EP0474001B1 - Innenzahnradpumpe für Hydraulikflüssigkeit - Google Patents

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EP0474001B1
EP0474001B1 EP91113816A EP91113816A EP0474001B1 EP 0474001 B1 EP0474001 B1 EP 0474001B1 EP 91113816 A EP91113816 A EP 91113816A EP 91113816 A EP91113816 A EP 91113816A EP 0474001 B1 EP0474001 B1 EP 0474001B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
eccentric
pump
internal gear
recess
chamber
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP91113816A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0474001A1 (de
Inventor
Siegfried Hertell
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.)
Barmag Luk Automobiltechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Barmag Luk Automobiltechnik 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 Barmag Luk Automobiltechnik GmbH and Co KG filed Critical Barmag Luk Automobiltechnik GmbH and Co KG
Publication of EP0474001A1 publication Critical patent/EP0474001A1/de
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Publication of EP0474001B1 publication Critical patent/EP0474001B1/de
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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
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C15/064—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston machines or pumps
    • F04C15/066—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston machines or pumps of the non-return type
    • F04C15/068—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston machines or pumps of the non-return type of the elastic type, e.g. reed valves
    • 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
    • F04C2/102—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 the two members rotating simultaneously around their respective axes

Definitions

  • the invention relates to a gear pump according to the preamble of claim 1.
  • This pump is known from GB-A-9359 / AD 1915.
  • the inner wheel is mounted in the recess of a rotor.
  • the rotor in turn is rotatably supported in the space formed by the outer wheel and fills it.
  • the known pump has a circular cylindrical inlet space located in an end wall and a channel system arranged in the rotor, which meshes with the circular cylindrical insert space and is in permanent communication.
  • the outer wheel with internal teeth is stationary and forms a closed interior.
  • the smaller inner wheel with external teeth is rotatable on a circular cylindrical eccentric that can be rotated around the pump axis and meshes with the outer wheel.
  • the inlet has an inlet chamber which communicates with the inlet channel on the one hand and with the inner crescent space of the pump on the other hand via connecting channels of the eccentric.
  • the inner wheel has a radial connecting channel in each tooth base.
  • an inlet space running around the eccentric is created, which is connected on the one hand directly or via axial channels arranged in the eccentric to the inlet channel and on the other hand only communicates with the filling space of the pump rotating around the eccentric.
  • the toothing of the pump is preferably designed so that in the engagement area between the intersections of the head circles, several pairs of teeth are in sealing engagement and form closed tooth cells. This area of engagement is in any case blocked by the configuration according to claim 1.
  • the solution according to claim 3 avoids that the rotating forces arising from the rotation of the inner wheel and the pressure zone have an effect on the drive shaft and lead to a deflection of the shaft and a tilting of the inner wheel.
  • the solution according to claim 4 achieves good cooling and lubrication of the eccentric, which is subjected to heat and wear due to the sliding bearings inside and outside.
  • the pump housing is formed by the pump casing 1 and the end plates 2 and 3, which are stacked on top of one another.
  • the housing shell 1 has a circular cylindrical interior, in the cylindrical inner shell of which a circumferential groove 4 is pierced.
  • the outer wheel 6 is fastened on the webs 5 which remain to the side.
  • the entire package consisting of housing shell 1, end plates 2 and 3 and outer wheel 6 is held together by a screw 7.
  • the screw connection 7 penetrates the outer wheel in the region of the tooth heads with holes 8.
  • the outer wheel has internal teeth.
  • the interior of the pump is thus circumscribed by the internal toothing with tip circle 9 of the outer wheel.
  • a pin 10 is firmly inserted at one end.
  • the other end of the pin 10 projects into the interior of the pump.
  • an eccentric 11 is freely rotatable.
  • the axial width of the eccentric corresponds essentially to the axial width of the housing shell 1 and the outer wheel 6.
  • the eccentric has a circular cylindrical outer circumference, the central axis of which is indicated at 12 and which rotates with the eccentricity E about the axis 13 of the pin 10.
  • the inner wheel 14 is freely rotatably mounted on the eccentric 11.
  • the inner wheel 14 has external teeth.
