EP0328745A2 - Internal gear machine - Google Patents

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EP0328745A2
EP0328745A2 EP88118905A EP88118905A EP0328745A2 EP 0328745 A2 EP0328745 A2 EP 0328745A2 EP 88118905 A EP88118905 A EP 88118905A EP 88118905 A EP88118905 A EP 88118905A EP 0328745 A2 EP0328745 A2 EP 0328745A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tooth
internal gear
ring gear
openings
machine according
Prior art date
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Granted
Application number
EP88118905A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP0328745B1 (en
EP0328745A3 (en
Inventor
Reinhard Ing.-Grad. Pippes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eckerle Rexroth GmbH and Co KG
Original Assignee
Otto Eckerle GmbH and Co KG
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
Application filed by Otto Eckerle GmbH and Co KG filed Critical Otto Eckerle GmbH and Co KG
Publication of EP0328745A2 publication Critical patent/EP0328745A2/en
Publication of EP0328745A3 publication Critical patent/EP0328745A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0328745B1 publication Critical patent/EP0328745B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084—Toothed wheels
    • 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 machine, in particular an internal gear pump, with the features according to the preamble of patent claim 1.
  • the liquid in the pressure chamber is displaced from the tooth gaps of the two wheels by the increasing tooth engagement between the pinion and the ring gear and is thereby conveyed to the outlet.
  • This displacement process forces the liquid to flow axially and radially past the teeth entering the tooth gaps.
  • the gap between the teeth available for this purpose is already relatively small at the beginning of the tooth engagement, so that even before the flank contact there is a relatively large flow resistance, which increases even further when this gap further decreases and ultimately increases as the tooth engagement increases decreases the value zero. This high flow resistance manifests itself as a power loss.
  • Gear machines are known in which this power loss is reduced in that the ring gear has radial openings which connect the outer circumference of the ring gear to the inside thereof in the region of the tooth gaps and through which the delivery medium is conveyed to the outlet. Because of the breakthroughs that can Pumped medium, when the gaps between the teeth become smaller, also leave the tooth gap in the direction of the breakthroughs, so that no squeezing liquid can arise, especially shortly before full tooth engagement. A further improvement in this direction results in a known gear machine of the type specified at the outset (US Pat. No.
  • the invention is therefore based on the object of providing an internal gear machine of the type specified which, without a significant reduction in the strength of the ring gear, enables a further reduction in the losses caused by the gap flow described.
  • the tooth head there are no openings through the teeth of the ring gear to the tooth head, but the remaining openings opening into the tooth gaps are moved into the non-load-bearing tooth flank in such a way that they create a connection between the tooth head and the tooth base.
  • the medium located between the tooth tips of the hollow wheel and the tooth feet of the pinion with less flow resistance can reach the area of the non-load-bearing tooth flank and break through there. Since the breakthrough leads through the ring gear to the outlet, there is no loss of delivery volume.
  • the tooth head is withdrawn relative to its circumferential surface which determines the tip circle diameter over the height of the tooth-head edge of each opening.
  • This local retraction of the tooth head on the one hand increases the inflow space for the liquid to the opening. This is particularly the case if the tooth tip is withdrawn in the mentioned area over the entire width of the tooth, because this means that a larger flow cross-section is also available for the fluid located axially away from the opening to promote the opening.
  • the retraction of the tooth head in the part in which the opening cuts through the tooth surface on the peripheral surface of the teeth prevents the resulting edge from removing the lubricating film of the tooth heads from the filler piece or from even having a milling effect on the filler piece. In both cases, a sustainable malfunction of the internal gear machine would occur soon.
  • the tooth tip can be withdrawn in the part of the opening mentioned either as a flat chamfer or in the form of a concave groove, but advantageously also in the form of a combination of the two.
  • the lubrication film formation on the filler is promoted in the region of the chamfer and in the transition between this and the flat peripheral surface of the tooth head, while the subsequent groove forms the flow cross-section for the amount of liquid that adheres to the Tooth ends located and must be promoted for breakthrough.
  • a single opening per tooth gap with a correspondingly larger cross section is more favorable.
  • the breakthroughs can be as simple holes, d. H. with a circular cross-sectional border.
  • a cross-sectional configuration of the openings is advantageous, according to which the cross-section, at least on the side of the opening penetrating the tooth flank, is straight and limited parallel to the flank line of the corresponding tooth. Because this also creates a straight line of intersection with the tooth flank in the area of the tooth head, which runs parallel to the tooth direction (flank line).
  • the height of the tip relief described above can be kept to a minimum
  • the flow cross section of the opening is larger, especially in the area of the tooth flank. This also shortens the flow path between the tooth ends and the opening.
  • the invention therefore proposes to construct the ring gear from two separate parts, the parting or connecting plane of which lies in the area of the openings.
  • the ring gear is expediently divided exactly in the plane of symmetry. This measure makes it possible to produce the two ring gear parts by sintering or by extrusion, the parts forming the openings can be molded directly. But even when the recesses forming the openings are machined, the separation gives an advantage because the side faces of the ring gear are much more easily accessible.
  • an internally toothed ring gear meshes with an externally toothed pinion 2.
  • the pressure chamber 4 is separated from the suction chamber 5 of the internal gear pump by a filler piece 3.
  • the filler 3 is supported on a rotatably mounted filler pin 6.
  • the ring gear 1 is mounted directly in a pot-shaped housing 7 and has radial openings 8, through which the pumped medium from the pressure chamber 4 can flow to the outlet, not shown.
  • the pot housing 7 is closed by a bearing cover 9.
  • two openings 8 arranged next to one another are provided for each tooth gap. 2 that in the area of the pressure chamber 4 the teeth 12 of the pinion 2 increasingly enter the tooth spaces 13 between the teeth 11 and in this way displace the liquid in the tooth spaces 13 therefrom.
  • the openings 8 are arranged asymmetrically to the radial center plane of the tooth gaps 13 such that they penetrate the tooth flank 14 of the teeth 11 of the ring gear 1 rearward in the direction of rotation of the gear wheels 1, 2.
  • the diameter of the openings 8 is selected such that they grip the tooth base of both the load-bearing and the non-load-bearing flank of the teeth 11 and the tooth head in the region of the non-load-bearing flank 14.
  • the embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs therefrom by a different cross-sectional shape of the openings 8 '. 4, the openings 8 'taper in their cross-section from the inside to the outside and, especially in the region of the non-load-bearing tooth flank 14, have a rectilinear limitation of their cross-section which runs parallel to the flank line of the teeth. This results in a correspondingly straight line of intersection 18 with the tooth head, which is aligned with the edge formed at the transition between the chamfer 16 and the groove 17.
  • the ring gear 1 ' is divided in its central plane, which is also the plane of symmetry of the openings 8', in order to make it easier to manufacture the described shape of the openings 8 ', as explained at the beginning .
  • the two halves of the ring gear 1 ' are by means only indicated, e.g. connected by a screw connection 19 made at several circumferential points through the teeth.
  • FIG. 1 shows the openings 8 are not aligned with their longitudinal axis radially to the center of the ring gear 1, but inclined to the corresponding radius at an acute angle.
  • the mouth of the openings 8 on the peripheral surface of the ring gear 1 is offset against the direction of rotation of the ring gear 1 with respect to the mouth on the tooth side.
  • the reason for this position of the breakthroughs 8 is the possibility offered thereby to keep the diameter of the breakthroughs larger and thus the flow resistance smaller.

