EP0297147B1 - Innenzahnradpumpe als Schmierölpumpe - Google Patents

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EP0297147B1
EP0297147B1 EP19870109020 EP87109020A EP0297147B1 EP 0297147 B1 EP0297147 B1 EP 0297147B1 EP 19870109020 EP19870109020 EP 19870109020 EP 87109020 A EP87109020 A EP 87109020A EP 0297147 B1 EP0297147 B1 EP 0297147B1
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EP
European Patent Office
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rotor
pump
inner rotor
gear pump
annular gear
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EP19870109020
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Hans A. Dipl.-Ing. Härle
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Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Original Assignee
Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/101—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with a crescent-shaped filler element, located between the inner and outer intermeshing members

Definitions

  • the invention relates to an internal gear pump as a lubricating oil pump for an internal combustion engine, with a pump housing with an inner rotor with external teeth, which meshes with an eccentrically arranged external rotor with internal teeth, with an inlet and with an outlet, the drive shaft of the internal combustion engine for torque transmission directly or via a connecting member is connected to the inner rotor and the outer rotor is fixed in the pump housing, and guide members are provided for radial guidance of the inner rotor between the inner rotor and the pump housing and / or the pump cover.
  • the axial guidance of the outer rotor and the inner rotor is generally achieved in gear pumps of the type mentioned at the beginning by end faces in the pump housing and the pump cover.
  • the inner rotor is provided with a collar on one or both sides in the hub area.
  • the one or two side collars are located in recesses in the pump housing and / or the pump cover, as a result of which the inner rotor is also guided securely in the radial direction.
  • an inner sleeve is generally provided for this purpose, on which the inner rotor with its two side collars is arranged with play, but in a rotationally fixed manner.
  • the inner bush in turn sits firmly on the crankshaft. In this way, the game of the crankshaft is absorbed by the game between the inner sleeve and the inner peripheral wall of the inner rotor.
  • GB-A-2047809 discloses an internal gear pump of this type.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an internal gear pump of the type mentioned at the outset, the manufacture of which is simple and cheap, and at the same time simple assembly should also be provided.
  • this object is achieved in that the guide members are formed only by at least one recess in at least one end face of the inner rotor and by an extension in the pump housing or the pump cover, the extension projecting into the recess.
  • the inner rotor makes the inner rotor much easier and cheaper to manufacture than the previously known inner rotors.
  • the inner rotor can be pressed in one operation if it is made of sintered metal consists. So far, the inner rotor with its two side collars had to be turned first and then turned. No special further processing is now necessary. Only the two smooth side surfaces are ground on the outside if necessary. In addition, it is advantageous that this results in a material saving for the inner rotor.
  • the internal gear pump according to the invention has a lower power consumption, since less friction (bearing friction) occurs.
  • the recess or the recesses can have any shape, with the lugs in the pump housing or the pump cover correspondingly being fitted to the recesses.
  • one or more indentations in an end face of the inner rotor can be arranged distributed over the circumference below the ring gear.
  • the recess can have one or more shoulders on which the shoulder (s) rest.
  • the recess can be designed as an annular groove, the attachment in the pump housing or the pump cover forming an annular attachment which can be fitted into the annular groove or which bears against the outer annular groove wall.
  • the recess has an annular shape, forming an abutment shoulder for the attachment on its outer peripheral wall.
  • An embodiment of the approach according to the invention can consist in that it is designed as a projection which protrudes from the pump housing into the recess, recess or annular groove of the inner rotor.
  • the approach to the pump housing is in one piece, which means that no separate part is necessary; rather, the approach to the manufacture of the pump housing, e.g. by pouring or spraying.
  • the approach can also be designed as a separate socket, which is fastened in the pump housing or in the pump cover.
  • the projection can also be in one piece with the pump cover. In this case, it is only necessary that the pump cover is connected to the pump housing in a precisely centered manner.
  • a separate socket can be connected to the pump housing or the pump cover in a number of ways.
  • the inner rotor is provided with torque transmission elements and can be connected either directly or indirectly to the crankshaft.
  • the inner rotor with radial play is arranged in a rotationally fixed manner on an inner bush which is fastened to the drive shaft.
  • the internal gear pump is basically of a known design, which is why only the parts essential to the invention are described in more detail below.
