EP0949419A1 - Innenzahnradmaschine - Google Patents

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EP0949419A1
EP0949419A1 EP99105579A EP99105579A EP0949419A1 EP 0949419 A1 EP0949419 A1 EP 0949419A1 EP 99105579 A EP99105579 A EP 99105579A EP 99105579 A EP99105579 A EP 99105579A EP 0949419 A1 EP0949419 A1 EP 0949419A1
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EP
European Patent Office
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ring gear
race
machine according
internal gear
ring
Prior art date
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EP99105579A
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English (en)
French (fr)
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EP0949419B1 (de
Inventor
Reinhard Pippes
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Eckerle Industrie Elektronik GmbH
Original Assignee
Eckerle Industrie Elektronik GmbH
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Publication date
Application filed by Eckerle Industrie Elektronik GmbH filed Critical Eckerle Industrie Elektronik GmbH
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Publication of EP0949419B1 publication Critical patent/EP0949419B1/de
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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
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
    • Y10T29/49242—Screw or gear type, e.g., Moineau type

Definitions

  • the invention relates to an internal gear machine with a Housing and with a housed in the housing Running group consisting of a rotatable pinion and an internally toothed, meshing with the pinion Ring gear.
  • the ring gear is either in one on its outer circumference Plain bearings added, being hydrostatic or hydrodynamic storage conditions can be set, or in a rolling bearing.
  • the bearing capacity is the permissible delivery or operating pressure Internal gear machine determined.
  • the object of the present invention is therefore a Internal gear machine of the type described above too design that constructively greater freedom for the There is a choice of delivery or operating pressure.
  • this object is achieved in that the Ring gear widened to a race on its outer circumference is.
  • the ring gear is wider on its outer circumference than in the area the gearing is between the gearing hydraulic prevailing from pinion and ring gear Compressive forces through which the ring gear in its storage is pressed, spread over a larger storage area, which reduces the specific bearing load.
  • the Widening of the ring gear on its outer circumference to one Race can be achieved in a variety of ways. From It is only important that the part forming the outer circumference the ring gear as a race together with the Internal toothing of the ring gear-bearing part as a unit circulates.
  • the part forming the race can be combined with the the part having internal teeth can be in one piece; of the separately manufactured race can also with the Part with internal toothing form-fitting and / or be non-positively connected.
  • Adequate Frictional contact arises when operating the Internal gear machine then when the internal gear supporting part of the ring gear with its peripheral surface the hydraulic forces in the teeth on the Inner circumference of the race is pressed. Because in operation only the bearing friction torque has to be overcome in order to Race together with the bearing that supports the internal toothing Allowing part to rotate is sufficient in this way achieved friction. Therefore, it is also an embodiment for the widened to a race on the outer circumference Ring gear conceivable, only for the time of pressureless start of the internal gear machine a positive connection between the race and the one that supports the internal toothing Part of the ring gear.
  • the internal gear machine shown in FIGS. 1 to 3 comprises a housing designated as a whole by 1, which consists of a cup-shaped housing part 11 and one on the latter Front end of the housing cover 12 is constructed.
  • a pinion shaft 14 rotatably mounted on which a pinion 2 rotatably attached is.
  • the pinion 2 meshes with a ring gear 3 (in FIG Cross-hatching), which is in a bearing ring 4 recorded and rotatably mounted therein.
  • the pinion 2 and the ring gear 3 are, as shown in Fig. 1, relative to each other with an eccentricity e.
  • the Eccentricity e that is the distance between the Pinion axis and the ring gear axis, corresponds to this Embodiment of the theoretical gear geometry of pinion and ring gear and sets play-free rolling or Sliding the gears ahead of each other.
  • the Toothings of the pinion 2 and the ring gear 3 mesh in one way to the other on the left in FIG. 1 in the area of the dividing line A, the teeth of the pinion 2 are fully in engage the tooth gaps of the ring gear 3 and at the Tooth flanks rest while on the opposite, in Fig. 1 right side entirely from the Tooth gaps of the ring gear 3 have emerged.
  • this non-intrusive ring gear area support several of the Tooth tips of the pinion 2 and the ring gear 3 (in the embodiment shown three tooth heads each) one after the other in the course of the rotation.
  • the Number of teeth and the geometry of the meshing Gears are chosen so that this type of combing in can be effected in a known manner.
