EP0933530B1 - Sichellose Innenzahnradpumpe - Google Patents

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EP0933530B1
EP0933530B1 EP98120951A EP98120951A EP0933530B1 EP 0933530 B1 EP0933530 B1 EP 0933530B1 EP 98120951 A EP98120951 A EP 98120951A EP 98120951 A EP98120951 A EP 98120951A EP 0933530 B1 EP0933530 B1 EP 0933530B1
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EP
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sealing element
pinion
groove
profiled groove
geared wheel
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EP98120951A
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Franz Arbogast
Peter Peiz
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Voith Turbo GmbH and Co KG
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Voith Turbo GmbH and Co KG
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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
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
    • F04C15/0019—Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps

Definitions

  • the invention relates to a sickle-free internal gear pump with a internally toothed ring gear, a pinion that meshes with the ring gear and a housing that receives the ring gear and pinion.
  • Such an internal gear pump is, for example, from EP 0 607 497 B1 known.
  • a sealing element used on the opposite Tooth tip of the pinion or the ring gear when operating the Internal gear pump slides.
  • the sealing element is provided with a channel, which extends through the sealing element and a conductive Connection between the bottom of the profile groove and the sealing surface of the Manufactures sealing element. This ensures that the sealing element in front Reaching the dead center receives the pressure that is necessary to achieve this Press the sealing element against the opposite tooth head. To Passing through the dead center, however, does not mean all of the pump generated working pressure on the sealing element, but only a partial pressure.
  • each sealing element mentioned is in the profile groove in the radial direction limited movement.
  • the outer surface of each sealing element forms thus necessarily a gap with the inner surface of the profile groove.
  • the invention has for its object a sickle Internal gear pump according to the preamble of claim 1 shape that the contact pressure of the sealing element against the head of opposite tooth remain essentially the same size, especially at high system pressures.
  • Claim 2 describes an advantageous development in which in the area of a dovetail-shaped part either in the Outer surface of the sealing element or in the inner surface of the Profile groove is recessed at least one groove.
  • the inventors have recognized that the width of the gap between the Outer surface of the sealing element and the inner surface of the profile groove at Operation changes, especially with a radial displacement of the Sealing element. This will change the amount of control oil used by the Pressure side flows through the mentioned gap to the profile groove base. Accordingly, the inventors suggest that the width of the print side existing gap remains unchanged, regardless of the prevailing Operating parameters.
  • Sealing element can be provided with appropriately designed grooves.
  • the internal gear pump shown in Fig. 1 is a sickle-less, head-sealing and playful. It comprises a ring gear 1, as essential elements Pinion 2 and a housing 3.
  • the ring gear 1 is provided with holes 1.1. These provide a conductive connection between the environment of the Ring gear 1 on the one hand and the space between ring gear 1 and pinion 2 on the other hand. Sealing elements 4 are in each case in the teeth of the ring gear used.
  • Pinion 2 is wedged on a pinion shaft 2.1, which in the direction of arrow X circulates.
  • the housing 3 has a suction port 3.1 and a pressure port 3.2 on.
  • the teeth 1.3 of the ring gear and the teeth 2.2 of the pinion have one certain axial width. Ring gear 1 and pinion 2 are eccentric to each other stored. In addition, the number of teeth 2.2 of the pinion 2 is one less than the number of teeth 1.3 of the ring gear 1.
  • Each tooth 1.3 of the Ring gear 1 has a profile groove 1.4.
  • a Sealing element 4 used in each profile groove 1.4. This is on part of its cross section dovetail-shaped.
  • Each sealing element 4 has one through channel 4.1 on. This provides a conductive connection between the interior or profile base 1.5 and the sealing surface 4.2 of the Sealing element 4 ago.
  • the sealing element 4 can radial movement while the internal gear pump is running perform.
  • the other arrows shown on the middle sealing element represent the course of the control oil flow.
  • the Control oil flow initially coming from the pressure side into a gap 5 the between the outer surface of the sealing element 4 and the inner surface of the Profile groove 1.4 is formed.
  • a groove 6 machined into the sealing element In the dovetail part of the Sealing element is a groove 6 machined into the sealing element.
  • a continuous groove 7 is provided in the middle Part of the sealing element 4.
  • the groove 6 is designed and arranged so that the control oil flow from through groove 7 to the groove base 1.5 is not throttled.
  • the wide of the entire channel is also at a radial displacement of the Sealing element 4 always one and the same.
  • the first section of this Flow channel, namely the gap 5, is parallel to the contact surface 8 and thus its gap height is independent of radial movements Y.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine sichellose Innenzahnradpumpe mit einem innenverzahnten Hohlrad, einem Ritzel, das mit dem Hohlrad kämmt und einem Gehäuse, das Hohlrad und Ritzel aufnimmt.
