EP0398020B1 - Innenzahnradpumpe - Google Patents

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EP0398020B1
EP0398020B1 EP90106863A EP90106863A EP0398020B1 EP 0398020 B1 EP0398020 B1 EP 0398020B1 EP 90106863 A EP90106863 A EP 90106863A EP 90106863 A EP90106863 A EP 90106863A EP 0398020 B1 EP0398020 B1 EP 0398020B1
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EP
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internal gear
gear pump
sickle
bore
pump according
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EP90106863A
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EP0398020A2 (de
EP0398020A3 (de
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Max Bartl
Richard Strehler
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.)
Hurth Getriebe und Zahnraeder GmbH
Original Assignee
Hurth Getriebe und Zahnraeder GmbH
Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
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Publication date
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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
    • F04C2/10—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 according to the preamble of claim 1.
  • the crescent-shaped filler tends to "flutter" within certain pressure and / or speed ranges and the associated noise, which is often referred to as unbearable.
  • the reason for this is to be found in the radial play between the filler piece and the two toothings, which enables the filler piece to swing back and forth depending on the pressures currently prevailing on the ring gear or pinion side.
  • From DE 25 33 646 C2 it is known to make the filler in two parts and to press the two parts against the tooth tips of the ring gear or the pinion. This solution cannot be used for very high-speed pumps (up to 6000 revolutions per minute) due to the wear that occurs.
  • the invention has for its object to develop an internal gear pump of the type mentioned so that the sickle-shaped filler is prevented from "fluttering" and the associated noise is prevented as much as possible.
  • the filler piece - with respect to the ring gear and the pinion - is non-positively fixed in the axial direction as soon as an oil pressure - even a small one - has built up in the pump.
  • the filler can be known in the radial direction and / or in the direction of rotation of the pump Means can be kept, for example with a spring element accommodated in the housing and penetrating the filler.
  • the oil pressure is also advantageously used for this.
  • the filler piece can adjust itself freely in any direction and is then determined partly by the oil pressure acting on the groove base and partly by the pressure piece that is supported under the oil pressure between the wall of the bore and the inclined surface in the housing. A "flutter" of the filler is almost impossible and rattling noises can not occur.
  • a filler (sickle) with a groove connected to the pressure side in one side of the plane is known from US Pat. No. 2,544,144.
  • This groove which has a comparatively small cross-section, opens into a groove with a larger cross-section running transversely thereto, which is connected to the tooth gaps of the ring gear and pinion, namely between the suction and the pressure side, that is to say in the unpressurized area.
  • the pressure of the oil flowing through the groove with the small cross section is thus constantly reduced and is not sufficient to fix the filler piece in the axial direction, as is the case according to the invention.
  • a ring gear 2 is rotatably supported with its peripheral surface (FIG. 1).
  • the two oil spaces S, D, the ring gear 2 and the pinion 3 are covered by a cover 10 screwed onto the housing (FIG. 2).
  • the sickle 8 On its flat side 11 facing the cover 10, the sickle 8 has a groove 12 extending from its tip, which is connected to the pressure-side oil chamber D and extends to the vicinity of its broad end. In this area, a groove 13 extends from the groove 12, which has a ball 16 in a cylindrical extension 14 in the area of the opposite face 15 corresponding diameter. The ball 16 protrudes beyond the flat side 15 and lies against a hollow conical ring surface 17 of a depression 18 offset relative to the bore 13 relative to the pin 4 or to the wide end of the sickle 8.
  • the sickle 8 When the pump goes into operation, the sickle 8 will also dodge because of its also only a very small radial distance to the tooth tips of the ring gear 2 and pinion 3 and the internal friction thus given in the direction of the arrow 6, that is to say in the direction of its pointed end.
  • a pressure builds up in the oil space D, it also acts via the groove 12 and the bore 13 on the ball 16, which is supported on the hollow conical annular surface 17 and on the wall of the extension 14.
  • the sickle 8 is pushed away in the direction of the arrow 6 in the opposite direction and is supported on the pin 4, which thus also serves as a support element.