  • the tooth flanks as involute curves are exemplary embodiments formed, the tooth tips to achieve a Rolling and sliding contact rounded for the purpose of sealing are.
  • the number of teeth of the ring gear 3 differs in this embodiment from that of the pinion 2 1.
  • the bearing ring 4 is in a housing bore 15 of the pot-shaped housing part 11 with a radial clearance of about 0.2 mm added.
  • the wall of the housing bore 15 is partially penetrated by a bearing pin 16 which in the Bottom of the housing bore 15 is pressed firmly. With the protruding beyond the wall of the housing bore 15 is largely semi-cylindrical part of the bearing pin 16 this in an axially directed groove of the bearing ring 4 added.
  • the axial groove is the shape of the bearing pin 16 adapted and also partially cylindrical.
  • the one in the axial groove engaging bearing pin 16 therefore forms for the bearing ring 4 one parallel to the axes of pinion 2 and ring gear 3 extending pivot axis about which the bearing ring 4 in Framework of the available radial play in the Housing bore 15 is pivotable.
  • this pivot axis lies in a quadrant of the Bearing rings 4, which is between the non-invasive Ring gear area and the center of the pressure chamber extends.
  • the openings 8 lead from the pressure chamber to the pressure outlet channel, not shown in the Housing cover 12.
  • the housing cover 12 has diametrical a suction inlet duct 9 opposite the pressure outlet duct on, which at its mouth to a suction field 10th expanded.
  • a pressure field 31 is indicated by that the respective axial disk 30 from the outside against the Effect of the inner pressure field 7 is applied so that the axial washer sealing contact in all operating states with the pinion 2 and the ring gear 3 maintained. education and mode of action of the pressure fields on axial washers well-known and therefore need at this point no further explanation.
  • Each thrust washer 30 supports itself for the purpose of it Secure position on the one hand over the circumference of a bearing bore 33 on the pinion shaft 14 and on the other hand on one in the Housing 11 or the housing cover 12 used pin 34 from.
  • the pins 34 each protrude into a blind hole in the outer end face of the axial disks 30 and are thereby held axially.
  • Variants are also on the housing by means of the pins 34 conceivable, the movement of the axial discs 30 together allow with pinion 2, ring gear 3 and bearing ring 4 (cf. EP 97-121 424.2 A1).
  • Fig. 4 shows the internal gear machine according to the Fig. 1 to 3 running group 20 used, the the pinion 2 and the ring gear 3.
  • the ring gear 3 has an outer part designed into a race 35, which forms the outer circumference 36 of the ring gear 3, and one the part 37 supporting the internal toothing.
  • the race 35 of the ring gear 3 exceeds Width of the part 37 bearing the internal toothing significant; the raceway width is in this Embodiment about three times the width of the internally toothed part 37.
  • the race 35b and the internally toothed part 37b separate components that joined together by pressing, shrinking or gluing are.
  • This embodiment allows a different one Choice of materials for the race and the internal gear Part that better adapt to the required storage or Combing properties allowed.
  • race form and internally toothed part of the ring gear each also separate components.
  • the variant according to FIG. 5c shows one Positive connection between the race 35c and the internally toothed part 37c by means of a radial from Outer circumference 36c forth in the internally toothed part 37c pressed-in pin 38.
  • the internally toothed part 37d with the race 35d an axially pressed-in cylindrical pin 39 is connected, which in a correspondingly partially cylindrical groove 40 of Race 35d and an unspecified, also partially cylindrical groove of the internally toothed part 37d sits.
  • FIG. 5c shows one Positive connection between the race 35c and the internally toothed part 37c by means of a radial from Outer circumference 36c forth in the internally toothed part 37c pressed-in pin 38.
  • the internally toothed part 37d with the race 35d an axially pressed-in cylindrical pin 39 is connected, which in a correspondingly partially cylindrical groove 40 of Race 35d and an unspecified, also partially cylindrical groove
  • the inner circumference of the Race 35e a shoulder 41 on which the internally toothed part 37e rests with its front edge and by a welding spot or a part or all of it circumferential weld 42 is attached.
  • the inner circumference of the race 35f two at an axial distance from each other arranged annular grooves 43, in each of which Spring ring 44 is broken. The facing each other Edges of the ring grooves 43 are spaced from one another, the maximum of the width of the internally toothed part 37f corresponds, which ensures that the spring washers 44 under frictional engagement on the front edges of the internally toothed Fit part 37f and thereby hold it.