  • the eccentricity E of the eccentric and the external toothing of the The inner wheel is dimensioned and the teeth are designed so that the outer toothing of the inner wheel meshes with the inner toothing of the outer wheel. Therefore, the top circles 9 and 15 of the toothing intersect in the circumferential intersections 21 and 22. On the inner circumference of the top circle 9 of the outer wheel, this results in between the intersections 21 and 22 on the one hand on the side of the axis 13, into which the eccentricity E points circumferential engagement area and on the other hand on the side of the axis 13, which faces away from the eccentricity, the circumferential inner sickle space or filling space 23 of the pump.
  • the teeth are designed so that the teeth of the outer and inner wheel between the intersections 21 and 22 of the tip circles 9 and 15 are in sealing engagement with their flanks. There are therefore several tooth cells between the intersection points 21 and 22 in the engagement area, which are sealed by touching their flanks to one another and to the inner crescent space 23 facing away from the eccentricity.
  • the drive shaft 16 is used to drive the pump.
  • the drive shaft 16 is rotatably mounted concentrically to the central axis 13 of the journal 10 in the other end plate 2 and its end is essentially flush with the inside of the pump chamber.
  • the shaft 16 forms an end face on which a coupling tab 17 is attached eccentrically. This coupling tab 17 protrudes axially into a driving pocket 18 which is introduced into the adjacent end face of the eccentric 11 in the region of the eccentricity.
  • the pump has an essentially radial inlet channel 19 in the end plate 3.
  • the inlet channel opens into a distribution space 20 which concentrically surrounds the pin 10.
  • the distribution space is designed as a circular cylindrical recess in the end face of the end plate, which limits the pump room. Their radius is smaller than the radius Fi of the root circle of the inner wheel, minus the eccentricity E.
  • a circular cylindrical recess is made concentrically to the central axis 12 of the eccentric.
  • This recess serves as the inlet chamber 28.
  • the distributor chamber 20 and the inlet chamber 28 are connected to one another by channels which penetrate the eccentric axially. These channels are preferably designed as grooves of the inner bore of the eccentric and serve to lubricate the slide bearing of the eccentric on the pin 10 and also to cool the eccentric 11.
  • the drive pocket 18 serves as such a channel, which therefore axially penetrates the eccentric 11 and with it outer edge revolves on a radius that is slightly larger than the radius of the shaft. Several such channels can also be provided. From Fig.
  • the recess 28 is closed off from the inner circumference of the inner wheel by a rib 34 which remains.
  • This rib must extend essentially over the entire area of engagement extend. In other words, this means that the recess may only extend to the inner circumference of the inner wheel on the side of the eccentric bearing facing away from the eccentricity.
  • This opening area may only extend at most over the central angle, which is measured on the pump axis 13 and is not greater than the sum of the pitch angle and the central angle of the inner sickle space 23 (opening area) measured on the pump axis 13.
  • the rib 34 also has only a small connection opening 35 in the form of a groove made in the end face of the rib in the opening area. This groove lies on the diameter of the eccentric that intersects the pump axis and the eccentric axis, but on the side facing away from the eccentric axis.
  • the inner wheel is provided on the end face, which lies in the radial plane of the recess 28, with connecting grooves 36.
  • One connecting groove 36 connects each tooth base radially to the inner circumference.
  • the outlet channel 24 is located radially in the housing shell 2 and is connected to the circumferential groove 4 of the housing shell. This circumferential groove is limited on the inside by the outer circumference of the outer wheel and forms an outer chamber.
  • the outer wheel has at least one outlet bore 25 in the region of each tooth gap.
  • Fig. 1 it is shown that two outlet bores 25.1 and 25.2 are adjacent to each other in the axial direction per tooth gap.
  • the outlet bores are each arranged in parallel radial planes.
  • Each radial plane is covered by an elastic valve ring 26.1 and 26.2, which covers all the outlet bores of a normal plane and is cut through in an axial plane. One end is through a rivet, for example held, the other end is free to move.
  • These valve rings 26.1, 26.2 serve as check valves for each of the outlet bores.
  • the drive shaft 16 is driven with the direction of rotation 31.
  • the clutch tab 17 engages in the driving pocket 18 of the eccentric and takes the eccentric with it.
  • the outer wheel 6 thereby executes a wobbling movement in the interior of the pump, wherein it rotates with the toothing of the outer wheel with the direction of rotation 32 as a result of the engagement of its toothing. It forms with the toothing of the outer wheel in the engagement area between the intersections 21, 22 of the two tip circles, a plurality of tooth cells, which continuously enlarge and reduce. In the trailing area, the cells enlarge until they open and come into contact with the inner sickle space 23 filled with oil. The cells shrink on the leading side of the inner wheel. So here the oil is put under pressure. When the pressure in a cell exceeds the system pressure prevailing in the circumferential groove 4, the valve rings 26.1 and 26.2 are lifted there from the outlet bores 25.1, 25.2 due to the pressure difference, so that the oil can be expelled from the cell.