  • the pressure prevailing in the groove 12 causes the sickle 8 to be pressed against the housing 1, as a result of which a "fluttering" of the sickle 8 and the associated noises are virtually impossible.
  • a slit-like recess 19 in the form of a cut with an inclined surface 20 is also possible (FIG. 3).
  • a retaining pin 22 is received in the bore 13 as a pressure piece.
  • the holding pin 22 protrudes beyond the flat side 15 and, with its expediently rounded or beveled circumferential edge 24, bears against a hollow-conical annular surface 25 of a depression 23 offset relative to the bore 13 relative to the pin 4 or to the wide end of the sickle 8.
  • the depression 18 is also here with the hollow conical ring surface 17 according to FIG. 2 or the slot-like recess 19 in the form of a milling with the inclined surface 20 according to FIG. 3.
  • the length of the holding pin 22 is dimensioned such that it also protrudes into the depression 23 or the like having the hollow conical ring surface 25 or the like. Inclined surface.
  • it can be offset in a suitable form, e.g. by a shoulder 26, or it is set off in a ring shape or crowned or the like. Then the oil pressure prevailing in the groove 13 can act on the offset surface and detach the retaining pin 22 from the cover 10.
  • the invention permits further variants which are also intended to fall under the property right.
  • a conical depression 21 can also be implemented, which is shown in FIG. 2 with broken lines.
  • housing 1 and cover 10 can be interchanged, which does not impair the effect of the measures according to the invention.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Bei bekannten Pumpen der genannten Art neigt das sichelförmige Füllstück innerhalb gewisser Druck- und/oder Drehzahlbereiche zum "Flattern" und einer damit verbundenen Geräuschentwicklung, die vielfach als unerträglich bezeichnet wird. Der Grund dafür ist in dem radialen Spiel zwischen dem Füllstück und den beiden Verzahnungen zu suchen, das ein Hin- und Herschwingen des Füllstücks je nach den auf der Hohlrad- oder auf der Ritzelseite gerade herrschenden Drücken ermöglicht. Aus der DE 25 33 646 C2 ist es bekannt, das Füllstück zweiteilig zu machen und die beiden Teile gegen die Zahnköpfe des Hohlrades bzw. des Ritzels zu drücken. Bei sehr schnellaufenden Pumpen (bis 6000 Umdrehungen pro Minute) ist diese Lösung wegen des auftretenden Verschleißes nicht anwendbar.
    • Aufgabe
  • Ausgehend von diesen Nachteilen bekannter Pumpen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Innenzahnradpumpe der genannten Art so weiterzubilden, daß das sichelförmige Füllstück am "Flattern" gehindert und die damit verbundene Geräuschentwicklung so weit wie möglich verhindert wird.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Innenzahnradpumpe, die die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweist. Damit wird erreicht, daß das Füllstück mit dem auf der Druckseite vorhandenen Drucköl in der in der einen Planseite eingelassenen Nut so beaufschlagt wird, daß es mit seiner anderen Planseite gegen das Gehäuse gepreßt wird. Bei einer im Anspruch 2 angegebenen vorteilhaften Weiterbildung wird der Öldruck auch zur Festlegung des Füllstückes in der Drehrichtung der Pumpe herangezogen.
  • Für die Gestaltung des Druckstücks werden in den Ansprüchen 3 und 4 zweckmäßige Ausführungen aufgezeigt. Die von der Funktion her gute Lösung gemäß Anspruch 3 kann u.U. bei der Montage Schwierigkeiten bereiten, weil die Kugel bzw. deren richtige Aufnahme in der erweiterten Bohrung etwas umständlich zu handhaben ist. Bei der Lösung gemäß Anspruch 4 ergibt sich durch die Verwendung des Haltestiftes in der durchgehenden Bohrung eine vereinfachte Montage, während der in ganz einfacher Weise sowohl das Vorhandensein des Haltestiftes als auch seine richtige Funktion festgestellt werden können.
  • In der Herstellung einfache Formen der Ausnehmung bzw. der Schrägfläche sind in den Ansprüchen 5 bis 7 angegeben.