  • the Race 35g with the internally toothed part 37g over a Coupled spring ring 45 the shape of which is shown in FIG. 7.
  • the race 35g on its inner circumference and the internally toothed part 37g on its outer circumference in each case a circumferential annular groove in which the spring ring 45th is recorded.
  • the spring ring 45 is in the installed state with its Bulges 48 with friction in the groove on the inner circumference of the race 35g while its connecting portions 50 by spring preload with friction in the am
  • the outer circumference of the internally toothed part 37g Ring groove are pressed (Fig. 8).
  • the embodiment of the ring gear according to FIGS. 9 and 10 corresponds to that of variant 5a, in which race and internally toothed part of the ring gear are in one piece.
  • this is Ring gear 3 'with its widened outer circumference over a Rolling bearing 60 received in a bearing ring 61, which in the same way as in the embodiment according to FIG. 1 up to 3 can be pivoted in the housing using a bearing pin can be arranged.
  • the rolling bearing 60 is here by formed a plurality of bearing needles 62, the length of which the width of the race 35 'is matched.

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Abstract

Eine Innenzahnradmaschine mit einem Gehäuse (11,12) und mit einer in dem Gehäuse aufgenommenen Laufgruppe bestehend aus einem drehbar gelagerten Ritzel (2) und einem innenverzahnten, mit dem Ritzel kämmenden Hohlrad (3), bei der das Hohlrad an seinem Außenumfang zu einem Laufring verbreitert ist. Der Laufring kann mit dem innenverzahnten Teil des Hohlrads einstückig oder davon auch ein getrennt erzeugtes Bauteil sein, welches drehfest mit dem innenverzahnten Teil verbunden ist. Dadurch wird die spezifische Lagerbelastung am Außenumfang des Hohlrads infolge der im Druckraum herrschenden Hydraulikkräfte vermindert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine mit einem Gehäuse und mit einer in dem Gehäuse aufgenommenen Laufgruppe bestehend aus einem drehbar gelagerten Ritzel und einem innenverzahnten, mit dem Ritzel kämmenden Hohlrad.
Bei Innenzahnradmaschinen dieser Art kann das Hohlrad unmittelbar in einer Gehäusebohrung oder in einem in der Gehäusebohrung angeordneten Lagerring umlaufend gelagert sein. Weiterhin sind auch Ausführungen dieser Innenzahnradmaschinen bekannt, bei denen das Hohlrad zusammen mit einem Laufring umlaufend in dem Gehäuse aufgenommen ist. Zwischen den Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad werden jeweils ein Saugraum und ein Druckraum gebildet, wobei insbesondere der im Druckraum herrschende Hydraulikdruck des Förder- oder Betriebsmediums die spezifische Lagerbelastung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Hohlrads und der damit zusammenwirkenden Lagerfläche bestimmt. Dies gilt unabhängig davon, ob der Druckraum von dem Saugraum jeweils durch ein Füllstück abgegrenzt ist oder dadurch definiert ist, daß die Zähne des Ritzels einerseits voll in die Zahnlücken des Hohlrads eingreifen und andererseits, annähernd diametral zu dem Zahnlückeneingriff, einen Dichtkontakt mit den Zahnköpfen des Hohlrads bewirken.
Das Hohlrad ist an seinem Außenumfang entweder in einem Gleitlager aufgenommen, wobei hydrostatische oder hydrodynamische Lagerbedingungen eingestellt sein können, oder in einem Wälzlager. Von der Tragfähigkeit der Lagerung ist der zulässige Förder- oder Betriebsdruck der Innenzahnradmaschine bestimmt. Bei Innenzahnradmaschinen mit einem geringen Förderdurchsatz, das heißt bei geringer Drehzahl und/oder Verzahnungsbreite, ist der Förder- oder Betriebsdruck häufig durch die Tragfähigkeit der Hohlradlagerung unerwünscht begrenzt, so daß bezüglich der Drehzahl und/oder der Verzahnungsbreite gegebenenfalls konstruktiv ein Kompromiß getroffen werden muß, um den angestrebten Förder- oder Betriebsdruck in der Praxis verwirklichen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Innenzahnradmaschine der vorstehend beschriebenen Art so zu gestalten, daS konstruktiv eine größere Freiheit für die Wahl des Förder- oder Betriebsdrucks besteht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Hohlrad an seinem Außenumfang zu einem Laufring verbreitert ist.