  • the distribution space is connected to the recess 28 through the driver pocket 18 which penetrates the eccentric axially and / or through connecting channels 29.
  • the connecting channels 29 are designed as grooves in the inner circumference of the slide bearing of the eccentric. In the area of the slide bearing of the eccentric 11, this creates a good lubricating film, which is used both for lubrication and for hydrodynamic support.
  • the rotation of the eccentric with direction of rotation 31 rotates the inner wheel with direction of rotation 32.
  • the gear wheel therefore executes a relative movement to the eccentric and to the radial connecting opening 35 in the outer rib 34 of the eccentric.
  • An intermittent connection between the recess 28 and the inner sickle space (equal to the filling space) 23 of the pump is therefore produced via the connecting grooves 36 in the end face of the inner wheel.
  • the connection opening 35 and / or the connection grooves 36 are now dimensioned such that they only bring about a throttling connection.
  • the amount of oil entering the filling chamber 23 is limited by the speed-dependent time in which the connecting opening 35 and the connecting grooves 36 are each in alignment. The throttling at this point prevents the seal 37 from being exposed to a pressure difference.
  • the connecting opening 35 can also be larger than shown, so that in each case several of the connecting grooves of the inner wheel are aligned with the connecting opening 35 of the recess and there is therefore a constant connection between the recess 28 and the filling space 23.
  • the size of the connection opening 35 is so limited that it never covers one of the closed tooth cells of the engagement area S. This avoids a dead travel of these tooth cells in the pressure range and maintains or improves the hydraulic efficiency. Therefore, the width of the connecting opening 35 may only be one division greater than the width of the crescent-shaped interior 23, which is delimited by the two circles of the foot. The width of the crescent-shaped interior 23 of the opening 35 and the division is measured in each case as a central angle about the central axis 13 of the pump.
  • the pump can preferably also be used as a suction-restricted pump.
  • By throttling the amount of oil admitted only a limited amount of oil can be drawn in per unit of time. This time-limited suction amount only extends to at a certain speed to completely fill the pump.
  • the pump delivery rate is therefore proportional to the speed only up to this speed. If the speed increases, there is no further increase in the delivery rate. Therefore, increasing the speed is not associated with increased power consumption.
  • the pump is therefore particularly suitable for consumers in motor vehicles who have an oil requirement that is not dependent on the strongly fluctuating engine speed.
  • the throttling can - as already described - advantageously take place by a narrow dimensioning of the connecting opening 35 of the recess 28 and / or by a narrow dimensioning of the connecting grooves 36 in the end face of the inner wheel.
  • a throttle in the inlet channel 19 by means of which the amount of oil let through per unit of time is limited.
  • the throttling can alternatively or additionally also take place by means of a throttle which is installed in or in front of the inlet duct 19 (not shown).

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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    Diese Pumpe ist bekannt durch die GB-A-9359/A.D. 1915.
  • Bei einer durch die DE-OS 34 48 253 bekannten Pumpe ist das Innenrad in der Ausnehmung eines Rotors gelagert. Der Rotor wiederum ist drehbar in dem durch das Außenrad gebildeten Raum gelagert und füllt diesen aus. Als Einlaß weist die bekannte Pumpe einen in einer Stirnwand liegenden kreiszylindrischen Einlaßraum sowie ein in dem Rotor angeordnetes Kanalsystem auf, welche mit dem kreiszylindrischen Einsatzraum kämmt und dauernd in leitender Verbindung steht.
  • Diese Ausgestaltung ist nur dann zweckmäßig, wenn der gesamte durch den Kopfkreis des Außenrades umschriebene Innenraum, soweit er außerhalb des Eingriffsbereichs der Verzahnung liegt, durch den Rotor ausgefüllt wird.
