EP0328745B1

EP0328745B1 - Internal gear machine

Info

Publication number: EP0328745B1
Application number: EP88118905A
Authority: EP
Inventors: Reinhard Ing.-Grad. Pippes
Original assignee: Otto Eckerle GmbH and Co KG
Current assignee: Eckerle Rexroth GmbH and Co KG
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1988-11-12
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2008-11-12
Also published as: JPH0650113B2; EP0328745A3; JPH01267378A; US4934913A; DE3870853D1; DE3805186A1; EP0328745A2

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 squeeze liquid that is 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.

Schließlich ist auch eine Zahnradmaschine mit einer Außenverzahnung bekannt, bei der Entlastungskanäle in den nichttragenden Zahnflanken schräg vom Zahnkopf zum Zahnfuß verlaufen (GB-A 15 47 944). Die Entlastungskanäle stehen mit Axialkanälen in den Zahnrädern in Verbindung, welche zum Einlaß bzw. Auslaß der Zahnradmaschine führen. Die Ausbildung solcher Axialkanäle in den Zahnrädern und deren Verbindung mit den einzelnen Entlastungskanälen ist verhältnismässig aufwendig. Hinzu kommt, daß aufgrund der konvexen Balligkeit der Zähne von außenverzahnten Zahnrädern zwar gewährleistet ist, daß bei einem gegebenen Querschnitt jedes Entlastungskanals am Zahnkopf dieser Querschnitt in der Zahnflanke zunimmt und daher eine wirksame Entlastung vorliegt, dies jedoch bei der notwendig konkaven Balligkeit der Zähne von innenverzahnten Zahnrädern, d.h. bei einem Hohlrad einer Innenzahnradmaschine, gerade umgekehrt ist. Dort verringert sich ein am Zahnkopf noch ausreichender Querschnitt des Entlastungskanals in der Zahnflanke so weitgehend, daß eine beträchtliche Drosselwirkung auftreten kann und daher ein Entlastungseffekt nicht erreicht wird. Sieht man andererseits im Mittenbereich der Zahnflanke einen ausreichenden Kanalquerschnitt vor, so führt dies zu einer so erheblichen Kanaltiefe am Zahnkopf, daß daraus eine nicht vertretbare Schwächung und möglicherweise sogar eine örtliche Wegnahme des Zahnkopfes resultiert. Für Innenzahnradmaschinen ist daher die Ausbildung und Anordnung der Entlastungskanäle gemäß dieser bekannten Zahnradmaschine mit Außenverzahnung nicht geeignet.Finally, a gear machine with external teeth is also known, in which relief channels in the non-load-bearing tooth flanks run obliquely from the tooth head to the tooth base (GB-A 15 47 944). The relief channels are connected to axial channels in the gear wheels, which lead to the inlet or outlet of the gear machine. The formation of such axial channels in the gears and their connection to the individual relief channels is relatively complex. In addition, because of the convex crowning of the teeth of externally toothed gears, it is guaranteed that with a given cross section of each relief channel on the tooth tip, this cross section increases in the tooth flank and therefore effective relief is present, but this is necessary with the necessary concave crowning of the teeth from the inside Gears, that is, in the case of a ring gear of an internal gear machine, is just reversed. There, a cross section of the relief channel in the tooth flank that is still sufficient at the tooth head is reduced to such an extent that a considerable throttling effect can occur and therefore a relief effect is not achieved. If, on the other hand, a sufficient channel cross-section is provided in the center area of the tooth flank, this leads to such a considerable channel depth on the tooth head that this results in an unacceptable weakening and possibly even a local removal of the tooth head. For internal gear machines therefore the design and arrangement of the relief channels according to this known gear machine with external teeth is not suitable.

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 enables a further reduction in the losses caused by the gap flow described without a significant reduction in the strength of the ring gear.

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 Hohlrades 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 ring gear 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 inventive concept, 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, i.e. 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:

Fig. 1: 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: a partial cross-section corresponding to Figure 1 on an enlarged scale, which shows the tooth engagement between pinion and ring gear in the pressure chamber.
Fig. 3: a section along the line III-III in Fig. 2;
Fig. 4: an axial section through a split in the central plane embodiment of a ring gear;
Fig. 5: a perspective view of a tooth of the ring gear shown in Fig. 4, and
Fig. 6: an enlarged view of the tooth gap between two teeth, from the position and direction of the breakthrough located in between.

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. From the illustration according to FIG. 2 it can be seen 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 located 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 unbedingt 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 absolutely necessary Required, since it is sufficient to improve the formation of a lubricant film on the filler, only to provide the non-load-bearing 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 piece 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

An internal-gear machine, in particular an internal-gear pump, comprising an internally toothed annular gear (1, 1'), an externally toothed pinion (2) meshing therewith, and a filling member (3) arranged between the annular gear and the pinion, wherein the annular gear has substantially radial openings (8, 8') therethrough, which lead to an outlet and which communicate the external periphery of the annular gear with the inside thereof in the region of the tooth gaps (13) and the tooth tips, characterised in that the openings (8, 8') which open into the tooth gaps (13) are each set into the non-load-bearing tooth flank (14) which defines the tooth gap on one side, to such an extent that at the same time the openings produce a communication between its tooth base and the tooth tip.
An internal-gear machine according to claim 1 characterised in that over the height of the edge of each opening (8, 8'), which edge is towards the tooth tip, the tooth tip is set back relative to its peripheral surface (15) which defines the crown circle diameter.
An internal-gear machine according to claim 2 characterised in that the tooth tip is set back over the entire tooth width in the form of a chamfer (16).
An internal-gear machine according to claim 2 or claim 3 characterised in that the tooth tip is set back over the tooth width in the form of a flute (17).
An internal-gear machine according to claims 3 and 4 characterised in that the chamfer (16) extends over a part, which starts from the peripheral surface (15) of the tooth (11), of the height of the edge of the opening (8, 8'), which edge is towards the tooth tip, and the flute (17) adjoins it.
An internal-gear machine according to one of claims 1 to 5 characterised in that the cross-section of the opening (8') is linearly delimited at least on its side which penetrates into the tooth flank (14) and the straight side extends parallel to the line of the flank.
An internal-gear machine according to one of claims 3 to 6 characterised in that the rectilinear edge (18) of the opening (8'), at the side towards the tooth tip, aligns with the edge of the chamfer (16) or the flute (17).
An internal-gear machine according to one of claims 1 to 7 characterised in that the annular gear (1') is made up of two separate portions, the plane of separation of which is disposed in the region of the openings (8').
An internal-gear machine according to one of claims 1 to 8 characterised in that the axis of the openings (8, 8') extends inclinedly at an acute angle with respect to the associated radius line of the annular gear (1).