Da das Hohlrad an seinem Außenumfang breiter als im Bereich der Verzahnung ist, werden die zwischen den Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad herrschenden hydraulischen Druckkräfte, durch die das Hohlrad in seine Lagerung gepreßt wird, auf eine größere Lagerfläche verteilt, wodurch die spezifische Lagerbelastung reduziert ist. Die Verbreiterung des Hohlrads an seinem Außenumfang zu einem Laufring kann auf vielfältige Weise erreicht werden. Von Bedeutung ist nur, daß der den Außenumfang bildende Teil des Hohlrads als Laufring zusammen mit dem die Innenverzahnung des Hohlrads tragenden Teil als Einheit umläuft. Hierzu kann der den Laufring bildende Teil mit dem die Innenverzahnung aufweisenden Teil einstückig sein; der gesondert hergestellte Laufring kann aber auch mit dem die Innenverzahnung aufweisenden Teil formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Ein hinreichender Kraftschluß stellt sich beim Betrieb der Innenzahnradmaschine dann ein, wenn der die Innenverzahnung tragende Teil des Hohlrads mit seiner Umfangsfläche durch die hydraulischen Kräfte in der Verzahnung an den Innenumfang des Laufrings angedrückt wird. Da im Betrieb nur das Lager-Reibmoment überwunden werden muß, um den Laufring zusammen mit dem die Innenverzahnung tragenden Teil rotieren zu lassen, genügt der auf diese Weise erzielte Reibschluß. Daher ist auch eine Ausführungsform für das am Außenumfang zu einem Laufring verbreiterte Hohlrad denkbar, bei der nur für die Zeit des noch drucklosen Anlaufs der Innenzahnradmaschine ein Formschluß zwischen dem Laufring und dem die Innenverzahnung tragenden Teil des Hohlrads besteht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer füllstücklosen Innenzahnradmaschine längs der Linie I-I in Fig. 2;
  • Fig. 2 einen Axialschnitt längs der Linie II-II in Fig. 3;
  • Fig. 3 eine Innenansicht des Gehäusedeckels, geschnitten längs der Linie III-III in Fig. 2;
  • Fig. 4 eine Stirnansicht der Laufgruppe bestehend aus Hohlrad und Ritzel, die bei der Innenzahnradmaschine gemäß den Fig. 1 bis 3 zum Einsatz kommt;
  • Fig. 5a bis 5f sechs verschiedene Varianten der Ausbildung des Hohlrads mit zu einem Laufring verbreiterter Außenumfangsfläche in einem Axialschnitt der Laufgruppe gemäß Fig. 4;
  • Fig. 6 einen zu Fig. 5 analogen Axialschnitt durch eine weitere modifizierte Ausführungsform der Laufgruppe;
  • Fig. 7 einen Federring, der in der Laufgruppe gemäß Fig. 6 zum Einsatz kommt;
  • Fig. 8 eine Stirnansicht der Laufgruppe gemäß Fig. 6, teilweise geschnitten, und
  • Fig. 9, 10 Axialschnitt und Stirnansicht einer Ausführungsform der Laufgruppe, bei der das Hohlrad über eine Wälzlagerung in einem Lagerring des Gehäuses aufgenommen ist.
    • Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Innenzahnradmaschine umfaßt ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Gehäuse, das aus einem topfförmigen Gehäuseteil 11 und einem an dessen Stirnseite befestigten Gehäusedeckel 12 aufgebaut ist. In dem topfförmigen Gehäuseteil 11 ist eine Ritzelwelle 14 drehbar gelagert, auf der ein Ritzel 2 drehfest befestigt ist. Das Ritzel 2 kämmt mit einem Hohlrad 3 (in Fig. 2 zur Hervorhebung kreuzschraffiert), das in einem Lagerring 4 aufgenommen und darin drehbar gelagert ist. Das Ritzel 2 und das Hohlrad 3 sind, wie aus Fig. 1 hervorgeht, relativ zueinander mit einer Exzentrizität e gelagert. Die Exzentrizität e, das heißt der Abstand zwischen der Ritzelachse und der Hohlradachse, entspricht bei diesem Ausführungsbeispiel der theoretischen Verzahnungsgeometrie von Ritzel und Hohlrad und setzt spielfreies Abwälzen bzw. Gleiten der Verzahnungen aneinander voraus. Die Verzahnungen des Ritzels 2 und des Hohlrads 3 kämmen in einer Weise miteinander, das auf der linken Seite in Fig. 1 im Bereich der Trennlinie A die Zähne des Ritzels 2 voll in die Zahnlücken des Hohlrads 3 eingreifen und an den Zahnflanken anliegen, während sie auf der gegenüberliegenden, in Fig. 1 rechten Seite ganz aus den Zahnlücken des Hohlrads 3 ausgetreten sind. In diesem eingriffsfreien Hohlradbereich stützen sich mehrere der Zahnköpfe des Ritzels 2 und des Hohlrads 3 (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils drei Zahnköpfe) nacheinander im Verlauf der Umdrehung aufeinander ab. Die Zähnezahlen und die Geometrie der miteinander kämmenden Verzahnungen sind so gewählt, daß diese Art des Kämmens in bekannter Weise bewirkt werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zahnflanken als Evolventen-Kurven gebildet, wobei die Zahnköpfe zur Erzielung eines Wälz- und Gleitkontakts zum Zweck der Abdichtung gerundet sind. Die Zähnezahl des Hohlrads 3 unterscheidet sich in diesem Ausführungsbeispiel von derjenigen des Ritzels 2 um 1.
    Bei der Drehung des Ritzels 2 in der durch Pfeil angedeuteten Richtung vergrößert sich der frei werdende Zahnlückenraum, ausgehend von dem vollen Eingriff der Ritzelverzahnung in die Hohlradverzahnung über der Trennlinie A, zunehmend bis zum Erreichen des aus Fig. 1 ersichtlichen Zustandes beim erneuten Überschreiten der Trennlinie A (auf der rechten Seite in Fig. 1). Hierdurch ist über der Trennlinie der Saugraum der Innenzahnradmaschine gebildet; unter der Trennlinie verringert sich der freie Zahnlückenraum wieder zunehmend, so daß dadurch der Druckraum gebildet ist.
    Der Lagerring 4 ist in einer Gehäusebohrung 15 des topfförmigen Gehäuseteils 11 mit einem Radialspiel von etwa 0,2 mm aufgenommen. Die Wand der Gehäusebohrung 15 wird teilweise von einem Lagerstift 16 durchsetzt, der in den Boden der Gehäusebohrung 15 fest eingepreßt ist. Mit dem über die Wand der Gehäusebohrung 15 überstehenden weitgehend halbzylindrischen Teil des Lagerstifts 16 ist dieser in einer axial gerichteten Nut des Lagerrings 4 aufgenommen. Die Axialnut ist der Form des Lagerstifts 16 angepaßt und ebenfalls teilzylindrisch. Der in die Axialnut eingreifende Lagerstift 16 bildet daher für den Lagerring 4 eine zu den Achsen von Ritzel 2 und Hohlrad 3 parallel verlaufende Schwenkachse, um welche der Lagerring 4 im Rahmen des zur Verfügung stehenden Radialspiels in der Gehäusebohrung 15 schwenkbar ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liegt diese Schwenkachse in einem Quadrant des Lagerrings 4, der sich zwischen dem eingriffsfreien Hohlradbereich und der Mitte des Druckraums erstreckt. Daraus ergibt sich eine bekannte Wirkungsweise der in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten Innenradmaschine dahingehend, daß durch die im Druckraum herrschenden Druckkräfte ein Drehmoment um den Lagerstift 16 erzeugt wird, durch welches der Lagerring 4 um die durch den Lagerstift 16 gebildete Schwenkachse geschwenkt wird. Dadurch werden in dem eingriffsfreien Hohlradbereich die Zahnköpfe von Ritzel 2 und Hohlrad 3 mit einer der Größe der Druckkräfte proportionalen Kraft gegeneinander bewegt und im Dichtkontakt gehalten (vgl. DE 196 51 683 A1).
    Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die Ritzelwelle 14 sowohl in dem topfförmigen Gehäuse 11 als auch in dem Gehäusedeckel 12 über Lagerbuchsen gelagert. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, übersteigt der Lagerring 4 in seiner Breite die Breite von Ritzel 2 und Hohlrad 3 erheblich und liegt mit seinen Stirnflächen verschiebbar an den Wandungen des Gehäuses 11 bzw. des Deckels 12 an. Hingegen liegt an der Verzahnung von Ritzel und Hohlrad stirnseitig zu beiden Seiten je eine Axialscheibe 30 dichtend an, deren Form aus Fig. 3 hervorgeht. Jede der beiden Axialscheiben 30 weist auf ihrer der Verzahnung zugewendeten Fläche ein Druckfeld 7 auf, in dessen Bereich in der Axialscheibe 30, die auf der Seite des Gehäusedeckels 12 angeordnet ist, drei Durchbrüche 8 vorgesehen sind. Die Durchbrüche 8 führen von dem Druckraum zu dem nicht dargestellten Druck-Auslaßkanal im Gehäusedeckel 12. Der Gehäusedeckel 12 weist diametral gegenüber dem Druck-Auslaßkanal einen Saug-Einlaßkanal 9 auf, der sich an seiner Einmündung zu einem Saugfeld 10 erweitert. In der Wand des Gehäuses 11 und des Gehäusedeckels 12 ist je ein Druckfeld 31 angedeutet, durch das die jeweilige Axialscheibe 30 von außen her gegen die Wirkung des inneren Druckfelds 7 so beaufschlagt ist, daß die Axialscheibe bei allen Betriebszuständen Dichtkontakt mit dem Ritzel 2 und dem Hohlrad 3 beibehält. Ausbildung und Wirkungsweise der Druckfelder an Axialscheiben sind einschlägig bekannt und bedürfen deshalb an dieser Stelle keiner näheren Erläuterung.
    Jede Axialscheibe 30 stützt sich zum Zweck ihrer Lagesicherung einerseits über den Umfang einer Lagerbohrung 33 auf der Ritzelwelle 14 und andererseits an einem in dem Gehäuse 11 bzw. dem Gehäusedeckel 12 eingesetzten Stift 34 ab. Die Stifte 34 ragen jeweils in eine Sackbohrung in der äußeren Stirnfläche der Axialscheiben 30 und sind dadurch axial gehalten. Anstelle der Fixierung der Axialscheiben 30 an dem Gehäuse mittels der Stifte 34 sind auch Varianten denkbar, die eine Bewegung der Axialscheiben 30 zusammen mit Ritzel 2, Hohlrad 3 und Lagerring 4 erlauben (vgl. EP 97-121 424.2 A1).
    Fig. 4 zeigt die bei der Innenzahnradmaschine gemäß den Fig. 1 bis 3 zur Anwendung kommende Laufgruppe 20, die aus dem Ritzel 2 und dem Hohlrad 3 besteht. Das Hohlrad 3 weist einen äußeren, zu einem Laufring 35 gestalteten Teil auf, der den Außenumfang 36 des Hohlrads 3 bildet, sowie einen die Innenverzahnung tragenden Teil 37. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, übersteigt der Laufring 35 des Hohlrads 3 die Breite des die Innenverzahnung tragenden Teils 37 erheblich; die Laufringbreite beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa das Dreifache der Breite des innenverzahnten Teils 37. Hierdurch stützt sich das Hohlrad 3 in dem entsprechend verbreiterten Lagerring 4, in dem es gleitend aufgenommen ist, mit einer so geringen spezifischen Lagerpressung ab, daß dadurch ohne Ansehung der zulässigen Tragfähigkeit der Gleitlagerung die Druckkräfte, das heißt der Förder- bzw. Betriebsdruck, im Druckraum von vornherein festgelegt werden können.
    Um den Umlauf des Hohlrads 3 in der Gleitlagerung (hier in dem Laufring 4) in seiner Gesamtheit zu gewährleisten, ist der innenverzahnte Teil 37 mit dem Laufring 35 drehfest verbunden. Die Fig. 5a bis 5f zeigen Varianten der entsprechenden Verbindungsart dieser beiden Teile, wobei die Variante gemäß Fig. 5a eine einstückige Ausführung des Laufrings 35a und des innenverzahnten Teils 37a wiedergibt. Diese Ausführungsform erlaubt die Erzeugung der Außenumfangsfläche 36a und der Innenverzahnung in einer Aufspannung.