  • Bei der durch die eingangs genannte GB-A-9359/A.D. 1915 bekannten Zahnradpumpe ist das Außenrad mit Innenverzahnung stationär und bildet einen geschlossenen Innenraum. Das kleinere Innenrad mit Außenverzahnung ist auf einem kreiszylindrischen, um die Pumpenachse drehbaren Exzenter drehbar und kämmt mit dem Außenrad. Der Einlaß weist eine Einlaßkammer auf, die einerseits mit dem Einlaßkanal und andererseits über Verbindungskanäle des Exzenters mit dem Innensichelraum der Pumpe in Verbindung steht. Das Innenrad weist in jedem Zahngrund einen radialen Verbindungskanal auf.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradpumpe mit exzentrisch umlaufendem Innenrad ohne Rotor auszugestalten und dabei den Einlaß so zu legen, daß der gesamte Eingriffsbereich der Verzahnung auf der Druckseite ohne Kurzschluß zum Einlaßbereich ist und daher in seiner gesamten Erstreckung als Pump- und Druckraum zur Verfügung steht.
  • Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
  • Dadurch wird ein mit dem Exzenter umlaufender Einlaßraum geschaffen, der einerseits unmittelbar oder über im Exzenter angeordnete Axialkanäle mit dem Einlaßkanal verbunden ist und der andererseits nur mit dem mit dem Exzenter umlaufenden Füllraum der Pumpe in Verbindung steht.
  • Die Verzahnung der Pumpe ist vorzugsweise so ausgebildet, daß im Eingriffsbereich zwischen den Schnittpunkten der Kopfkreise jeweils mehrere Zahnpaarungen in dichtendem Eingriff sind und geschlossene Zahnzellen bilden. Dieser Eingriffsbereich wird durch die Ausgestaltung nach Anspruch 1 jedenfalls versperrt.
  • Im Bereich des Füllraumes kann dagegen eine weite Verbindung zwischen der Ausnehmung und dem Füllraum bestehen. Wenn in diesem Falle die Pumpe mit Saugdrosselung betrieben werden soll, so daß die Füllung einer bestimmten Drehzahl nicht mehr drehzahlabhängig ist, so wird im Einlaßkanal eine Drossel angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, daß die Ausnehmung auf dem Umfang des Exzenters auch im Bereich des Füllraums bis auf eine enge Drosselöffnung geschlossen wird. Hierbei erfolgt eine Begrenzung des Einlasses zum einen durch den Drosselwiderstand, zum anderen durch die nur begrenzte Zeit, in der die Drosselöffnung der Ausnehmung mit jeweils einer der Verbindungsöffnungen des Innenrades kämmt und den Durchlaß zwischen Ausnehmung und Füllraum freigibt. Hiermit wird eine genaue Dosierung des der Pumpe zufließenden Ölstroms und eine genaue Festlegung des Drehzahlbereichs möglich, bei dem Förderkonstanz eintritt. Es wird vermieden, daß die Dichtung 37 einer Druckdifferenz ausgesetzt ist.
  • Die Lösung nach Anspruch 3 vermeidet, daß die durch den Umlauf des Innenrades und der Druckzone entstehenden, umlaufenden Kräfte sich auf die Antriebswelle auswirken und zu einer Ausbiegung der Welle und einer Verkantung des Innenrades führen.
  • Die Lösung nach Anspruch 4 erzielt eine gute Kühlung und Schmierung des Exzenters, der durch die Gleitlagerungen innen und außen wärme- und verschleißbelastet ist.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Axialschnitt,
    Fig. 2
    einen Radialschnitt durch die Pumpe.
  • Das Pumpengehäuse wird gebildet durch den Pumpenmantel 1 und die Stirnplatten 2 und 3, die aufeinandergeschichtet sind. Der Gehäusemantel 1 weist einen kreiszylindrischen Innenraum auf, in dessen zylindrischen Innenmantel eine umlaufende Nut 4 eingestochen ist. Auf den seitlich stehen bleibenden Stegen 5 ist das Außenrad 6 befestigt. Das gesamte Paket aus Gehäusemantel 1, Stirnplatten 2 und 3 sowie Außenrad 6 wird durch eine Verschraubung 7 zusammengehalten. Die Verschraubung 7 durchdringt mit Löchern 8 das Außenrad im Bereich der Zahnköpfe.
