches Hilfsmittel zur Konstruktion der Erfindung ist, 5 1 / 2 Zähne 2. Zeichnet man beim abgebrochenen Zahn 2a des Hohlrades den Zahnumriss, wie dies in Fig. 1 gestrichelt geschehen ist, weiter, so erhält man bereits die erfindungsgemäss angestrebte Versetzung der gleichen Zahnform um eine halbe Teilung. Since the gearing shown in the example intended to comprise eleven teeth, has the ring gear 1, which only is still a theoretical tool for the invention construction ultimately here 5 1/2 teeth 2. Draw it at the chipped tooth 2a of the internal gear tooth outline, as is done by dashed lines in Fig. 1, further, is already obtained in the present invention aimed displacement of the same tooth shape by half a pitch.
  • Dies gilt jedoch nur bei der Konstruktion von Hohlrädern mit ungerader Zähnezahl. However, this applies only in the construction of ring gears having an odd number of teeth. Soll ein Hohlrad gemäss der Erfindung mit gerader Zähnezahl konstruiert werden, so muss natürlich von einem Eaton-Hohlrad mit ganzer Zähnezahl ausgegangen werden. If a ring gear are constructed according to the invention having an even number of teeth, it must of course be assumed to Eaton gear with full number of teeth.
  • Dementsprechend wird bei der Erläuterung der Erfindung anhand von Fig. 2 allgemein davon ausgegangen, dass die hier von links oben nach rechts unten schraffiert gezeichnete Eaton-Hohlradkontur 1 eine unbestimmte Zähnezahl aufweist. Accordingly, it is generally assumed in the explanation of the invention based on Fig. 2 that the down hatching drawn here from left top to right-Eaton Hohlradkontur 1 has an indefinite number of teeth. Der Mittelpunkt dieses Hohlrades ist bei 3 gezeigt. The center of this ring gear is shown at the third Die Teilung T ist nur im Winkelmass gezeigt. The pitch T is shown only in the angle measure. Begrenzt man jetzt den Zahnumriss der Hohlradkontur 1 zusätzlich durch die gleiche jedoch um eine halbe Zahnteilung versetzte Zahnkontur 5, die in Fig. 2 von rechts oben nach links unten schraffiert ist, so bleiben nur noch die die Form von gleichseitigen Dreiecken mit konvex ausgewölbten Flanken aufweisenden Zähne 6. übrig, die sowohl von rechts oben nach links unten als auch von links oben nach rechts unten schraffiert sind. however limited now the tooth outline of the Hohlradkontur 1 additionally through the same by half a tooth pitch offset tooth contour 5 which is hatched in Fig. 2 from top right to bottom left, there remain only the having the form of equilateral triangles with convexly bulged edges 6. teeth left, which are hatched both from top right to bottom left and from top left to bottom right. Als letzter Schritt wird der so geschaffenen Zahnkontur eine dritte Hohlradkontur 7 überlagert, deren Teilung gleich der halben Teilung t der Konturen 1 und 5 ist. As the last step of the tooth shape thus created is superposed on a third Hohlradkontur 7 whose pitch equal to half the pitch t of the contours 1 and 5. Die Hohlradkontur 7 ist in Fig. 2 von oben nach unten schraffiert. The Hohlradkontur 7 is hatched in Fig. 2 from top to bottom. Die grösste Höhe der Zähne der Hohlradkontur 7 ist geringer als die der Hohlradkonturen 1 und 5, so dass nach Überlagerung aller drei Hohlradkonturen ein Zahnprofil übrig bleibt, das in Fig. 2 von links oben nach rechts unten, von rechts oben nach links unten und senkrecht von oben nach unten schraffiert ist. The largest height of the teeth of the Hohlradkontur 7 is lower than that of Hohlradkonturen 1 and 5, so that by superposition of all three Hohlradkonturen a tooth profile is left in Fig. 2 from top left to bottom right, from the top right down to the left and perpendicular is hatched from top to bottom. Auf diese Weise wird im Prinzip die erfindungsgemässe Hohlradverzahnung gewonnen, die in ihrer Gesamtheit in Fig. 3 anhand des Hohlrades 10 gezeigt ist, dessen Zähne 11 die nach Fig. 2 gewonnene Form haben. In this way, the gear toothing according to the invention is obtained in principle, which is shown in its entirety in Fig. 3 on the basis of the ring gear 10, the teeth 11 have the form obtained according to FIG. 2. Nun wird das Ritzel 12 für den Zahnradsatz gemäss Fig. 3 gewonnen, indem man den Fusskreis FH des Hohlrades 10 auf dem Kopfkreis des Ritzels 12 abwälzt. Now, the pinion 12 is obtained for the gear set shown in FIG. 3 by the rolls root circle FH of the ring gear 10 on the tip circle of the pinion 12. Auf diese Weise entsteht eine Hüllfigur, die genau gleich dem theoretischen Umriss des Ritzels 12 ist. In this way envelope figure, which is exactly equal to the theoretical outline of the pinion 12 is formed.