Abstract

Eine Innenzahnradmaschine, insbesondere Innenzahnradpumpe, mit einem innenverzahnten Hohlrad (1), einem damit in Eingriff stehenden außenverzahnten Ritzel (2) und einem zwischen Hohlrad (1) und Ritzel (2) angeordneten Füllstück. Das Hohlrad (1) weist Durchbrüche (8) auf, die den Außenumfang des Hohlrades mit dessen Innenseite im Bereich der Zahnlücken (13) verbinden. Diese Durchbrüche (8') sind jeweils soweit in die die Zahnlücke (13) auf einer Seite begrenzende nichttragende Zahnflanke (14) hineinversetzt, daß sie zugleich eine Verbindung zwischen deren Zahnfuß und dem Zahnkopf herstellen.An internal gear machine, in particular an internal gear pump, with an internally toothed ring gear (1), an externally toothed pinion (2) in engagement therewith and a filler arranged between the ring gear (1) and pinion (2). The ring gear (1) has openings (8) which connect the outer circumference of the ring gear with its inside in the region of the tooth gaps (13). These breakthroughs (8 ') are each so far into the non-load-bearing tooth flank (14) delimiting the tooth gap (13) on one side that they simultaneously establish a connection between their tooth base and the tooth head.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine, insbe­sondere eine Innenzahnradpumpe, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an internal gear machine, in particular an internal gear pump, with the features according to the preamble of patent claim 1.

Beim Pumpvorgang einer Innenzahnradpumpe wird die im Druck­raum befindliche Flüssigkeit durch den zunehmenden Zahn­eingriff zwischen Ritzel und Hohlrad aus den Zahnlücken der beiden Räder verdrängt und dadurch zum Auslaß ge­fördert. Durch diesen Verdrängungsvorgang wird die Flüssig­keit gezwungen, an den in die Zahnlücken eintretenden Zähnen vorbei axial und radial abzufließen. Der hierfür zur Verfügung stehende Spalt zwischen den Zähnen ist je­doch schon zu Beginn des Zahneingriffes verhältnismässig klein, so daß schon weit vor der Flankenberührung ein verhältnismässig grosser Strömungswiderstand besteht, der noch weiter steigt, wenn dieser Spalt mit weiter zu­nehmendem Zahneingriff sich weiter verkleinert und letztlich auf den Wert Null abnimmt. Dieser hohe Strömungs­widerstand äußert sich als Verlustleistung.During the pumping process of an internal gear pump, the liquid in the pressure chamber is displaced from the tooth gaps of the two wheels by the increasing tooth engagement between the pinion and the ring gear and is thereby conveyed to the outlet. This displacement process forces the liquid to flow axially and radially past the teeth entering the tooth gaps. However, the gap between the teeth available for this purpose is already relatively small at the beginning of the tooth engagement, so that even before the flank contact there is a relatively large flow resistance, which increases even further when this gap further decreases and ultimately increases as the tooth engagement increases decreases the value zero. This high flow resistance manifests itself as a power loss.