  • Das Außenrad weist eine Innenverzahnung auf. Der Innenraum der Pumpe wird also durch die Innenverzahnung mit Kopfkreis 9 des Außenrades umschrieben. In der Stirnplatte 3 ist ein Zapfen 10 mit einem Ende fest eingefügt. Das andere Ende des Zapfens 10 ragt in den Innenraum der Pumpe. Auf dem Zapfen 10 ist ein Exzenter 11 frei drehbar gelagert. Die axiale Breite des Exzenters entspricht im wesentlichen der axialen Breite des Gehäusemantels 1 und des Außenrades 6. Der Exzenter besitzt einen kreiszylindrischen Außenumfang, dessen Mittelachse bei 12 angedeutet ist und der mit der Exzentrizität E um die Achse 13 des Zapfens 10 umläuft. Auf dem Exzenter 11 ist das Innenrad 14 frei drehbar gelagert. Das Innenrad 14 weist eine Außenverzahnung auf. Die Exzentrizität E des Exzenters und die Außenverzahnung des Innenrades sind so dimensioniert und die Verzahnungen sind so ausgeführt, daß die Außenverzahnung des Innenrades mit der Innenverzahnung des Außenrades kämmt.
    Daher schneiden sich die Kopfkreise 9 und 15 der Verzahnung in den umlaufenden Schnittpunkten 21 und 22. Auf dem Innenumfang des Kopfkreises 9 des Außenrades entstehen dadurch zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 einerseits auf der Seite der Achse 13, in die die Exzentrizität E weist, der umlaufende Eingriffsbereich und andererseits auf der Seite der Achse 13, die von der Exzentrizität abgewandt ist, der umlaufende Innen-Sichelraum oder Füllraum 23 der Pumpe.
  • Die Verzahnung ist so ausgeführt, daß die Zähne des Außen- und Innenrades zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 der Kopfkreise 9 und 15 mit ihren Flanken in dichtendem Eingriff sind. Es entstehen daher zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 im Eingriffsbereich mehrere Zahnzellen, die durch Berührung ihrer Flanken zueinander und zu dem von der Exzentrizität abgewandten Innensichelraum 23 abgedichtet sind.
  • Zum Antrieb der Pumpe dient die Antriebswelle 16. Die Antriebswelle 16 ist konzentrisch zur Mittelachse 13 des Zapfens 10 in der anderen Stirnplatte 2 drehbar gelagert und schließt mit ihrem Ende im wesentlichen bündig mit der Innenseite der Pumpenkammer ab. Dort bildet die Welle 16 eine Stirnfläche, an der exzentrisch ein Kupplungslappen 17 befestigt ist. Dieser Kupplungslappen 17 ragt axial in eine Mitnehmertasche 18, die in die benachbarte Stirnfläche des Exzenters 11 im Bereich der Exzentrizität eingebracht ist.
  • Als Einlaß besitzt die Pumpe einen im wesentlichen radialen Einlaßkanal 19 in der Stirnplatte 3. Der Einlaßkanal mündet in einen Verteilerraum 20 ein, der den Zapfen 10 konzentrisch umgibt. Der Verteilerraum ist als kreiszylindrische Ausnehmung der Stirnfläche der Stirnplatte ausgebildet, die den Pumpenraum begrenzt. Ihr Radius ist kleiner als der Radius Fi des Fußkreises des Innenrades, vermindert um die Exzentrizität E.
  • In der Stirnfläche der gegenüberliegenden Seite des Exzenters 11 ist eine kreiszylindrische Ausnehmung konzentrisch zu der Mittelachse 12 des Exzenters eingebracht. Diese Ausnehmung dient als Einlaßkammer 28. Der Verteilerraum 20 und die Einlaßkammer 28 sind durch Kanäle, welche den Exzenter axial durchdringen, miteinander verbunden. Diese Kanäle sind vorzugsweise als Nuten der Innenbohrung des Exzenters ausgebildet und dienen der Schmierung des Gleitlagers des Exzenters auf dem Zapfen 10 wie auch der Kühlung des Exzenters 11. Als ein solcher Kanal dient die Mitnehmertasche 18, die deshalb den Exzenter 11 axial durchdringt und mit ihrer äußeren Kante auf einem Radius umläuft, der etwas größer ist als der Radius der Welle. Es können auch mehrere solcher Kanäle vorgesehen sein. Aus Fig. 2 ergeben sich zwei weitere solcher Schmierkanäle 29 und 30 im Gleitlagerbereich des Innenrades, die in Umfangsrichtung des Mantels des Exzenters 11 jeweils um 60° versetzt sind. Entsprechende Kanäle können auch in der Innenbohrung des Exzenters angelegt sein, so daß durch den in diesen Kanälen 29, 30 und in der Mitnehmertasche 18 fließenden Ölstrom eine symmetrische Verteilung des Öls und gleichzeitig hydrodynamische Abstützung des Exzenters bewirkt wird. Dabei kommt diesen Ölströmen aber insbesondere auch die Funktion der Kühlung des Exzenters zu. Diese Funktion der Kühlung ist deswegen von besonderer Wichtigkeit, weil der Exzenter selbst in seiner Innenbohrung drehbar gelgagert ist und auf seinem Außenmantel als drehbare Lagerung des Innenrades dient.