  • Man erkennt, dass bei der Verzahnung gemäss Fig. 3 ein Antrieb des Hohlrades 10 durch das Ritzel 12 nur noch im Bereich tiefsten Zahneingriffes erfolgt. It is apparent that takes place at the gearing according to FIG. 3, a drive of the ring gear 10 through the pinion 12 only in the area of ​​deepest teeth engagement. An der gegenüberliegenden Stelle gleiten nur noch die Zahnköpfe von höchstens 3 Zähnen des Hohlrades bzw. Ritzels aufeinander, während in den dazwischen liegenden Bereichen (rechts und links in Fig. 3) die Zähne des Ritzels von denen des Hohlrades vollständig freigehen. only the tooth tips of at most 3 teeth of the ring gear or pinion slide on each other on the opposite site, while in the intermediate regions of which the ring gear completely free go to the teeth of the pinion (right and left in Fig. 3). Auf diese Weise lässt sich die Zahnflankenkonstruktion optimal in bezug auf die Zahnradmechanik, wie spezifisches Gleiten, Flächenpressung und dergleichen einerseits, aber auch andererseits in bezug auf die Abdichtung an der Stelle tiefsten Zahneingriffes auslegen, während der Konstrukteur für die Ausbildung des Zahnkopfes nicht mehr an eine bestimmte Flankenkonstruktion gebunden ist, sondern die Zahnkopfwölbung ebenfalls so wählen kann, dass ein praktisch druckloses Gleiten der Zahnköpfe aufeinander gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffes erreicht wird. In this way, the tooth flank construction allows optimal with respect to the gear mechanism, such as specific sliding, surface pressure and the like on the one hand, but on the other hand, interpreted in relation to the seal at the point of deepest tooth engagement, while the designer for the formation of the tooth tip no longer a certain edge construction is bound but the tooth tip curvature also so you can choose one that virtually pressure-free sliding of the tooth tips is successively achieved against the point of deepest tooth engagement. In diesem Bereich ändern sich die hier geschlossenen Förderräume 14 zwischen je einer Zahnlücke des Ritzels und des Hohlrades praktisch nicht mehr, so dass ein gewaltsames Ausquetschen der Förderflüssigkeit aus den Förderräumen 14 praktisch nicht mehr auftritt. In this region, the closed here conveying spaces 14 between one teeth gap of the pinion and the ring gear virtually not change, so that a violent squeezing of the liquid from the delivery chambers 14 practically does not occur. Im Bereich der Saugöffnung 15 und im Bereich der Drucköffnung 16 verändern sich naturgemäss die Förderräume zwischen den Zähnen, jedoch sind diese Räume als Ganzes über dem Drehwinkel praktisch konstant, da sie nicht durch Zahneingriffe getrennt sind. In the area of ​​the suction opening 15 and in the region of pressure port 16, naturally, the conveying spaces between the teeth change, but these spaces are virtually constant as a whole over the rotational angle, because they are not separated by tooth engagements.
  • Bemerkenswert ist die grosse Länge der Ein-und Auslassöffnungen, welche die Erfindung erlaubt. Note the large length of the A-and outlet which allows the invention. Jede Öffnung erstreckt sich über etwa ein Drittel des Umfangs. Each opening extends over about a third of the circumference. Das erlaubt hohe Drehzahlen. This allows high speeds. Für sehr hohe Drehzahlen von zB 6000 Upm oder mehr können die nierenförmigen Ein- und Auslässe gegenüber der Stelle tiefsten Zahneingriffs noch weiter verlängert werden. For very high speeds of eg 6000 rpm or more, the kidney-shaped inlets and outlets can be further extended to the point of deepest tooth engagement.
  • In Fig. 4 ist die Konstruktion eines Hohlrades und eines Ritzels für den Zahnradsatz nach der Erfindung näher erläutert. In FIG. 4, the construction of a ring gear and a pinion for the gear set according to the invention is explained in more detail.