Es sind Zahnradmaschinen bekannt, bei denen diese Verlust­leistung dadurch verringert ist, daß das Hohlrad radiale Durchbrüche aufweist, die den Außenumfang des Hohlrades mit dessen Innenseite im Bereich der Zahnlücken verbinden und durch die hindurch das Fördermedium zum Auslaß ge­fördert wird. Denn aufgrund der Durchbrüche kann das Fördermedium, wenn die Spalte zwischen den Zähnen kleiner werden, die Zahnlücke auch in Richtung der Durchbrüche verlassen, so daß vor allem kurz vor dem vollen Zahn­eingriff keine Quetschflüssigkeit entstehen kann. Eine weitere Verbesserung in dieser Richtung ergibt sich bei einer bekannten Zahnradmaschine der eingangs ange­gebenen Art (US-PS 17 39 139), bei der zusätzlich zu den Durchbrüchen, die den Außenumfang des Hohlrades mit dessen Zahnlücken verbinden, weitere Durchbrüche vorge­sehen sind, die vom Außenumfang des Hohlrades durch dessen Zähne hindurch zum Zahnkopf führen und genau dort münden. Denn hierdurch wird auch zwischen den Zahn­köpfen des Hohlrades und den Zahnlücken des Ritzels vorhandene Quetschflüssigkeit in der gleichen Weise zum Druckraum abgefördert. Bei dieser bekannten Zahnrad­maschine können aber die Durchbrüche nur verhältnis­mässig klein ausgebildet werden und weisen deshalb einen engen Strömungsquerschnitt auf, weil andernfalls die Festigkeit des Hohlrades durch die zwangsläufig in enger Folge aneinander anschließenden Durchbrüche zu sehr beeinträchtigt werden würde. Aus diesem Grund bilden vor allem die in den Zahnköpfen des Hohlrades mündenden Durchbrüche selbst nach wie vor sehr enge Strömungs­kanäle, die der zu verdrängenden Flüssigkeit einen nicht unbeträchtlichen Strömungswiderstand entgegensetzen. Die Verringerung des Leistungsverlustes durch den hohen Strömungswiderstand des verdrängten Fördermediums hält sich daher bei dieser bekannten Zahnradmaschine in engen Grenzen.Gear machines are known in which this power loss is reduced in that the ring gear has radial openings which connect the outer circumference of the ring gear to the inside thereof in the region of the tooth gaps and through which the delivery medium is conveyed to the outlet. Because of the breakthroughs that can Pumped medium, when the gaps between the teeth become smaller, also leave the tooth gap in the direction of the breakthroughs, so that no squeezing liquid can arise, especially shortly before full tooth engagement. A further improvement in this direction results in a known gear machine of the type specified at the outset (US Pat. No. 1,739,139), in which, in addition to the openings which connect the outer circumference of the ring gear with its tooth spaces, further openings are provided which are provided on the outer circumference of the ring gear through its teeth to the tooth head and open there. Because in this way, any squeezing liquid present between the tooth tips of the ring gear and the tooth gaps of the pinion is conveyed to the pressure chamber in the same way. In this known gear machine, however, the openings can only be made relatively small and therefore have a narrow flow cross-section, because otherwise the strength of the ring gear would be impaired too much by the openings which inevitably follow one another in close succession. For this reason, the openings which open into the tooth tips of the ring gear themselves still form very narrow flow channels which oppose a not inconsiderable flow resistance to the liquid to be displaced. The reduction in power loss due to the high flow resistance of the displaced medium is therefore kept within narrow limits in this known gear machine.

Es ist weiterhin von einer Außenzahnradpumpe bereits bekannt, zur Abführung von Quetschflüssigkeit radiale Durchbrüche in einem der beiden miteinander kämmenden, außenverzahnten Zahnräder vorzusehen, die so in die Zahnflanke hineinversetzt sind, daß sie sowohl den Kopfkreis als auch den Fußkreis der Zähne anschneiden und damit den Zahnkopfbereich und den Zahnfußbereich mit der Achslagerbohrung des Zahnrades verbinden (DE-OS 18 02 984). Hierdurch wird zwar Quetschflüssigkeit und die damit ver­bundene verlusterzeugende Drucksteigerung am Ende des Ein­griffsvorganges vermieden, jedoch stellt der zur Lager­bohrung des Zahnrades hin abgeförderte Teil des Förder­mediums einen nicht unbeträchtlichen Verlust an Förder­volumen dar.It is also known from an external gear pump to provide radial openings in one of the two intermeshing, externally toothed gears for removing squeezing liquid, which are offset in the tooth flank so that they both Cut the tip circle as well as the base circle of the teeth and thus connect the tooth tip area and the tooth base area with the axle bearing bore of the gear (DE-OS 18 02 984). In this way, squeezing liquid and the associated loss-generating pressure increase at the end of the engagement process are avoided, but the part of the conveyed medium that is conveyed toward the bearing bore of the gear wheel represents a not inconsiderable loss in conveying volume.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund, eine Innen­zahnradmaschine der angegebenen Art zu schaffen, die ohne eine ins Gewicht fallende Festigkeitsverminderung des Hohlrades eine weitere Verringerung der durch die ge­schilderte Spaltströmung entstehenden Verluste ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing an internal gear machine of the type specified which, without a significant reduction in the strength of the ring gear, enables a further reduction in the losses caused by the gap flow described.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die Ausgestaltung gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.According to the invention, this is achieved by the configuration according to the characterizing part of patent claim 1.