    • Vorteile der Erfindung
  • Bei der erfindungsgemäß gestalteten Innenzahnradpumpe ist das Füllstück - bezogen auf das Hohlrad und das Ritzel - in axialer Richtung kraftschlüssig festgelegt, sobald sich ein - auch nur geringer - Öldruck in der Pumpe aufgebaut hat. Dabei kann das Füllstück in radialer Richtung und/oder in Drehrichtung der Pumpe mit bekannten Mitteln gehalten sein, z.B. mit einem im Gehäuse aufgenommenen, das Füllstück durchdringenden Federelement. Vorteilhafterweise wird aber auch hierfür der Öldruck herangezogen. Das Füllstück kann sich, sobald die Pumpe in Betrieb geht, frei in jeder Richung einstellen und wird dann teils durch den auf den Nutgrund wirkenden Öldruck und teils durch das sich unter dem Öldruck zwischen der Wand der Bohrung und der Schrägfläche im Gehäuse abstützende Druckstück festgelegt. Ein "Flattern" des Füllstücks ist dabei so gut wie ausgeschlossen und Klappergeräusche können somit nicht entstehen.
  • Ein Füllstück (Sichel) mit einer mit der Druckseite in Verbindung stehenden Nut in der einen Planseite ist aus der US-PS 2 544 144 bekannt. Diese einen vergleichsweise kleinen Querschnitt aufweisende Nut mündet in eine quer dazu verlaufende Nut mit größerem Querschnitt, die mit den Zahnlücken von Hohlrad und Ritzel in Verbindung steht, und zwar zwischen der Saug- und der Druckseite, also noch im drucklosen Bereich. Der Druck des durch die Nut mit dem kleinen Querschnitt strömenden Öles wird so ständig reduziert und reicht nicht aus, das Füllstück in axialer Richtung festzulegen, wie das erfindungsgemäß der Fall ist.
    • Zeichnungen
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe bei abgenommenem Deckel,
    Fig. 2
    einen Teilschnitt entlang der Linie II-II in vergrößertem Maßstab für eine erste Ausführung,
    Fig. 3
    eine Variante zur Ausführung nach Fig. 2, und
    Fig. 4
    einen Teilschnitt entlang der Linie II-II in vergrößertem Maßstab für eine zweite Ausführung.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In einer Innenzahnradpumpe mit einem Gehäuse 1 ist ein Hohlrad 2 mit seiner Umfangsfläche drehbar gelagert (Fig. 1). Innerhalb des Hohlrades 2 und radial zu ihm versetzt ist - ebenfalls drehbar gelagert - ein außenverzahntes Ritzel 3 angeordnet, das mit dem Hohlrad 2 in Zahneingriff steht. Auf der dem Zahneingriff gegenüberliegenden Seite bleibt ein im wesentlichen sichelförmiger freier Raum, den ein im Gehäuse 1 aufgenommener Stift 4, der nur ganz wenig radialen Abstand zu den Zahnköpfen von Hohlrad 2 und Ritzel 3 hat, in einen saugseitigen Ölraum S und einen druckseitigen Ölraum D unterteilt. Die beiden Ölräume S, D, das Hohlrad 2 und das Ritzel 3 sind mittels eines am Gehäuse angeschraubten Deckels 10 (Fig. 2) abgedeckt. Wenn das zur Aufnahme einer nicht dargestellten Welle mit einer Bohrung 5 und Paßfedernuten versehene Ritzel 3 in Pfeilrichtung 6 angetrieben wird, wird an einer ersten Öffnung 7 des Gehäuses 1 Öl angesaugt. Die noch unberuhigte Ölmenge wird in Pfeilrichtung 6 bewegt und wird vom Stift 4 geteilt, d.h. das Öl gelangt nur in den Zahnlücken von Hohlrad 2 und Ritzel 3 am Stift 4 vorbei. Ein vielfach als Sichel bekanntes Füllstück 8, auf das weiter unten noch eingegangen wird, verhindert ein Austreten des Öles aus den Zahnlücken, so daß das Öl in dem hinter dem Füllstück 8 verbleibenden Teil des Ölraumes D zusammengequetscht wird und unter Druck durch eine zweite Öffnung 9 aus dem Gehäuse 1 austritt und einem nicht gezeigten Verbraucher zugeführt wird.