Eine solche Innenzahnradpumpe ist beispielsweise aus EP 0 607 497 B1 bekannt geworden. Dabei sind die Zahnköpfe des Hohlrades bzw. die Zahnköpfe des Ritzels jeweils mit einer Profilnut versehen. In die einzelne Profilnut ist ein Dichtelement eingesetzt, das am gegenüberliegenden Zahnkopf des Ritzels bzw. des Hohlrades beim Betrieb der Innenzahnradpumpe gleitet. Das Dichtelement ist mit einem Kanal versehen, der sich durch das Dichtelement hindurcherstreckt und eine leitende Verbindung zwischen dem Grund der Profilnut und der Dichtfläche des Dichtelementes herstellt. Damit wird sichergestellt, daß das Dichtelement vor Erreichen des Totpunktes den Druck erhält, der notwendig ist, um das Dichtelement gegen den gegenüberliegenden Zahnkopf anzudrücken. Nach Durchlaufen des Totpunktes steht jedoch nicht der gesamte, von der Pumpe erzeugte Arbeitsdruck auf dem Dichtelement, sondern nur ein Teildruck.
Innenzahnradpumpen mit solchen Dichtelementen haben sich grundsätzlich bewährt.
Die genannten Dichtelemente sind in der Profilnut in radialer Richtung begrenzt verschiebbar. Die Außenfläche eines jeden Dichtelementes bildet somit mit der Innenfläche der Profilnut notwendigerweise einen Spalt. Durch diesen Spalt gelangt Steueröl von der Druckseite eines Zahnkopfes mit eingesetztem Dichtelement in den Innenraum der Profilnut, d.h. zum Profilnutgrund. Dort tritt Steueröl in den Kanal ein, der durch das Dichtelement hindurchgeführt ist, um an der Dichtfläche des Dichtelementes im Bereich des gegenüberliegenden Zahnes von Ritzel bzw. Hohlrad wieder auszutreten.
Es hat sich gezeigt, daß trotz des Kanales, der sich durch das Dichtelement hindurchzieht, die Steuerung des Ölflusses und damit des Druckes, mit dem das Dichtelement an den gegenüberliegenden Zahnkopf angedrückt wird, nicht optimal ist. Insbesondere bei hohen Drücken, beispielsweise bei Drücken von 250 bar, treten Schwankungen der Anpreßkraft auf. Diese Schwankungen sind nachteilig, insbesondere bezüglich der Dichtwirkung zwischen Dichtelement einerseits und gegenüberliegendem Zahn andererseits, und damit für den Wirkungsgrad und die übrige Arbeitsweise der gesamten Innenzahnradpumpe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichellose Innenzahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Anpreßkräfte des Dichtelementes gegen den Kopf des gegenüberliegenden Zahnes im wesentlichen gleich groß bleiben, insbesondere bei hohen Systemdrücken.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung, bei der im Bereich eines schwalbenschwanzförmigen Teils entweder in die Außenfläche des Dichtelements oder in die Innenfläche der Profilnut wenigstens eine Nut eingelassen ist.
Die Erfinder haben erkannt, daß sich die Weite des Spaltes zwischen der Außenfläche des Dichtelementes und der Innenfläche der Profilnut beim Betrieb ändert, insbesondere bei einer Radialverschiebung des Dichtelementes. Hierdurch ändert sich die Menge des Steueröles, das von der Druckseite durch den genannten Spalt hindurch zum Profilnutgrund strömt. Demgemäß schlagen die Erfinder vor, daß die Weite des auf der Druckseite befindlichen Spaltes unverändert bleibt, ungeachtet der jeweils herrschenden Betriebsparameter.
Zahlreiche Ausführungsformen sind möglich. So kann beispielsweise das Dichtelement mit entsprechend gestalteten Nuten versehen werden.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1
zeigt eine sichellose Innenzahnradpumpe in einem Axialschnitt.
Fig. 2
zeigt die Innenzahnradpumpe gemäß Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform.
Die in Fig. 1 gezeigte Innenzahnradpumpe ist eine sichellose, kopfdichtende und spielbehaftete. Sie umfaßt als wesentliche Elemente ein Hohlrad 1, ein Ritzel 2 sowie ein Gehäuse 3. Das Hohlrad 1 ist mit Bohrungen 1.1 versehen. Diese stellen eine leitende Verbindung zwischen der Umgebung des Hohlrades 1 einerseits und dem Zwischenraum zwischen Hohlrad 1 und Ritzel 2 andererseits her. In die Zähne des Hohlrades sind jeweils Dichtelemente 4 eingesetzt.
Ritzel 2 ist auf einer Ritzelwelle 2.1 aufgekeilt, die in Richtung des Pfeiles X umläuft.
Das Gehäuse 3 weist einen Sauganschluß 3.1 und einen Druckanschluß 3.2 auf.
Die Zähne 1.3 des Hohlrades und die Zähne 2.2 des Ritzels haben eine gewisse axiale Breite. Hohlrad 1 und Ritzel 2 sind exzentrisch zueinander gelagert. Außerdem ist die Zahl der Zähne 2.2 des Ritzels 2 um eins kleiner als die Zahl der Zähne 1.3 des Hohlrades 1.
Aus Fig. 2 erkennt man im einzelnen folgendes: Jeder Zahn 1.3 des Hohlrades 1 weist eine Profilnut 1.4 auf. In jede Profilnut 1.4 ist ein Dichtelement 4 eingesetzt. Dieses ist auf einem Teil seines Querschnittes schwalbenschwanzförmig gestaltet. Jedes Dichtelement 4 weist einen durchgehenden Kanal 4.1 auf. Dieser stellt eine leitende Verbindung zwischen dem Innenraum oder Profilgrund 1.5 und der Dichtfläche 4.2 des Dichtelementes 4 her.
Wie man aus dem Doppelpfeil Y erkennt, vermag das Dichtelement 4 während des Laufs der Innenzahnradpumpe eine Radialbewegung auszuführen. Die übrigen Pfeile, die am mittleren Dichtelement gezeigt sind, stellen den Verlauf des Steuerölstromes dar. Wie man daraus erkennt, tritt der Steuerölstrom zunächst von der Druckseite her kommend in einen Spalt 5 ein, der zwischen der Außenfläche des Dichtelementes 4 und der Innenfläche der Profilnut 1.4 gebildet ist. Im schwalbenschwanzförmigen Teil des Dichtelementes ist eine Nut 6 in das Dichtelement eingearbeitet. Im mittleren Teil des Dichtelementes 4 ist eine durchgehende Nut 7 vorgesehen. Die Nut 6 ist derart gestaltet und angeordnet, daß der Steuerölstrom ab der durchgehenden Nut 7 bis zum Nutgrund 1.5 nicht gedrosselt wird. Die Weite des gesamten Kanales ist auch bei einer Radialverschiebung des Dichtelementes 4 stets ein und dieselbe. Der erste Abschnitt dieses Strömungskanales, nämlich der Spalt 5, ist parallel zur Anlagefläche 8 und somit in seiner Spalthöhe unabhängig von radialen Bewegungen Y.