Nach der Erfindung kommen somit getrennt durch die Zähne des Hohlrades hindurch zu dem Zahnkopf verlaufende Durch­brüche in Wegfall, jedoch werden die in den Zahnlücken mündenden verbleibenden Durchbrüche so in die nicht­tragende Zahnflanke hineinversetzt, daß sie eine Verbindung zwischen Zahnkopf und Zahnfuß herstellen. Durch die Ver­ringerung der Anzahl der Durchbrüche auf die Hälfte können diese im Querschnitt vergrössert werden, ohne die Festig­keit des Hohlrades zu beeinträchtigen. Zugleich kann auch das zwischen den Zahnköpfen des Hohl rades und den Zahn­füssen des Ritzels befindliche Medium mit geringerem Strömungswiderstand in den Bereich der nichttragenden Zahnflanke und dort zum Durchbruch gelangen. Da der Durch­bruch durch das Hohlrad hindurch zum Auslaß führt, ent­steht keinerlei Verlust an Fördervolumen.According to the invention, there are no openings through the teeth of the ring gear to the tooth head, but the remaining openings opening into the tooth gaps are moved into the non-load-bearing tooth flank in such a way that they create a connection between the tooth head and the tooth base. By reducing the number of breakthroughs by half, these can be enlarged in cross-section without impairing the strength of the ring gear. At the same time, the medium located between the tooth tips of the hollow wheel and the tooth feet of the pinion with less flow resistance can reach the area of the non-load-bearing tooth flank and break through there. Since the breakthrough leads through the ring gear to the outlet, there is no loss of delivery volume.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungs­gedankens ist vorgesehen, daß über die Höhe des zahnkopf­seitigen Randes jedes Durchbruches der Zahnkopf gegenüber seiner den Kopfkreisdurchmesser bestimmenden Umfangsfläche zurückgenommen ist. Durch dieses örtliche Zurücknehmen des Zahnkopfes wird einerseits der Zuströmraum für die Flüssigkeit zu dem Durchbruch vergrössert. Dies ist insbesondere gegeben, wenn die Zurücknahme des Zahnkopfes in dem genannten Bereich sich über die ganze Zahnbreite erstreckt, weil hierdurch auch für die axial von dem Durchbruch entfernt befindliche Flüssigkeit ein grösserer Strömungsquerschnitt zur Heranförderung an den Durch­bruch zur Verfügung steht. Darüber hinaus verhindert die Zurücknahme des Zahnkopfes in dem Teil, in welchem der Durchbruch die zahnkopfseitige Umfangsfläche der Zähne anschneidet, daß die so entstehende Kante den Schmier­film der Zahnköpfe am Füllstück beseitigt oder gar eine Fräswirkung am Füllstück entfaltet. In beiden Fällen würde alsbald eine nachhaltige Funktionsstörung der Innenzahnradmaschine eintreten.According to an advantageous development of the concept of the invention, it is provided that the tooth head is withdrawn relative to its circumferential surface which determines the tip circle diameter over the height of the tooth-head edge of each opening. This local retraction of the tooth head on the one hand increases the inflow space for the liquid to the opening. This is particularly the case if the tooth tip is withdrawn in the mentioned area over the entire width of the tooth, because this means that a larger flow cross-section is also available for the fluid located axially away from the opening to promote the opening. In addition, the retraction of the tooth head in the part in which the opening cuts through the tooth surface on the peripheral surface of the teeth prevents the resulting edge from removing the lubricating film of the tooth heads from the filler piece or from even having a milling effect on the filler piece. In both cases, a sustainable malfunction of the internal gear machine would occur soon.

Die Zurücknahme des Zahnkopfes in dem genannten Teil des Durchbruches kann entweder als eine ebene Anfasung oder in Gestalt einer konkaven Auskehlung vorgenommen werden, mit Vorteil jedoch auch in Form einer Kombination von beidem. In letzterem Fall ist es zweckmässig, die An­fasung über einen von der Umfangsfläche des Zahnes ausgehenden Teil der Höhe des zahnkopfseitigen Durch­bruchrandes vorzusehen und die Auskehlung unmittelbar daran anschließen zu lassen. Hierdurch wird im Bereich der Anfasung und im Übergang zwischen dieser und der ebenen Umfangsfläche des Zahnkopfes die Schmierfilm­bildung am Füllstück gefördert, während die daran an­schließende Auskehlung den Strömungsquerschnitt für diejenige Flüssigkeitsmenge bildet, die sich an den Zahnenden befindet und zum Durchbruch gefördert werden muß.The tooth tip can be withdrawn in the part of the opening mentioned either as a flat chamfer or in the form of a concave groove, but advantageously also in the form of a combination of the two. In the latter case, it is expedient to provide the chamfering over a part of the height of the opening edge on the tooth head side starting from the peripheral surface of the tooth and to have the groove connected directly to it. As a result, the lubrication film formation on the filler is promoted in the region of the chamfer and in the transition between this and the flat peripheral surface of the tooth head, while the subsequent groove forms the flow cross-section for the amount of liquid that adheres to the Tooth ends located and must be promoted for breakthrough.