  • the internal gear pump has a pump housing 1 which is connected in any way to the motor, e.g. is flanged to the motor housing of an internal combustion engine. On the outside, the pump housing is closed off by a cover 2. Between the cover 2 and the pump housing 1 there is an outer rotor 3 which is fixedly arranged in the pump housing 1 and an inner rotor 4. The inner rotor has an external toothing and the outer rotor 3 has an internal toothing.
  • a crescent-shaped sealing part 7 can serve in a known manner for sealing between a suction kidney 5 and a pressure kidney 6. The function and mode of operation of the sealing part 7 are generally known.
  • the lubricant or oil is introduced via the suction kidney 5 as an inlet into the pump housing and led out via the pressure kidney 6 as an outlet.
  • the sealing part 7 is not absolutely necessary within the scope of the invention. Rather, a configuration of the internal gear pump is also possible, in which the sealing is carried out by the teeth themselves.
  • the inner rotor 4 has two mutually opposite, inwardly projecting webs 8 which protrude into grooves 9 of an inner bush 10.
  • the inner bush 10 is fixedly attached to the crankshaft of the internal combustion engine (not shown). How out 2 can be seen, there is a game between the inner sleeve 10 and the inner peripheral wall of the inner rotor 4, whereby the radial play of the crankshaft, not shown, is absorbed.
  • the outer rotor 3 and inner rotor 4 are guided axially through end faces in the pump housing and the cover 2. Radial guidance is provided by a shoulder 12 in the pump housing 1, which is introduced into the inner rotor 4 from an end face of the inner rotor in a recess in the form of an annular recess 13.
  • the recess 13 has an outer shoulder 14 on which the attachment 12 bears with its outer side.
  • the inner rotor 4 is practically centered on the also annular approach.
  • the indentation 13 is open on the inside. As can be seen from FIG. 1, this results in a stepped screw-in or blind bore which is approximately half the width of the inner rotor 4.
  • FIG. 1 the ring-shaped extension 12 is shown as a separate bush which is pressed into the pump housing 1 or is connected to the pump housing 1 in a rotationally fixed manner in any other way.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the extension 12, in which it is integral with the pump housing 1 and projects into the recess 13 as a projection or nose 12A. The remaining parts in FIG. 3 correspond to those shown in FIG. 1 Share. Only the inner bushing 10 is missing, because in this exemplary embodiment the inner rotor 4 is fastened directly on the crankshaft, not shown, for example by means of a spline or the like.
  • the extension 12 protrudes from the pump housing 1 into the recess 13 of the inner rotor 4.
  • the extension it is also possible for the extension to protrude from the pump cover 2 into a recess 13 of the inner rotor 4, in which case this extends into the Front face of the inner rotor 4 is introduced.
  • indentations in segment form can naturally also be present within the scope of the invention, into which corresponding attachment portions protrude from the pump housing 1.
  • annular groove can also be provided instead of a recess 12 in the form of a step, with no inner wall being present.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Innenzahnradpumpe als Schmieröl pumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einem Pumpengehäuse mit einem Innenrotor mit Außenverzahnung, der mit einem exzentrisch dazu angeordneten AuBenrotor mit Innenverzahnung kämmt, mit einem Zulauf und mit einem Ablauf, wobei die Antriebswelle des Verbrennungsmotors zur Drehmomentübertragung direkt oder über ein Verbindungsglied mit dem Innenrotor verbunden und der Außenrotor im Pumpengehäuse fixiert ist, und wobei zur radialen Führung des Innenrotores zwischen dem Innenrotor und dem Pumpengehäuse und/oder dem Pumpendeckel Führungsglieder vorhanden sind.
  • Die axiale Führung des Außenrotors und des Innenrotores wird bei Zahnradpumpen der eingangs erwähnten Art im allgemeinen durch stirnseitige Anlaufflächen in dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel erreicht. Zur radialen Führung ist der Innenrotor im Nabenbereich mit einem Bund auf einer oder auf beiden Seiten versehen. Der oder die beiden seitlichen Bunde liegen in Ausnehmungen in dem Pumpengehäuse und/oder dem Pumpendeckel, wodurch der Innenrotor auch in radialer Richtung sicher geführt ist.