    Bei der Variante gemäß Fig. 5b bilden der Laufring 35b und der innenverzahnte Teil 37b getrennte Bauteile, die miteinander durch Pressen, Schrumpfen oder Kleben verbunden sind. Diese Ausführungsform erlaubt eine unterschiedliche Materialwahl für den Laufring und den innenverzahnten Teil, die eine bessere Anpassung an die geforderten Lager- bzw. Kämmeigenschaften gestattet.
    Bei den Varianten gemäß den Fig. 5c bis 5f bilden Laufring und innenverzahnter Teil des Hohlrads jeweils ebenfalls getrennte Bauteile. Die Variante gemäß Fig. 5c zeigt eine Formschlußverbindung zwischen dem Laufring 35c und dem innenverzahnten Teil 37c mittels eines radial vom Außenumfang 36c her in den innenverzahnten Teil 37c eingepreßten Stiftes 38. Bei der Variante gemäß Fig. 5d ist der innenverzahnte Teil 37d mit dem Laufring 35d durch einen axial eingepreßten zylindrischen Stift 39 verbunden, der in einer entsprechend teilzylindrischen Nut 40 des Laufrings 35d und einer nicht näher bezeichneten, ebenfalls teilzylindrischen Nut des innenverzahnten Teils 37d sitzt. Bei der Variante gemäß Fig. 5e weist der Innenumfang des Laufrings 35e eine Schulter 41 auf, an welcher der innenverzahnte Teil 37e mit seinem Stirnrand anliegt und durch einen Schweißpunkt oder eine teilweise oder ganz umlaufende Schweißnaht 42 befestigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß der Variante 5f weist der Innenumfang des Laufrings 35f zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 43 auf, in welche jeweils ein Federring 44 eingesprengt ist. Die einander zugewendeten Ränder der Ringnuten 43 haben einen Abstand voneinander, der höchstens der Breite des innenverzahnten Teils 37f entspricht, wodurch gewährleistet ist, daß die Federringe 44 unter Reibschluß an den Stirnrändern des innenverzahnten Teils 37f anliegen und diesen dadurch halten.
    Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6 bis 8 ist der Laufring 35g mit dem innenverzahnten Teil 37g über einen Federring 45 gekoppelt, dessen Form aus Fig. 7 hervorgeht. Hierzu weisen der Laufring 35g an seinem Innenumfang und der innenverzahnte Teil 37g an seinem Außenumfang jeweils eine umlaufende Ringnut auf, in welchen der Federring 45 aufgenommen ist. Aufgrund der polygonalen Gestaltung des Federrings 45, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sechseckig ist, jedoch auch drei- oder mehreckig sein kann, und darüber hinaus bei 46 unterbrochen ist, weist dieser sechs Ausbuchtungen 48 auf, die durch gerade verlaufende Abschnitte 50 miteinander verbunden sind. Die Abschnitte 50 können auch an die Krümmung des Außenumfangs des innenverzahnten Teils 37g im Bereich des Nutgrundes angepaßt oder sogar nach innen, das heißt auf den Nutgrund zu, zu den Ausbuchtungen 48 entgegengesetzt gekrümmt sein.
    Der Federring 45 liegt im eingebauten Zustand mit seinen Ausbuchtungen 48 unter Reibschluß in der Nut am Innenumfang des Laufrings 35g an, während seine Verbindungsabschnitte 50 durch Federvorspannung mit Reibschluß in die am Außenumfang des innenverzahnten Teils 37g befindliche Ringnut gedrückt sind (Fig. 8).
    Bei den Varianten gemäß den Fig. 5f und 6 bis 8 ist der Laufring mit dem innenverzahnten Teil des Hohlrads nur über Reibschluß, das heißt kraftschlüssig, verbunden. Dabei kann der innenverzahnte Teil mit einem Gleitsitz in den Laufring eingefügt sein, so daß der Kraftschluß beim Anlaufzustand der Innenzahnradmaschine, in welchem diese noch weitgehend drucklos ist, allein durch die Federringe gewährleistet ist. Sobald im Betrieb dann der Förder- oder Betriebsdruck im Druckraum der Verzahnungen aufgebaut ist, wird im Rahmen des durch den Gleitsitz zur Verfügung gestellten Spiels der innenverzahnte Teil an den Laufring angepreßt und dadurch sichergestellt, daß auch bei dem erhöhten Reibmoment in der Lagerung des Hohlrads dieses in seiner Gesamtheit umläuft.