Obwohl daran gedacht werden kann, in jeder Zahnlücke zwei axial nebeneinander liegende Durchbrüche vorzusehen, ist ein einziger Durchbruch je Zahnlücke mit entsprechend grösserem Querschnitt günstiger. Die Durchbrüche können als einfache Bohrungen, d. h. mit kreisförmiger Querschnitts­berandung, ausgebildet sein. Von Vorteil ist jedoch eine Querschnittsgestaltung der Durchbrüche, gemäß der zumindest auf der in die Zahnflanke eindringenden Seite des Durchbruches dessen Querschnitt gerade und parallel zur Flankenlinie des entsprechenden Zahnes begrenzt ist. Denn hierdurch entsteht als Schnittrand mit der Zahn­flanke im Bereich des Zahnkopfes ebenfalls eine gerade Verschneidungslinie, die parallel zur Zahnrichtung (Flankenlinie) verläuft. Hierdurch kann einerseits die Höhe der vorstehend geschilderten Kopfrücknahme minimal gehalten werden, andererseits ist der Strömungsquer­schnitt des Durchbruches gerade in dem Bereich der Zahnflanke grösser. Auch wird hierdurch der Strömungs­weg zwischen den Zahnenden und dem Durchbruch verkürzt.Although it can be considered to provide two axially adjacent openings in each tooth gap, a single opening per tooth gap with a correspondingly larger cross section is more favorable. The breakthroughs can be as simple holes, d. H. with a circular cross-sectional border. However, a cross-sectional configuration of the openings is advantageous, according to which the cross-section, at least on the side of the opening penetrating the tooth flank, is straight and limited parallel to the flank line of the corresponding tooth. Because this also creates a straight line of intersection with the tooth flank in the area of the tooth head, which runs parallel to the tooth direction (flank line). In this way, on the one hand, the height of the tip relief described above can be kept to a minimum, on the other hand, the flow cross section of the opening is larger, especially in the area of the tooth flank. This also shortens the flow path between the tooth ends and the opening.

Im Fall der Ausbildung der Durchbrüche mit dem soeben geschilderten, zumindest einseitig geradlinig begrenzten Querschnitt ist es allerdings schwierig, derartige Durchbrüche durch spanabhebende Bohrarbeit an einem bereits verzahnten Hohlrad herzustellen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung schlägt die Erfindung deshalb hierzu vor, das Hohlrad aus zwei getrennten Teilen auf­zubauen, deren Trenn- bzw. Verbindungsebene im Bereich der Durchbrüche liegt. Zweckmässigerweise ist das Hohlrad genau in der Symmetrieebene geteilt. Durch diese Maßnahme ergibt sich die Möglichkeit, die beiden Hohlradteile durch Sintern oder durch Fließpressen herzustellen, wobei die die Durchbrüche bildenden Teile direkt angeformt sein können. Aber auch bei spanabhebender Herstellung der die Durchbrüche bildenden Ausnehmungen ergibt die Trennung einen Vorteil, weil die Seitenflächen des Hohl­rades viel leichter zugänglich sind.In the case of the formation of the breakthroughs with the cross-section just described, which is at least unilaterally limited, it is difficult to produce such breakthroughs by machining drilling work on an already toothed ring gear. According to an advantageous development, the invention therefore proposes to construct the ring gear from two separate parts, the parting or connecting plane of which lies in the area of the openings. The ring gear is expediently divided exactly in the plane of symmetry. This measure makes it possible to produce the two ring gear parts by sintering or by extrusion, the parts forming the openings can be molded directly. But even when the recesses forming the openings are machined, the separation gives an advantage because the side faces of the ring gear are much more easily accessible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Innenzahnradpumpe, in welchem die das Hohlrad umgebenden Gehäuseteile nur angedeutet sind;
  • Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilquerschnitt in vergrössertem Maßstab, der den Zahneingriff zwischen Ritzel und Hohlrad im Druckraum zeigt;
  • Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
  • Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine in der Mittelebene geteilte Ausführungsform eines Hohlrades;
  • Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Zahnes des in Fig. 4 gezeigten Hohlrades, und
  • Fig. 6 eine vergrösserte Darstellung der Zahnlücke zwischen zwei Zähnen, aus der Lage und Richtung des dazwischen befindlichen Durchbruches hervorgehen.
Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The drawings show:
  • Figure 1 shows a cross section through an internal gear pump according to the invention, in which the housing parts surrounding the ring gear are only indicated.
  • FIG. 2 shows a partial cross section corresponding to FIG. 1 on an enlarged scale, which shows the tooth engagement between pinion and ring gear in the pressure chamber;
  • 3 shows a section along the line III-III in Fig. 2.
  • 4 shows an axial section through an embodiment of a ring gear divided in the central plane;
  • Fig. 5 is a perspective view of a tooth of the ring gear shown in Fig. 4, and
  • Fig. 6 is an enlarged view of the tooth gap between two teeth, from the position and direction of the opening located therebetween.