  • Die Sichel 8 weist an ihrer dem Deckel 10 zugewendeten Planseite 11 eine von ihrer Spitze ausgehende Nut 12 auf, die mit dem druckseitigen Ölraum D in Verbindung steht und sich bis in die Nähe ihres breiten Endes erstreckt. In diesem Bereich geht von der Nut 12 eine Bohrung 13 aus, die in einer zylindrischen Erweiterung 14 im Bereich der gegenüberliegenden Planseite 15 eine Kugel 16 mit entsprechendem Durchmesser aufnimmt. Die Kugel 16 ragt über die Planseite 15 hinaus und liegt dabei an einer hohlkegeligen Ringfläche 17 einer zum Stift 4 bzw. zum breiten Ende der Sichel 8 hin relativ zur Bohrung 13 versetzten Einsenkung 18 an.
  • Wenn die Pumpe in Betrieb geht, wird die Sichel 8 wegen ihres ebenfalls nur ganz geringen radialen Abstands zu den Zahnköpfen von Hohlrad 2 und Ritzel 3 und der damit gegebenen inneren Reibung in Pfeilrichtung 6, also in Richtung ihres spitzen Endes, ausweichen. Sobald sich jedoch ein Druck im Ölraum D aufbaut, wirkt dieser über die Nut 12 und die Bohrung 13 auch auf die Kugel 16, die sich an der hohlkegeligen Ringfläche 17 und an der Wand der Erweiterung 14 abstützt. Dadurch wird die Sichel 8 in der Pfeilrichtung 6 entgegengesetzter Richtung weggedrückt und stützt sich am Stift 4 ab, der somit auch als Stützelement dient. Der in der Nut 12 herrschende Druck bewirkt, daß die Sichel 8 gegen das Gehäuse 1 gedrückt wird, wodurch ein "Flattern" der Sichel 8 und die damit verbundenen Geräusche so gut wie ausgeschlossen sind.
  • Anstelle der Einsenkung 18 mit der hohlkegeligen Ringfläche 17 ist auch eine schlitzartige Ausnehmung 19 in Form einer Einfräsung mit einer Schrägfläche 20 möglich (Fig. 3).
  • Anstelle einer Kugel ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckstück ein Haltestift 22 in der Bohrung 13 aufgenommen. Der Haltestift 22 ragt über die Planseite 15 hinaus und liegt mit seiner zweckmäßigerweise gerundeten oder abgeschrägten Umlaufkante 24 an einer hohlkegeligen Ringfläche 25 einer zum Stift 4 bzw. zum breiten Ende der Sichel 8 hin relativ zur Bohrung 13 versetzten Einsenkung 23 an.
  • Anstelle der zylindrischen Einsenkung 23 mit der hohlkegeligen Ringfläche 25 ist auch hier die Einsenkung 18 mit der hohlkegeligen Ringfläche 17 gemäß Fig. 2 oder die schlitzartige Ausnehmung 19 in Form einer Einfräsung mit der Schrägfläche 20 gemäß Fig. 3 möglich.
  • Die Länge des Haltestifts 22 ist so bemessen, daß er auch bei Anlage am Deckel 10 in die die hohlkegelige Ringfläche 25 oder dgl. Schrägfläche aufweisende Einsenkung 23 od. dgl. Vertiefung hineinragt. Um zu verhindern, daß seine dem Deckel 10 zugewendete Planfläche am Deckel 10 haften bleibt, kann diese in geeigneter Form abgesetzt sein, z.B. durch einen Absatz 26, oder sie ist ringförmig abgesetzt oder ballig oder dgl. ausgeführt. Dann kann der in der Nut 13 herrschende Öldruck auf die abgesetzte Fläche einwirken und den Haltestift 22 vom Deckel 10 lösen.