  • Bei einer Montage der Innenzahnradpumpe auf einer Antriebswelle, die radiales Spiel aufweist, wie z.B. die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotores, muß zusätzlich dafür gesorgt werden, daß dieses Spiel von dem Innenrotor ferngehalten wird, wenn man nicht einen größeren Verschleiß und eine kürzere Lebensdauer in Kauf nehmen möchte.
  • Zu diesem Zweck ist im allgemeinen hierfür eine Innenbuchse vorgesehen, auf der der Innenrotor mit seinen beiden seitlichen Bunden mit Spiel, jedoch drehfest angeordnet ist. Die Innenbuchse wiederum sitzt fest auf der Kurbelwelle. Auf diese Weise wird das Spiel der Kurbelwelle durch das Spiel zwischen der Innenbuchse und der Innenumfangswand des Innenrotors aufgenommen.
  • Durch GB-A- 2047809 ist eine Innenzahnradpumpe dieser Art bekannt.
  • Nachteilig bei einer derartigen Innenzahnradpumpe ist jedoch, daß die Herstellung des Innenrotors relativ aufwendig und damit teuer ist. Wegen der beiden Bunde mußte der Innenrotor darüberhinaus noch bearbeitet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Innenzahnradpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Herstellung einfach und billig ist, wobei gleichzeitig auch eine einfache Montage gegeben sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Führungsglieder nur durch wenigstens eine Aussparung in wenigstens einer Stirnseite des Innenrotors und durch einen Ansatz in dem Pumpengehäuse oder dem Pumpendeckel gebildet sind, wobei der Ansatz in die Aussparung ragt.
  • Erfindungsgemäß sind nunmehr zur radialen Führung des Innenrotors keine seitlichen Bunde an dem Innenrotor und damit zusammenarbeitende Ausnehmungen in dem Pumpengehäuse oder dem Pumpendeckel notwendig, sondern es ragt nunmehr ein Ansatz in die Aussparung in dem Innenrotor hinein, wodurch der Innenrotor in seiner Lage zur Mittenachse zentriert ist.
  • Durch diese Ausgestaltung läBt sich der Innenrotor wesentlich einfacher und billiger herstellen, als die bisher bekannten Innenrotoren. So kann der Innenrotor z.B. in einem Arbeitsgang fertig gepreßt werden, wenn er aus Sintermetall besteht. Bisher mußte der Innenrotor mit seinen beiden seitlichen Bunden erst vorgedreht und danach fertiggedreht werden. Nunmehr ist keine besondere weitere Bearbeitung notwendig. Lediglich die beiden glatten Seitenflächen werden bei Bedarf außen geschliffen. Darüberhinaus ist von Vorteil, daß sich dadurch eine Werkstoffersparnis für den Innenrotor ergibt. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe eine geringere Leistungsaufnahme, da eine geringere Reibung (Lagerreibung) auftritt.
  • Die Aussparung bzw. die Aussparungen können beliebige Form haben, wobei entsprechend die Ansätze in dem Pumpengehäuse oder dem Pumpendeckel entsprechend an die Aussparungen ange paßt sind. So können z.B. ein oder mehrere Eindrehungen in einer Stirnseite des Innenrotores unterhalb des Zahnkranzes über den Umfang verteilt angeordnet sein.
  • Die Eindrehung kann dabei ein oder mehrere Schultern aufweisen, an der der oder die Ansätze anliegen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Eindrehung als Ringnut ausgebildet sein, wobei der Ansatz in dem Pumpengehäuse oder dem Pumpendeckel einen ringförmigen Ansatz bildet, der in die Ringnut einpaßbar ist bzw. der an der außenseitigen Ringnutwand anliegt.
  • Ebenso kann in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Eindrehung eine Ringform aufweist, wobei sie an ihrer äußeren Umfangswand eine Anlageschulter für den Ansatz bildet.
  • Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Ansatzes kann darin bestehen, daß er als ein Vorsprung ausgebildet ist, der von dem Pumpengehäuse aus in die Aussparung, Eindrehung oder Ringnut des Innenrotores ragt.