Gemäß Fig. 1 kämmt ein innenverzahntes Hohlrad mit einem außenverzahnten Ritzel 2. Durch ein Füllstück 3 ist der Druckraum 4 von dem Saugraum 5 der Innenzahnradpumpe getrennt. Das Füllstück 3 stützt sich auf einem drehbar gelagerten Füllstückstift 6 ab. Das Hohlrad 1 ist unmittelbar in einem topfförmigen Gehäuse 7 gelagert und weist radiale Durch­brüche 8 auf, durch die hindurch das Fördermedium aus dem Druckraum 4 zu dem nicht gezeigten Auslaß strömen kann. Das Topfgehäuse 7 ist durch einen Lagerdeckel 9 verschlossen. Mit Ausnahme der besonderen Form und Anordnung der Durchbrüche 8 sind Aufbau und Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Innen­zahnradpumpe bekannt und bedürfen an dieser Stelle keiner näheren Erläuterung.According to FIG. 1, an internally toothed ring gear meshes with an externally toothed pinion 2. The pressure chamber 4 is separated from the suction chamber 5 of the internal gear pump by a filler piece 3. The filler 3 is supported on a rotatably mounted filler pin 6. The ring gear 1 is mounted directly in a pot-shaped housing 7 and has radial openings 8, through which the pumped medium from the pressure chamber 4 can flow to the outlet, not shown. The pot housing 7 is closed by a bearing cover 9. With the exception of the special shape and arrangement of the openings 8, the structure and mode of operation of the internal gear pump shown in FIG. 1 are known and do not require any further explanation at this point.

Gemäß Fig. 3 sind je Zahnlücke zwei nebeneinander ange­ordnete Durchbrüche 8 vorhanden. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 ist erkennbar, daß im Bereich des Druckraumes 4 die Zähne 12 des Ritzels 2 in zunehmendem Maße in die Zahnlücken 13 zwischen den Zähnen 11 eintreten und auf diese Weise die in den Zahnlücken 13 befindliche Flüssig­keit daraus verdrängen. Die Durchbrüche 8 sind asymmetrisch zu der radialen Mittelebene der Zahnlücken 13 angeordnet derart, daß sie die in Drehrichtung der Zahnräder 1, 2 rückwärtige, d.h. nichttragende Zahnflanke 14 der Zähne 11 des Hohlrades 1 durchsetzen. Der Durchmesser der Durch­brüche 8 ist in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­spiel dabei so gewählt, daß diese den Zahnfuß sowohl der tragenden als auch der nichttragenden Flanke der Zähne 11 und den Zahnkopf im Bereich der nichttragenden Flanke 14 erfassen. Der Teil des Zahnkopfes 15, der von dem Rand des Durchbruches 8 durchsetzt ist, ist in einer sich be­sonders deutlich aus Fig. 5 ergebenden Weise zurückge­nommen. Demnach schließt sich zu beiden Seiten der inneren Umfangsfläche 15 des Zahnkopfes je eine über die ganze Zahnbreite verlaufende Anfasung 16 an, auf die wiederum eine in ihrer Höhe grösser als die Anfasung 16 gewählte Auskehlung 17 folgt, die ebenfalls sich über die ganze Zahnbreite erstreckt. Im Verlauf des Eintretens der Zähne 12 in die Zahnlücken 13 des Hohlrades 1 kann somit die aus den Zahnlücken 13 verdrängte Flüssigkeit in die Durch­brüche 8 geschoben werden. Dabei dienen im letzten Stadium des Eingriffes, in welchem der zahnfußseitige Raum zwischen den Zähnen 12 des Ritzels durch den Kopf der Zähne 11 des Hohlrades weitgehend abgeschlossen ist (s. Fig. 2) die Anfasung 16, vor allem aber die Auskehlung 17 als Strömungs­querschnitt für die seitlich außerhalb der Durchbrüche vorhandenen Flüssigkeitsmengen in Richtung auf die Durch­brüche 8, wie dies einleitend geschildert ist.According to FIG. 3, two openings 8 arranged next to one another are provided for each tooth gap. 2 that in the area of the pressure chamber 4 the teeth 12 of the pinion 2 increasingly enter the tooth spaces 13 between the teeth 11 and in this way displace the liquid in the tooth spaces 13 therefrom. The openings 8 are arranged asymmetrically to the radial center plane of the tooth gaps 13 such that they penetrate the tooth flank 14 of the teeth 11 of the ring gear 1 rearward in the direction of rotation of the gear wheels 1, 2. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the diameter of the openings 8 is selected such that they grip the tooth base of both the load-bearing and the non-load-bearing flank of the teeth 11 and the tooth head in the region of the non-load-bearing flank 14. The part of the tooth head 15 which is penetrated by the edge of the opening 8 is withdrawn in a manner which is particularly clear from FIG. 5. Accordingly, on both sides of the inner peripheral surface 15 of the tooth head there is a chamfer 16 extending over the entire tooth width, which in turn is followed by a groove 17 which is greater in height than the chamfer 16 and also extends over the entire tooth width. In the course of the teeth 12 entering the tooth gaps 13 of the ring gear 1, the liquid displaced from the tooth gaps 13 can thus be pushed into the openings 8. Serve in the last stage of the procedure, in which the tooth-foot space between the teeth 12 of the pinion are largely completed by the head of the teeth 11 of the ring gear (see FIG. 2), the chamfer 16, but above all the groove 17 as a flow cross section for the liquid quantities present laterally outside the openings in the direction of the openings 8, as described in the introduction.