  • Das Hohlrad soll elf Zähne haben. The ring gear is to have eleven the teeth. Damit hat das Ritzel zehn Zähne. So that the pinion has ten teeth. Als nächstes wird der Durchmesser des theoretischen Fusskreises FH des Hohlrades 10 gewählt, der, um ein Zahlenbeispiel zu geben, mit 66 mm angenommen wird. Next, the diameter of the theoretical root circle FH is selected of the ring gear 10, to give a numerical example, is assumed to be 66 mm. Der Fusskreis des Hohlrades ist auch dessen Wälzkreis; The root circle of the ring gear is also the pitch circle; der Kopfkreis KR des Ritzels 12 dessen Wälzkreis. the tip circle of the pinion 12 whose pitch circle KR. Damit wird die theoretische Zahnhöhe H des Hohlrades 6 mm. Thus, the theoretical tooth height H of the ring gear is 6 mm. Als nächstes trägt man eine Teilung t des Hohlrades von dessen Mittelpunkt MH her im Winkelmass sowie die Halbierende h dieses Teilungswinkels auf. Next, it transmits a pitch t of the ring gear from its center MH forth in the protractor, as well as the bisector h this angular pitch on. Dann trägt man um die Halbierende des Teilungswinkels zu beiden Seiten auf dem Kopfkreis KH des Hohlrades 10 das gewünschte Mass B für die theoretische Zahnkopfbreite ein, das hier beispielsweise bei etwa 4 mm liegt, sich also zu beiden Seiten der Winkelhalbierenden h um 2 mm erstreckt. Then transmits to the bisector of the angular pitch on both sides on the tip circle KH of the ring gear 10 the desired amount B for the theoretical tooth tip width a, located here, for example, at about 4 mm, so for hours on both sides of the bisector extends around 2 mm. Auf diese Weise ermittelt man zunächst die Schnittpunkte der Flankenkreise der Zähne mit dem Hohlradkopfkreis KH. In this manner, first determines the intersection points of the cross sections of the teeth with the Hohlradkopfkreis KH. Nun schlägt man um einen ausserhalb von FH liegenden Punkt auf dem einen Begrenzungsstrahl der Winkelteilung einen Kreisbogen, welcher so zu bemessen ist, dass die theoretische Breite der Zahnlücke am Fusskreis des Hohlrades etwa das 1,05- bis 1,1 -fache von H ist. If one now proposes an outlying of FH point on a boundary ray of the angular pitch a circular arc which is to be dimensioned such that the theoretical width of the tooth space at the root circle of the ring gear is about 1.05 to 1.1 fold of H , Um dies zu erreichen, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Radius ro dieses Kreises mit 20,66 mm gewählt. To achieve this, in the illustrated embodiment, the radius ro of the circle is selected to be 20.66 mm. Nun wird noch um einen Punkt ausserhalb von FH auf der Linie h ein Kreis durch den Schnittpunkt von h mit KH geschlagen, dessen Radius so bemessen ist, dass eine an der Zahnhöhe gemessen vergleichsweise kleine Wölbung des Hohlradzahnkopfes entsteht. Now, as will be struck with KH around a point outside of FH on the line h a circle defined by the intersection of h whose radius is dimensioned so that a tooth height measured at the relatively small curvature of the Hohlradzahnkopfes formed. Im Ausführungsbeispiel wurde dieser Radius rm mit rund 13,8 mm, also 2,3 H, gewählt. In the exemplary embodiment, this radius rm was chosen at around 13.8 mm, so 2.3 H.