  • Auf diese Weise ist der Ansatz mit dem Pumpengehäuse einstückig, was bedeutet, daß kein gesondertes Teil notwendig ist; vielmehr kann bereits der Ansatz bei der Herstellung des Pumpengehäuses, z.B. durch Gießen oder Spritzen, berücksichtigt werden.
  • Selbstverständlich kann jedoch im Bedarfsfalle auch der Ansatz als eine gesonderte Buchse ausgebildet sein, die im Pumpengehäuse oder im Pumpendeckel befestigt ist. Ebenso kann auch der Ansatz als Vorsprung einstückig mit dem Pumpendekkel sein. In diesem Falle ist es lediglich erforderlich, daß der Pumpendeckel entsprechend genau zentriert mit dem Pumpengehäuse verbunden wird.
  • Die Verbindung einer gesonderten Buchse mit dem Pumpengehäuse oder dem Pumpendeckel kann auf vielfache Weise erfolgen.
  • In einfacher Weise wird man die Buchse in das Pumpengehäuse einpressen.
  • Der Innenrotor ist mit Drehmomentübertragungsgliedern versehen und kann entweder direkt oder indirekt mit der Kurbelwelle verbunden sein.
  • Zur Aufnahme des Radialspieles der Antriebswelle des Verbrennungsmotores kann vorgesehen sein, daß der Innenrotor mit radialem Spiel drehfest auf einer Innenbuchse angeordnet ist, die auf der Antriebswelle befestigt ist.
  • Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1:
    einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe
    Fig. 2:
    einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1
    Fig. 3:
    einen Längsschnitt entsprechend Figur 1 in einer anderen Ausführungsform.
  • Die Innenzahnradpumpe ist grundsätzlich von bekanntem Aufbau, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden.
  • Die Innenzahnradpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, das auf beliebige Weise mit dem Motor verbunden ist, das z.B. an das Motorgehäuse eines Verbrennungsmotores angeflanscht ist. Außenseitig ist das Pumpengehäuse durch einen Deckel 2 abgeschlossen. Zwischen dem Deckel 2 und dem Pumpengehäuse 1 befindet sich ein Außenrotor 3, der fest in dem Pumpengehäuse 1 angeordnet ist und ein Innenrotor 4. Der Innenrotor weist eine Außenverzahnung und der Außenrotor 3 eine Innenverzahnung auf. Zur Abdichtung zwischen einer Saugniere 5 und einer Druckniere 6 kann in bekannter Weise ein sichelförmiges Dichtteil 7 dienen. Funktion und Wirkungsweise des Dichtteiles 7 sind allgemein bekannt. Das Schmiermittel bzw. Öl wird über die Saugniere 5 als Zulauf in das Pumpengehäuse eingeleitet und über die Druckniere 6 als Ablauf herausgeführt. Selbstverständlich ist im Rahmen der Erfindung jedoch das Dichtteil 7 nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr ist auch eine Ausgestaltung der Innenzahnradpumpe möglich, bei der die Abdichtung von den Zähnen selbst übernommen wird.
  • Der Innenrotor 4 weist zwei sich gegenüberliegende nach innen ragende Stege 8 auf, die in Nuten 9 einer Innenbuchse 10 ragen. Die Innenbuchse 10 ist fest auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotores (nicht dargestellt) befestigt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist zwischen der Innenbuchse 10 und der inneren Umfangswand des Innenrotors 4 ein Spiel vorhanden, wodurch das Radialspiel der nicht dargestellten Kurbelwelle aufgefangen wird.
  • Axial sind Außenrotor 3 und Innenrotor 4 durch Stirnflächen in dem Pumpengehäuse und dem Deckel 2 geführt. Die radiale Führung übernimmt ein Ansatz 12 in dem Pumpengehäuse 1, der in eine Aussparung in Form einer ringförmigen Eindrehung 13 von einer Stirnseite des Innenrotors aus in den Innenrotor 4 eingebracht ist. Die Eindrehung 13 weist eine Außenschulter 14 auf, an der der Ansatz 12 mit seiner Außenseite anliegt. Der Innenrotor 4 ist praktisch auf dem ebenfalls ringförmigen Ansatz zentriert. Die Eindrehung 13 ist auf der Innenseite offen. Wie aus der Fig.1 ersichtlich ist, entsteht damit eine stufenförmige Eindrehung bzw. eine Sackbohrung, die ungefähr die halbe Breite des Innenrotores 4 ausmacht.