Während bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 die Durchbrüche 8 als einfache Bohrungen gestaltet sind, unter­scheidet sich die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 davon durch eine andere Querschnittsform der Durchbrüche 8′. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, verjüngen sich die Durchbrüche 8′ in ihrem Querschnitt von innen nach außen und weisen vor allem im Bereich der nichttragenden Zahnflanke 14 eine geradlinige Begrenzung ihres Quer­schnittes auf, die parallel zur Flankenlinie der Zähne verläuft. Hierdurch ergibt sich eine entsprechend gerad­linige Verschneidungslinie 18 mit dem Zahnkopf, die mit der am Übergang zwischen der Anfasung 16 und der Aus­kehlung 17 gebildeten Kante fluchtet. Bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 ist das Hohlrad 1′ in seiner Mittel­ebene, die zugleich die Symmetrieebene der Durchbrüche 8′ ist, geteilt, um hierdurch die geschilderte Form der Durchbrüche 8′ leichter herstellen zu können, wie dies eingangs erläutert ist. Die beiden Hälften des Hohlrades 1′ sind durch nur angedeutete Mittel, z.B. durch eine an mehreren Umfangsstellen vorgenommene Verschraubung 19 durch die Zähne hindurch miteinander verbunden.While in the embodiment according to FIGS. 2 and 3 the openings 8 are designed as simple bores, the embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs therefrom by a different cross-sectional shape of the openings 8 '. 4, the openings 8 'taper in their cross-section from the inside to the outside and, especially in the region of the non-load-bearing tooth flank 14, have a rectilinear limitation of their cross-section which runs parallel to the flank line of the teeth. This results in a correspondingly straight line of intersection 18 with the tooth head, which is aligned with the edge formed at the transition between the chamfer 16 and the groove 17. 4 and 5, the ring gear 1 'is divided in its central plane, which is also the plane of symmetry of the openings 8', in order to make it easier to manufacture the described shape of the openings 8 ', as explained at the beginning . The two halves of the ring gear 1 'are by means only indicated, e.g. connected by a screw connection 19 made at several circumferential points through the teeth.

Im Rahmen der Erfindung können Abweichungen von den vor­stehend geschilderten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden. So ist beispielsweise eine symmetrische Anordnung der Durchbrüche bezüglich der Mittelebene des Hohlrades zwar von Vorteil, jedoch nicht zwingend. Auch ist eine doppelte Anfasung der Zahnköpfe des Hohlrades nicht un­ bedingt erforderlich, da es zur besseren Schmierfilmbildung am Füllstück ausreicht, nur die nichttragende Flanke mit einer Anfasung zu versehen. Weiterhin versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die in Fig. 1 dargestellte Aus­führung einer Innenzahnradpumpe mit geteiltem Füllstück und unmittelbarer Lagerung des Hohlrades im Gehäuse be­schränkt ist, sondern auch auf davon abweichende Kon­struktionen angewendet werden kann.Within the scope of the invention, deviations from the exemplary embodiments described above can be made. For example, a symmetrical arrangement of the openings with respect to the center plane of the ring gear is advantageous, but not essential. A double chamfering of the tooth heads of the ring gear is also not un conditionally necessary, since it is sufficient for better formation of lubricant film on the filler piece to provide only the non-supporting flank with a chamfer. Furthermore, it goes without saying that the invention is not limited to the embodiment of an internal gear pump shown in FIG. 1 with a divided filler and immediate mounting of the ring gear in the housing, but can also be applied to constructions deviating therefrom.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Durchbrüche 8 mit ihrer Längsachse nicht radial zum Mittelpunkt des Hohl­rades 1 ausgerichtet sind, sondern zu dem entsprechenden Radius unter einem spitzen Winkel geneigt verlaufen. Die Mündung der Durchbrüche 8 auf der Umfangsfläche des Hohlrades 1 ist dabei entgegen der Drehrichtung des Hohl­rades 1 gegenüber der Mündung auf der Zahnseite versetzt. Der Grund für diese Lage der Durchbrüche 8 besteht in der dadurch gebotenen Möglichkeit, den Durchmesser der Durchbrüche grösser und damit den Strömungswiderstand kleiner zu halten. Die Fig. 6, die diese Verhältnisse in vergrössertem Maßstab deutlicher darstellt, zeigt das Durchmesserverhältnis in Bezug auf einen gestrichelt eingezeichneten Durchbruch, dessen Längsachse exakt radial zum Mittelpunkt des Hohlrades 1 verläuft.From Fig. 1 it can be seen that the openings 8 are not aligned with their longitudinal axis radially to the center of the ring gear 1, but inclined to the corresponding radius at an acute angle. The mouth of the openings 8 on the peripheral surface of the ring gear 1 is offset against the direction of rotation of the ring gear 1 with respect to the mouth on the tooth side. The reason for this position of the breakthroughs 8 is the possibility offered thereby to keep the diameter of the breakthroughs larger and thus the flow resistance smaller. FIG. 6, which shows these relationships more clearly on an enlarged scale, shows the diameter ratio in relation to an opening shown in dashed lines, the longitudinal axis of which extends exactly radially to the center of the ring gear 1.