  • Die Ausnehmung 28 ist gegenüber dem Innenumfang des Innenrades durch stehenbleibende Rippe 34 verschlossen. Diese Rippe muß sich im wesentlichen über den gesamten Eingriffsbereich erstrecken. Das heißt mit anderen Worten, daß die Ausnehmung lediglich auf der von der Exzentrizität abgewandten Seite der Exzenterlagerung bis auf den Innenumfang des Innenrades reichen darf. Dieser Öffnungsbereich darf sich lediglich maximal über den Zentriwinkel erstrekken, der an der Pumpenachse 13 gemessen wird und nicht größer ist als die Summe aus Teilungswinkel und dem an der Pumpenachse 13 gemessenen Zentriwinkel des Innen-Sichelraums 23 (Öffnungsbereich).
  • In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Rippe 34 auch im Öffnungsbereich lediglich eine kleine Verbindungsöffnung 35 in Form einer in die Stirnseite der Rippe eingebrachten Nut aufweist. Diese Nut liegt auf dem Durchmesser des Exzenters, der die Pumpenachse und die Exzenterachse schneidet, jedoch auf der von der Exzenterachse abgewandten Seite.
  • Das Innenrad ist auf der Stirnseite, die in der Radialebene der Ausnehmung 28 liegt, mit Verbindungsnuten 36 versehen. Jeweils eine Verbindungsnut 36 verbindet je einen Zahngrund radial mit dem Innenumfang.
  • Der Auslaßkanal 24 liegt radial im Gehäusemantel 2 und ist mit der Umfangsnut 4 des Gehäusemantels verbunden. Diese Umfangsnut wird nach innen durch den Außenumfang des Außenrades begrenzt und bildet eine Außenkammer.
  • Das Außenrad weist im Bereich jeder Zahnlücke mindestens eine Auslaßbohrung 25 auf. In Fig. 1 ist gezeigt, daß in axialer Richtung pro Zahnlücke jeweils zwei Auslaßbohrungen 25.1 und 25.2 nebeneinander liegen. Dabei sind die Auslaßbohrungen jeweils in Parallelen Radialebenen angeordnet. Jede Radialebene wird überdeckt von einem elastischen Ventilring 26.1 und 26.2, der die sämtlichen Auslaßbohrungen einer Normalebene überdeckt und dabei in einer Axialebene durchtrennt ist. Das eine Ende ist z.B. durch einen Niet festgehalten, das andere Ende ist frei beweglich. Diese Ventilringe 26.1, 26.2 dienen als Rückschlagventile für jede der Auslaßbohrungen.
  • Zur Funktion:
    Die Antriebswelle 16 wird mit Drehrichtung 31 angetrieben. Dabei greift der Kupplungslappen 17 in die Mitnehmertasche 18 des Exzenters ein und nimmt den Exzenter mit. Das Außenrad 6 führt dadurch eine taumelnde Bewegung im Innenraum der Pumpe aus, wobei es sich infolge des Eingriffs seiner Verzahnung mit der Verzahnung des Außenrades mit Drehrichtung 32 dreht. Dabei bildet es mit der Verzahnung des Außenrades in dem Eingriffsbereich zwischen den Schnittpunkten 21, 22 der beiden Kopfkreise mehrere Zahnzellen, die sich fortlaufend vergrößern und verkleinern. In dem nachlaufenden Bereich vergrößern sich die Zellen, bis sie sich öffnen und mit dem mit Öl gefüllten Innensichelraum 23 in Verbindung kommen. Auf der vorlaufenden Seite des Innenrades verkleinern sich die Zellen. Hier wird also das Öl unter Druck gesetzt. Wenn der Druck in einer Zelle den in der Umfangsnut 4 herrschenden systemdruck übersteigt, werden dort die Ventilringe 26.1 und 26.2 von den Auslaßbohrungen 25.1, 25.2 infolge der Druckdifferenz abgehoben, so daß das Öl aus der Zelle ausgestoßen werden kann.