  • In der Figur 1 ist der ringförmige Ansatz 12 als eine gesonderte Buchse dargestellt, die in das Pumpengehäuse 1 eingepreßt oder auf sonst beliebige Weise verdrehfest mit dem Pumpengehäuse 1 verbunden ist. In der Figur 3 ist eine Ausgestaltung des Ansatzes 12 dargestellt, bei der dieser einstückig mit dem Pumpengehäuse 1 ist und als Vorsprung bzw. Nase 12A in die Eindrehung 13 hineinragt. Die übrigen Teile in der Figur 3 entsprechen den in der Figur 1 dargestellten Teilen. Lediglich die Innenbuchse 10 fehlt, denn in diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenrotor 4 direkt auf der nicht dargestellten Kurbelwelle befestigt, z.B. über eine Keilverzahnung oder dgl..
  • Bei dem Ausführungsbeispiel ragt der Ansatz 12 von dem Pumpengehäuse 1 aus in die Eindrehung 13 des Innenrotors 4. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß der Ansatz von dem Pumpendeckel 2 aus in eine Eindrehung 13 des Innenrotors 4 ragt, wobei diese in diesem Falle in die deckelseitige Stirnseite des Innenrotors 4 eingebracht ist.
  • Statt einer Eindrehung, die sich ringförmig über den gesamten Umfang des Innenrotors 4 erstreckt, können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch nur Eindrehungen in Segmentform vorhanden sein, in die entsprechende Ansatzteilstücke von dem Pumpengehäuse 1 ragen. Ebenso kann statt einer Eindrehung 12 in Stufenform, wobei keine Innenwand vorhanden ist, auch eine Ringnut vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Innenzahnradpumpe als Schmierölpumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einem Pumpengehäuse (1) mit einem Innenrotor (4) mit Außenverzahnung, der mit einem exzentrisch dazu angeordneten Außenrotor (3) mit Innenverzahnung kämmt, mit einem Zulauf und mit einem Ablauf, wobei die Antriebswelle des Verbrennungsmotores zur Drehmomentübertragung direkt oder über ein Verbindungsglied mit dem Innenrotor (4) verbunden und der Außenrotor (3) im Pumpengehäuse (1) geführt ist, und wobei zur radialen Führung des Innenrotores (4) zwischen dem Innenrotor und dem Pumpengehäuse (1) und/oder dem Pumpendeckel Führungsglieder vorhanden sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder nur durch ein oder mehrere Eindrehungen (13) in der Stirnseite des Innenrotors (4) unterhalb der Verzahnung und durch einen Ansatz (12) in dem Pumpengehäuse (1) oder dem Pumpendeckel (2) gebildet sind, wobei die Eindrehung (13) wenigstens eine äußere Umfangswand mit einer Anlageschulter (14) aufweist, an der der Ansatz (12) anliegt, durch die der Innenrotor (4) in seiner Lage zur Mittelachse zentriert und mit radialem Spiel zur Antriebswelle geführt ist.
  2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrehung (13) als Ringnut ausgebildet ist, in die der ringförmige Ansatz (12) ragt.
  3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung, die Ringnut oder Eindrehung (13) sich über die halbe Breite des Innenrotores (4) erstreckt.
  4. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet , daß der Ansatz (12) durch einen Vorsprung (12A) im Pumpengehäuse (1) gebildet ist, der von dem Pumpengehäuse aus in die Aussparung, Eindrehung oder Ringnut des Innenrotores (4) ragt.
  5. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz durch eine Buchse (12) gebildet ist, die in dem Pumpengehäuse (1) angeordnet ist.
  6. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (12) in das Pumpengehäuse (1) eingepreßt ist.
  7. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrotor (4) zur drehfesten Verbindung mit der Antriebswelle am inneren Umfang Drehmomentübertragungsglieder aufweist.
  8. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrotor (4) mit radialem Spiel drehfest auf einer Innenbuchse (10) angeordnet ist, die auf der Antriebswelle befestigt ist.
EP19870109020 1987-06-23 1987-06-23 Innenzahnradpumpe als Schmierölpumpe Expired - Lifetime EP0297147B1 (de)

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