  • Die Erfindung läßt weitere Varianten zu, die ebenfalls unter das Schutzrecht fallen sollen. So kann statt der Einsenkung 18 mit der hohlkegeligen Ringfläche 17 auch eine kegelige Einsenkung 21 ausgeführt sein, die in Fig. 2 mit unterbrochenen Linien gezeigt ist. In einer weiteren Variante können Gehäuse 1 und Deckel 10 vertauscht sein, was die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht beeinträchtigt.
    • Begriffsliste
    • 1
    Gehäuse
    2
    Hohlrad
    3
    Ritzel
    4
    Stift
    5
    Bohrung in 3
    6
    Drehrichtung
    7
    erste Öffnung (Saugseite)
    8
    Füllstück (Sichel)
    9
    zweite Öffnung (Druckseite)
    10
    Deckel
    11
    Planseite von 8
    12
    Nut
    13
    Bohrung in 8
    14
    Erweiterung von 13
    15
    Planseite von 8
    16
    Kugel
    17
    Ringfläche, hohlkegelig
    18
    Einsenkung (zylindrisch)
    19
    Ausnehmung
    20
    Schrägfläche
    21
    Einsenkung (kegelig)
    22
    Haltestift
    23
    Einsenkung (zylindrisch)
    24
    Umlaufkante von 22
    25
    Ringfläche, hohlkegelig
    26
    Absatz

Claims (7)

  1. Innenzahnradpumpe mit einem mit einem Deckel (10) verschlossenen Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse (1) mit seiner Umfangsfläche drehbar gelagertem Hohlrad (2), einem damit in Eingriff stehenden außenverzahnten Ritzel (3) und einem sichelförmigen Füllstück (8), das zwischen der Saugseite (S) und der Druckseite (D) in einem Raum zwischen Hohlrad (2) und Ritzel (3) um eine parallel zur Ritzel-Achse verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist und sich mit seinem saugseitigen (breiten) Ende an einem den Raum zwischen Hohlrad (2) und Ritzel (3) durchsetzenden Stützelement (4) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichel (8) nur in einer Planseite, z.B. der dem Deckel (10) zugewendeten Planseite (11), eine an ihrer Spitze beginnende und vor ihrem breiten Ende endende Nut (12) aufweist, die an der Spitze der Sichel (8) mit der Druckseite (D) in Verbindung steht.
  2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in der Sichel (8) von der Nut (12) ausgehende, zur gegenüberliegenden Planseite, z.B. der dem Gehäuse (1) zugewendeten Planseite (15) verlaufende Bohrung (13), die ein Druckstück von entsprechendem Durchmesser aufnimmt, derart, daß das Druckstück aus der Sichel (8) herausragt und an einer zum Stützelement (4) hin gerichteten Schrägfläche (20) einer im Gehäuse (1) befindlichen Ausnehmung anliegt.
  3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück eine in einer zylindrischen Erweiterung (14) der Bohrung (13) im Bereich der Planseite (15) aufgenommene Kugel (16) ist.
  4. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück ein in der Bohrung (13) aufgenommener Haltestift (22) ist.
  5. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestift (22) an seiner dem Deckel (10) zugewendeten Seite abgesetzt oder abgeschrägt oder ballig ausgeführt ist (26).
  6. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (20) von einer schlitzartigen Ausnehmung (19) gebildet ist.
  7. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als relativ zur Bohrung (13) zum Stützelement (4) hin versetzte Einsenkung (18,23) ausgeführt ist mit einer hohlkegeligen Ringfläche (17,25), die die Schrägfläche zur Anlage des Druckstücks (16, 22) bildet.
EP90106863A 1989-05-18 1990-04-10 Innenzahnradpumpe Expired - Lifetime EP0398020B1 (de)

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DE19893916155 DE3916155A1 (de) 1989-05-18 1989-05-18 Innenzahnradpumpe
DE3916155 1989-05-18
DE9002160U 1990-02-23
DE9002160U DE9002160U1 (de) 1990-02-23 1990-02-23

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Publication Number Publication Date
EP0398020A2 EP0398020A2 (de) 1990-11-22
EP0398020A3 EP0398020A3 (de) 1992-03-04
EP0398020B1 true EP0398020B1 (de) 1993-09-22

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JP (1) JPH0311176A (de)
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