  • Schliesslich werden noch die Kanten zwischen dem Kopfkreis mit dem Radius rm und den Flankenkreisen mit dem Radius ro abgerundet. Finally, yet the edges between the head circle of radius rm and the flank circles with the radius ro rounded. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel ein Radius rk von 1,9 mm gewählt, der stetig, also mit gemeinsamer Tangente, in den Zahnflankenkreisbogen und den Zahnkopfkreisbogen übergeht, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. For this purpose, a radius rk of 1.9 mm is selected in the exemplary embodiment, the continuous, ie with a common tangent, merges into the tooth flank arc, and the tooth tip arc of a circle, as is evident from Fig. 4. Nun wird das Ritzel 12 als innere Hüllfigur konstruiert, die durch Abwälzen von FH auf KR oder umgekehrt entsteht. Now, the pinion 12 is constructed as an inner envelope figure, which is produced by rolling of FH to the LR or vice versa. Die hierbei entstehende Ritzelzahnform ist in Fig. 4 gezeigt. The hereby resulting pinion tooth form is shown in Fig. 4. Wie am besten links oben in Fig. 4 ersichtlich, füllt der Ritzelzahnkopf ZKR, dessen Kontur ja durch die Zahnköpfe des Hohlrades 10 geformt wird, die zunächst konstruierte Zahnlücke des Hohlrades, deren Grund von FH gebildet wurde, bei weitem nicht aus. As best seen in the top left in Fig. 4, the pinion head CCNR fills, its contour is so formed by the teeth heads of the ring gear 10, the first designed tooth gap of the ring gear, whose base has been formed by FH, by far not sufficient. Da hierdurch störende Toträume geschaffen werden, wird der Zwickel Z zwischen FH und der Zahnkopfkurve ZKR, der in Fig. 4 schraffiert gezeichnet ist, nun so ausgefüllt, dass bei an der Stelle tiefsten Zahneingriffs befindlicher Zahnlücke des Hohlrades nur noch ein Spiel von zB 0,04 bis 0,05 H zwischen der Zahnkopfkurve ZKR des Ritzels 12 und dem Zahnlückengrund des Hohlrades 10 verbleibt. Thereby, since interfering dead spaces to be created is the gusset Z between FH and the tooth tip curve CCR, which is marked by hatching in Fig. 4, now is filled so that at befindlicher at the point of deepest tooth engagement tooth space of the ring gear only a play of for example 0, 04 to 0.05 H between the tooth tip curve ZKR of the pinion 12 and the tooth gap bottom of the ring gear 10 remains. Da an der Stelle tiefsten Zahneingriffs aufgrund der Konstruktion die Mitte der Zahnkopfkurve des Ritzels 12 den Grund der Zahnlücke des Hohlrades 10 gerade berühren würde, wird an dieser Mitte vom Material des Hohlrades wie ebenfalls links oben in Fig. 4 angedeutet, eine geringe Materialmenge abgenommen, so dass der Zahngrund des Hohlrades nun durch die so gewonnene Linie HL begrenzt ist. Since the center of the tooth tip curve of the pinion 12 would just touch the bottom of the tooth space of the ring gear 10 at the point of deepest tooth engagement due to the construction, will be indicated at this middle of the material of the ring gear as is also the top left in Fig. 4, taken a small amount of material, so that the tooth bottom of the internal gear is now limited by the thus obtained line HL.
  • Da der Zahnlückengrund am Ritzel 12 aufgrund der Konstruktion des Ritzelumrisses an der Stelle tiefsten Zahneingriffs, also bei X in Fig. 4, am Zahnkopf des Hohlrades anliegen würde, wird vom Zahngrund des Ritzels ein geringes Mass abgenommen, so dass der Zahnkopf des Hohlrades auch an der Stelle tiefsten Zahneingriffs um ein Mass von beispielsweise 0,02 bis 0,03 H frei geht. Since the tooth gap bottom would be applied at the site of deepest tooth engagement, ie when X in Fig. 4, on the tooth head of the ring gear to the pinion 12 due to the construction of the gear contour, a small amount is removed from the tooth bottom of the pinion gear so that the tooth head of the ring gear also to the location of deepest tooth engagement by a measure of for example 0.02 to 0.03 H goes free. Damit ist die Konstruktion von Hohlrad und Ritzel beendet. In order for the construction of ring gear and pinion is completed.
  • Zahnringpumpen nach der Erfindung eignen sich für die verschiedensten Zwecke. Gear pumps according to the invention are suitable for a variety of purposes. Insbesondere sind sie als Schmierölpumpen für Kraftfahrzeugkolbenmotoren geeignet, bei denen das Ritzel unmittelbar auf der Kurbelwelle und das Hohlrad in einem am Motorgehäuse festen Gehäuse sitzt. They are particularly suitable as a lubricating oil pump for automobile piston engines, in which the pinion sits directly on the crankshaft and the ring gear in a fixed housing to the motor housing. Überraschenderweise sind Zahnradpumpen nach der Erfindung in so starkem Masse unempfindlich gegen Schwankungen des Achsabstandes, dass sie die an den Abmessungen der relativ kleinen Pumpe gemessen grossen Verlagerungen der Kurbelwelle einer Zylinderbrennkraftmaschine aushalten. Surprisingly, gear pumps of the invention so strongly insensitive to fluctuations of the center distance that they withstand the large measured on the dimensions of the relatively small displacements of the pump cylinder crankshaft of an internal combustion engine.