  • Infolge des auf der Einlaßseite entstehenden Unterdrucks wird Öl aus dem Einlaßkanal 19 angesaugt. Hierbei gelangt das Öl zunächst in den Verteilerraum 20. Der Verteilerraum steht durch die den Exzenter axial durchdringende Mitnehmertasche 18 und/oder durch Verbindungskanäle 29 mit der Ausnehmung 28 in Verbindung. Die Verbindungskanäle 29 sind als Nuten im Innenumfang des Gleitlagers des Exzenters ausgeführt. Im Bereich der Gleitlagerung des Exzenters 11 entsteht hierdurch ein guter Schmierfilm, der gleichzeitig zur Schmierung und zur hydrodynamischen Abstützung dient. Infolge der Drehung des Exzenters mit Drehrichtung 31 dreht sich das Innenrad mit Drehrichtung 32. Daher führt das Zahnrad eine Relativbewegung zu dem Exzenter und zu der radialen Verbindungsöffnung 35 in der Außenrippe 34 des Exzenters aus. Daher wird über die Verbindungsnuten 36 in der Stirnfläche des Innenrades eine intermittierende Verbindung zwischen der Ausnehmung 28 und dem Innen-Sichelraum (gleich Füllraum) 23 der Pumpe hergestellt. Die Verbindungsöffnung 35 und/oder die Verbindungsnuten 36 sind nun so dimensioniert, daß sie lediglich eine drosselnde Verbindung bewirken. Außerdem wird die in den Füllraum 23 gelangende Ölmenge begrenzt durch die drehzahlabhängige Zeit, in der die Verbindungsöffnung 35 und die Verbindungsnuten 36 jeweils fluchten. Durch die Drosselung an dieser Stelle wird vermieden, daß die Dichtung 37 einer Druckdifferenz ausgesetzt ist.
  • Die Verbindungsöffnung 35 kann auch größer als dargestellt sein, so daß jeweils mehrere der Verbindungsnuten des Innenrades mit der Verbindungsöffnung 35 der Ausnehmung fluchten und daher eine ständige Verbindung zwischen der Ausnehmung 28 und dem Füllraum 23 besteht. Die Größe der Verbindungsöffnung 35 ist jedoch so begrenzt, daß sie niemals eine der geschlossenen Zahnzellen des EingriffsbereicheS überdeckt. Dadurch wird ein Totweg dieser Zahnzellen im Druckbereich vermieden und der hydraulische Wirkungsgrad erhalten bzw. verbessert. Daher darf die Weite der Verbindungsöffnung 35 nur um eine Teilung größer sein als die Weite des sichelförmigen Innenraumes 23, welcher durch die beiden Fußkreise begrenzt wird. Die Weite des sichelförmigen Innenraumes 23 der Öffnung 35 und der Teilung wird dabei jeweils als Zentriwinkel um die zentrische Achse 13 der Pumpe gemessen.
  • Die Pumpe ist vorzugsweise auch als sauggedrosselte Pumpe verwendbar. Durch eine Drosselung der eingelassenen Ölmenge kann pro Zeiteinheit nur eine begrenzte Ölmenge angesaugt werden. Diese zeitlich begrenzte Anßsaugmenge reicht nur bis zu einer bestimmten Drehzahl zur vollständigen Füllung der Pumpe aus. Nur bis zu dieser Drehzahl ist daher die Fördermenge der Pumpe proportional zur Drehzahl. Bei Erhöhung der Drehzahl erfolgt keine weitere Steigerung der Fördermenge. Daher ist die Erhöhung der Drehzahl auch nicht mit einer erhöhten Leistungsaufnahme verbunden. Die Pumpe ist daher insbesondere für Verbraucher in Kraftfahrzeugen geeignet, die einen Ölbedarf haben, der nicht von der stark schwankenden Motordrehzahl abhängig ist.
  • Die Drosselung kann - wie bereits geschildert - vorteilhaft durch eine enge Dimensionierung der Verbindungsöffnung 35 der Ausnehmung 28 und/oder durch eine enge Dimensionierung der Verbindungsnuten 36 in der Stirnfläche des Innenrades erfolgen. Es ist alternativ oder zusätzlich jedoch auch möglich, im Einlaßkanal 19 eine Drossel vorzusehen, durch die die pro Zeiteinheit durchgelassene Ölmenge begrenzt wird.
    Die Drosselung kann alternativ oder zusätzlich aber auch durch eine Drossel geschehen, die in den oder vor dem Einlaßkanal 19 eingebaut ist (nicht dargestellt).
    • BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
    • 1
    Gehäusemantel, Pumpenmantel
    2
    Stirnplatte
    3
    Stirnplatte
    4
    Nut, Druckraum
    5
    Stege
    6
    Außenrad
    7
    Verschraubung
    8
    Löcher
    9
    Kopfkreis
    10
    Zapfen
    11
    Exzenter
    12
    Mittelachse
    13
    Achse
    14
    Innenrad
    15
    Kopfkreis
    16
    Antriebswelle
    17
    Kupplungslappen
    18
    Mitnehmertasche, Loch
    19
    Einlaßkanal
    20
    Verteilerraum
    21
    Schnittpunkt
    22
    Schnittpunkt
    23
    Innensichelraum
    24
    Auslaßkanal
    25.1
    Auslaßbohrung
    25.2
    Auslaßbohrung
    26.1
    Ventilring
    26.2
    Ventilring
    27
    Einlaßfläche
    28
    Einlaßkammer, Ausnehmung
    29
    Schmierkanal, Verbindungskanal
    30
    Schmierkanal, Verbindungskanal
    31
    Drehrichtung
    32
    Drehrichtung
    33
    Drossel
    34
    Rippe
    35
    Verbindungsöffnung
    36
    Verbindungsnut
    37
    Dichtung

Claims (5)

  1. Innenzahnradpumpe für Hydraulikflüssigkeit, bei der das Außenrad (6) mit Innenverzahnung stationär ist und einen geschlossenen Innenraum bildet, bei der das kleinere Innenrad (14) mit Außenverzahnung auf einem kreiszylindrischen, um die Pumpenachse drehbaren Exzenter drehbar ist und mit dem Außenrad kämmt,
    bei der der Einlaß eine Einlaßkammer (28) aufweist, die einerseits mit dem Einlaßkanal (19) und andererseits über Verbindungskanäle des Exzenters (11) mit dem Innensichelraum (23) der Pumpe in Verbindung steht und bei der das Innenrad (14) in jedem Zahngrund einen radialen Verbindungskanal (36) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Einlaßkammer (28) eine in der Stirnfläche des Exzenters (11) eingebrachte Ausnehmung ist, welche eine radial gegen den Innenumfang des Innenrades (14) gerichtete Verbindungsöffnung (35) besitzt,
    daß sich die Verbindungsöffnung (35) über einen an der Pumpenachse (13) gemessenen Zentriwinkel erstreckt, der kleiner ist als die Summe aus dem Teilungswinkel und dem an der Pumpenachse (13) gemessenen Zentriwinkel des mit dem Exzenter (11) umlaufenden Innensichelraums (23), der auf der von der Exzentrizität abgewandten Seite definiert wird durch die Kopfkreise,
    und daß die Verbindungskanäle (36) in der Ebene der Ausnehmung liegen.
  2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Ausnehmung (28) unmittelbar oder über in den Exzenter (11) axial eingebrachte Verbindungskanäle (18, 29) mit einem an einer Stirnfläche des Exzenters (11) anliegenden, kreiszylindrischen Verteilerraum (20) verbunden ist,
    welcher mit dem Einlaßkanal (19) verbunden ist und dessen Radius kleiner ist als die Differenz von Fußkreis-Radius (FI) des Innenrades und Exzentrizität.
  3. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Exzenter (11) auf einem im Gehäuse fest stehenden und auskragend gelagerten, zur Pumpenachse konzentrischen Zapfen (10) drehbar gelagert ist,
    und daß der Exzenter durch einen mit der Pumpenwelle verbundenen Mitnehmerzapfen (17), der in eine Mitnehmertasche (18) des Exzenters eingreift, in drehfester Verbindung steht.
  4. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    Ausnehmung (28) und Verteilerraum (20) auf jeweils einer Seite des Exzenters gebildet sind,
    und durch in dem Exzenter (11) angeordnete, achsparallele Kanäle (18, 29) verbunden sind,
    und daß vorzugsweise die achsparallelen Kanäle (29) in die Gleitlagerung des Exzenters (11) auf dem Zapfen (10) und/oder in die Gleitlagerung des Innenrades (14) auf dem Exzenter (11) in Form von axialen Nuten eingebracht sind.
  5. Pumpe nach Anspruch 3 und 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Mitnehmertasche (18) als achsparalleler Kanal zwischen Ausnehmung (28) und Verteilerraum (20) dient.
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