Claims (9)

1. Innenzahnradmaschine, insbesondere Innenzahnradpumpe, mit einem innenverzahnten Hohlrad (1, 1′), einem damit in Eingriff stehenden außenverzahnten Ritzel (2) und einem zwischen Hohlrad und Ritzel angeordneten Füll­stück (3), wobei das Hohlrad weitgehend radiale Durch­brüche (8, 8′) aufweist, die den Außenumfang des Hohl­rades mit dessen Innenseite im Bereich der Zahnlücken (13) und der Zahnköpfe verbinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in den Zahnlücken (13) mündenden Durchbrüche (8, 8)′ jeweils soweit in die die Zahnlücke auf einer Seite begrenzende, nichttragende Zahnflanke (14) hineinversetzt sind, daß sie zugleich eine Verbindung zwischen deren Zahnfuß und dem Zahnkopf herstellen.1. Internal gear machine, in particular internal gear pump, with an internally toothed ring gear (1, 1 '), an outer toothed pinion (2) in engagement therewith and a filler (3) arranged between the ring gear and pinion, the ring gear having largely radial openings (8, 8 ') Which connect the outer circumference of the ring gear with its inside in the region of the tooth gaps (13) and the tooth heads,
characterized,
that the openings in the tooth gaps (13) (8, 8) 'are each so far in the tooth gap on one side delimiting, non-load-bearing tooth flank (14) that they also create a connection between the tooth base and the tooth head. 2. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß über die Höhe des zahn­kopfseitigen Randes jedes Durchbruches (8, 8′) der Zahnkopf gegenüber seiner den Kopfkreisdurchmesser bestimmenden Umfangsfläche (15) zurückgenommen ist.2. Internal gear machine according to claim 1,
characterized in that over the height of the tooth-head edge of each opening (8, 8 ') the tooth head is withdrawn relative to its circumferential surface (15) which determines the tip circle diameter. 3. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkopf über die ganze Zahnbreite in Gestalt einer Anfasung (16) zurückgenommen ist.3. internal gear machine according to claim 2,
characterized in that the tooth head is withdrawn over the entire tooth width in the form of a chamfer (16). 4. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkopf über die Zahn­breite in Gestalt einer Auskehlung (17) zurückgenommen ist.4. Internal gear machine according to claim 2 or 3,
characterized in that the tooth head is withdrawn over the tooth width in the form of a groove (17). 5. Innenzahnradmaschine nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anfasung (16) sich über einen von der Umfangsfläche (15) des Zahnes (11) aus­gehenden Teil der Höhe des zahnkopfseitigen Randes des Durchbruches (8, 8′) erstreckt und sich die Auskehlung (17) daran anschließt.5. internal gear machine according to claims 3 and 4,
characterized in that the chamfer (16) extends over a part of the height of the tooth-end edge of the opening (8, 8 ') extending from the peripheral surface (15) of the tooth (11) and the groove (17) adjoins it. 6. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Durch­bruches (8′) zumindest auf seiner in die Zahnflanke (14) eindringenden Seite geradlinig begrenzt ist und die gerade Seite parallel zur Flankenlinie verläuft.6. internal gear machine according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the cross section of the opening (8 ') is delimited in a straight line at least on its side penetrating into the tooth flank (14) and the straight side runs parallel to the flank line. 7. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der zahnkopfseitige gerad­linige Rand (18) des Durchbruches (8′) mit der Kante der Anfasung (16) bzw. der Auskehlung (17) fluchtet.7. Internal gear machine according to one of claims 3 to 6,
characterized in that the tooth-edge-side straight edge (18) of the opening (8 ') is flush with the edge of the chamfer (16) or the groove (17). 8. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (1′) aus zwei gesonderten Teilen aufgebaut ist, deren Trennebene im Bereich der Durchbrüche (8′) liegt.8. internal gear machine according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the ring gear (1 ') is constructed from two separate parts, the parting plane of which lies in the region of the openings (8'). 9. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Durchbrüche (8, 8′) in Bezug auf den zugeordneten Radiusstrahl des Hohlrades (1) unter einem spitzen Winkel geneigt verläuft.9. Internal gear machine according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the axis of the openings (8, 8 ') is inclined at an acute angle with respect to the associated radius beam of the ring gear (1).
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