    Die Ausführungsform des Hohlrads gemäß den Fig. 9 und 10 entspricht derjenigen der Variante 5a, in welcher Laufring und innenverzahnter Teil des Hohlrads einstückig sind. Jedoch ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform das Hohlrad 3' mit seinem verbreitertem Außenumfang über eine Wälzlagerung 60 in einem Lagerring 61 aufgenommen, der in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 über einen Lagerstift schwenkbar im Gehäuse angeordnet sein kann. Die Wälzlagerung 60 wird hier durch eine Vielzahl von Lagernadeln 62 gebildet, deren Länge auf die Breite des Laufrings 35' abgestimmt ist.
    Im Rahmen der Erfindung kann von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen abgewichen werden. So muß der Laufring, zu dem das Hohlrad im Bereich des Außenumfangs verbreitert ist, nicht symmetrisch bezüglich der Mittelebene der Verzahnung sein, sondern kann auch nur über die Ebene einer Stirnseite des Hohlrads hinausragen. Weiterhin ist bei einer Ausführungsform der Innenzahnradmaschine, bei der das Hohlrad an seinem Außenumfang über Dichtelemente mit einem umlaufenden Laufring gekoppelt ist (EP 789 814 A1), dieser Laufring als Teil des Hohlrads anzusehen, der zur Verringerung der Lagerbelastung gegenüber dem innenverzahnten Teil des Hohlrads verbreitert sein kann.

    Claims (16)

    1. Innenzahnradmaschine mit einem Gehäuse (11,12) und mit einer in dem Gehäuse aufgenommenen Laufgruppe bestehend aus einem drehbar gelagerten Ritzel (2) und einem innenverzahnten, mit dem Ritzel kämmenden Hohlrad (3),
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Hohlrad (3) an seinem Außenumfang zu einem Laufring (35) verbreitert ist.
    2. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Hohlrad mit dem Laufring einstückig ist.
    3. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring (35) mit dem innenverzahnten Teil (37) des Hohlrads drehfest verbunden ist.
    4. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring mit dem innenverzahnten Teil des Hohlrads formschlüssig verbunden ist.
    5. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring (35c, 35d) mit dem innenverzahnten Teil (37c, 37c) des Hohlrads über mindestens einen Stift (38, 39) verbunden ist.
    6. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring mit dem innenverzahnten Teil des Hohlrads kraftschlüssig verbunden ist.
    7. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring (35g) mit dem innenverzahnten Teil (37g) des Hohlrads durch mindestens einen Federring (45) mit Ausbuchtungen (48) verbunden ist, der den Umfang des innenverzabnten Teils umschließt und federnd an dem Innenumfang des Laufrings anliegt.
    8. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 7,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Federring (45) in einer Nut im Außenumfang des innenverzahnten Teils und/oder im Innenumfang des Laufrings aufgenommen ist.
    9. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der innenverzahnte Teil (37f) zwischen zwei jeweils an seinen Stirnseiten anliegenden Federringen (44) gehalten ist, die in Nuten (44) am Innenumfang des Laufrings (35f) aufgenommen sind.
    10. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Laufgruppe (20) füllstücklos ist und das Hohlrad in einem in dem Gehäuse drehfest angeordneten Lagerring umlaufend gelagert ist.
    11. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Hohlrad in einer Bohrung des Gehäuses umlaufend gelagert ist.
    12. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß ein zwischen den Verzahnungen der Laufgruppe (20) gebildeter Druckraum von einem Saugraum durch ein Füllstück getrennt ist.
    13. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
      daß das Hohlrad über seinen Außenumfang in einem Gleitlager aufgenommen ist.
    14. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
      daß das Hohlrad über seinen Außenumfang in einem Wälzlager (60) aufgenommen ist.
    15. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Laufring über mindestens eine der Stirnflächen des Hohlrads axial übersteht.
    16. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
      daß an mindestens einer Stirnfläche des Hohlrads, die Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad zumindest in einem Druckraum-Bereich überdeckend eine Axialscheibe (30) dichtend anliegt und daß die der Axialscheibe zugeordnete Stirnfläche des Laufrings und die axiale Außenfläche der Axialscheibe in einer Ebene liegen.
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