Claims (2)

  1. Sichellose Innenzahnradpumpe;
    1.1 mit einem innenverzahnten Hohlrad (1);
    1.2 mit einem Ritzel (2), das mit dem Hohlrad (1) kämmt;
    1.3 Ritzel (2) und Hohlrad (1) sind in einem Gehäuse drehbar gelagert, das einen Sauganschluß (3.1) und einen Druckanschluß (3.2) aufweist;
    1.4 das Hohlrad (1) weist radiale Durchbrüche (1.1) auf, die jeweils eine leitende Verbindung zwischen dem Zahngrund und der Mantelfläche des Hohlrades (1) herstellen;
    1.5 in den Zahnköpfen des Hohlrades (1) bzw. des Ritzels (2) ist eine Profilnut (1.4) vorgesehen, in die jeweils ein Dichtelement (4) eingesetzt ist, das am gegenüberliegenden Zahnkopf des Ritzels (2) bzw. des Hohlrades (1) gleiten kann;
    1.6 die Profilnut (1.4) ist - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - frei von Anschlüssen;
    1.7 das Dichtelement (4) ist mit einem Kanal (4.1) versehen, der eine leitende Verbindung für einen Steuerölstrom zwischen dem Profilnutgrund (1.5) und der Dichtfläche (4.2) des Dichtelementes (4) herstellt;
    1.8 der Kanal (4.1) ist - in Umlaufrichtung des Ritzels (2) gesehen - vom Fleisch des Dichtelementes (4) umschlossen;
    1.9 das Dichtelement (4) ist in der Profilnut (1.4) in radialer Richtung unter Bildung eines zwischen der Außenfläche des Dichtelementes (4) und der Innenfläche der Profilnut (1.4) gebildeten Spaltes (5) begrenzt verschiebbar, so daß der Profilnutgrund (1.5) mit der Druckseite in leitender Verbindung steht;
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    1.10 Dichtelement (4) und/oder Profilnut (1.4) sind derart gestaltet, daß die die Durchflußmenge des Steuerölstromes bestimmende Weite des Spaltes (5) bei jeder beliebigen Radialposition des Dichtelementes (4) im wesentlichen gleich groß ist.
  2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (4) - in einem Axialschnitt gesehen - einen schwalbenschwanzförmigen Teil umfaßt, und daß im Bereich dieses schwalbenschwanzförmigen Teiles entweder in die Außenfläche des Dichtelementes (4) oder in die Innenfläche der Profilnut (1.4) wenigstens eine Nut eingelassen ist.
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AT (1) ATE261064T1 (de)
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