  • Die Anwendung der erfindungsgemässen Zahnringpumpe ist jedoch nicht auf diesen Zweck beschränkt. The application of the inventive gear pump is not limited to this purpose. Sie ist auch für die verschiedensten anderen Zwecke brauchbar, wie zB als Hydraulikpumpe. It is also useful for a variety of other purposes, such as a hydraulic pump.

Claims (10)

1. An annular gear pump having a housing (18, 19, 20), an internally toothed annular gear-wheel (10) with eight to sixteen teeth, rotatably mounted in the housing, and a pinion (12) carried by a drive shaft (22), the pinion having one tooth less than the annular gear-wheel (10) and meshing with the annular gear-wheel (10), whereby the sealing between suction chamber and pressure chamber is effected opposite the point of deepest engagement of the gear-wheel by sliding of the tips of the teeth of the pinion (12) on the teeth of the annular gear-wheel and at the point of deepest engagement of the gear-wheel by bearing of the driving flanks of the teeth of the pinion (12) against the teeth of the annular gear-wheel, while, furthermore, the tips of the teeth of the pinion (12) go freely in the gaps between the teeth of the annular gear-wheel (10) and the tooth profile of the pinion (12) is defined by rolling thereof in the annular gear-wheel (10), characterised in that the teeth (11) of the annular gear-wheel (10) have an approximately trapezoidal shape with convexly curved flanks and tips and that the circle of contact of the annular gear-wheel (10) extends outside the circle round the centre (MH) of the annular gear-wheel through the lower third of the height of the teeth of the annular gear-wheel (10).
2. An annular gear pump as claimed in claim 1, characterised in that the extent of the teeth (11) of the annular gear-wheel and the extent of the gaps between the teeth of the annular gear-wheel, measured in the circumferential direction over the circle through half the height (H) of the teeth of the annular gear-wheel, are substantially equal.
3. An annular gear pump as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the width of the tips of the teeth (without rounding) of the annular gear-wheel (10) aounts to 0.65 to 0.7 times and the width of the gaps between the teeth at the theoretical dedendum circle (FH) of the annular gear-wheel (10) (without rounding) amounts to 1.05 to 1.1 times the theoretical tooth height (H) of the annular gear-wheel (10).
4. An annular gear pump as claimed in claims 1 to 3, characterised in that the radius of curvature (rm) of the tips of the teeth of the annular gear-wheel (10) amounts to about 2 to 2.4 times, preferably 2.2 to 2.3 times, the theoretical height (H) of the teeth of the annular gear-wheel (10).
5. An annular gear pump as claimed in claims 1 to 4, characterised in that the radius of curvature (ro) of the flanks of the teeth of the annular gear-wheel (10) amounts to about 3.3 to 3.7 times, preferably 3.4 to 3.6 times the theoretical height (H) of the teeth of the annular gear-wheel (10).
6. An annular gear pump as claimed in one of the claims 1 to 5, characterised in that the curvature of the tips of the teeth of the annular gear-wheel is an arc of a circle, the centre of which lies on the radius line through the tooth centre outside the dedendum circle (FH), and that the flanks of the teeth of the annular gear-wheel (10) extend along arcs of circles the centres of which each lie outside the dedendum circle (FH).
7. An annular gear pump as claimed in one of the claims 1 to 6, characterised in that the tooth flanks remote from one another of each two adjacent teeth (11) of the annular gear-wheel (10) lie on a common arc of a circle.
8. An annular gear pump as claimed in one of the claims 1 to 7, characterised in that the edges between the flanks of the teeth and the tips of the teeth of the annular gear-wheel (10) are each rounded along an arc which merges continuously both into the arc defining the tooth flank and into the arc defining the tip of the tooth and which has a radius which is of the order of magnitude of a third of the theoretical height (H) of the teeth of the annular gear-wheel.
9. An annular gear pump as claimed in one of the claims 1 to 8, characterised in that the base of the gaps between the teeth of the pinion (12) is also relieved.
10. An annular gear pump as claimed in one of the claims 1 to 9, characterised in that the annular gear-wheel (10) has nine to fifteen, preferably eleven to thirteen, teeth.
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