EP1756426A1 - Pumpe - Google Patents

Pumpe

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EP1756426A1
EP1756426A1 EP05746325A EP05746325A EP1756426A1 EP 1756426 A1 EP1756426 A1 EP 1756426A1 EP 05746325 A EP05746325 A EP 05746325A EP 05746325 A EP05746325 A EP 05746325A EP 1756426 A1 EP1756426 A1 EP 1756426A1
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EP
European Patent Office
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rotor
toothing
shaft
pump
teeth
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EP05746325A
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EP1756426B1 (de
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Viktor Refenius
Hans Jürgen LAUTH
Bernd Schneider
Bernd Gebhard
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Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Original Assignee
ixetic Bad Homburg GmbH
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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
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0076—Fixing rotors on shafts, e.g. by clamping together hub and shaft
    • 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
    • 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
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • 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
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    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/70—Interfitted members
    • Y10T403/7009—Rotary binding cam or wedge
    • 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
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    • Y10T403/70—Interfitted members
    • Y10T403/7026—Longitudinally splined or fluted rod
    • Y10T403/7035—Specific angle or shape of rib, key, groove, or shoulder

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular a vane pump or roller cell pump or gear pump, with a rotation group which has, inter alia, a rotor with radially displaceable vanes or rollers or gears, and with a drive shaft, the drive shaft and the rotor or a gear are connected to one another by a toothing on the drive shaft and on the rotor or on the gearwheel for rotary driving.
  • Such pumps are known.
  • the pumps have, for example, splined shaft connections with involute flanks according to DIN 5480 or splined shaft connections with straight flanks according to DIN 5463. Both types of connections do not have an axial crowning on the toothing, so that it is not possible to compensate for misalignment between the drive partners. Due to the slight play between the tooth flanks, torsional impacts from the drive shaft are also passed on to the drive partners without damping, so that wear on the drive partners is promoted.
  • the object of the invention is to present a pump which does not have these disadvantages.
  • a pump in particular a vane pump or roller cell pump or gear pump, with a rotation group which, among other things, has a rotor with radially displaceable vanes or rollers or gear wheels, and with a drive shaft, the drive shaft and the rotor or a gear wheel are connected to one another by a toothing on the drive shaft and on the rotor for rotational driving, the toothing according to the invention being embodied axially crowned and radially outside-centered.
  • the external centering has the advantage that it can support transverse forces. With two-stroke vane pumps, the external centering ensures better centering.
  • a pump is preferred in which the toothing additionally has a circumferential play between the tooth flanks.
  • a pump according to the invention is characterized in that the circumferential play comprises an angular range of 3 ° to 12 °, preferably 6 °.
  • a pump is also preferred in which the toothing can additionally be subjected to a transverse force.
  • a pump according to the invention is characterized in that the transverse force on the outer centering surfaces generates tangential frictional forces between the drive shaft and the rotor or the gearwheel. This has the advantage that torsional shocks can be dampened by the circumferential play and the frictional forces.
  • a pump in which the tooth flanks of the toothing have the shape of an involute toothing.
  • a pump is also preferred in which the flanks can be spherical in the axial direction.
  • a pump according to the invention is characterized in that the teeth of the shaft are made wider than the teeth of the rotor or the gear wheel. This has the advantage that the teeth of the shaft, which have to absorb the transverse force and generate the frictional torque, can have a correspondingly higher strength.
  • a pump in which the teeth of the shaft are more than twice as wide as the teeth of the rotor or of the gearwheel is also preferred.
  • Figure 1 shows a top view of a rotor with teeth according to the invention.
  • Figure 2 shows an enlargement of the rotor teeth.
  • Figure 3 shows one end of a drive shaft with the toothing according to the invention.
  • Figure 4 shows an enlarged cross section of the teeth of the drive shaft.
  • FIG. 5 shows a top view of the assembly of a vane pump with the toothing according to the invention between the drive shaft and the rotor.
  • FIG. 1 shows a rotor 1 of a six-vane vane pump with internal teeth according to the invention.
  • the rotor contains six slots 3, in which vanes (not shown here) are mounted so as to be radially displaceable, which slide with their wing heads along a corresponding cam ring contour of the vane pump.
  • the rotor contains in its center a toothing with four teeth 7, which are shown with a bevel from the rotor to the inside.
  • the rotor toothing is shown enlarged in FIG.
  • the four teeth 7 have flanks 9, which are designed in the form of involute teeth.
  • the tooth feet 13 open into a root circle diameter 11, which serves as an outer centering circle between the rotor teeth and the shaft teeth.
  • the toothed end 15 of a drive shaft 17 is shown.
  • the toothed shaft end 15 has four teeth 19, which are slightly spherical in the axial direction on their tooth tips 21, which is difficult to see in the illustration.
  • the shaft end 15 ends in a centering and mounting tip 22, which accordingly facilitates the mounting of the shaft in the rotor.
  • the teeth 19 have a correspondingly large width, as can be seen better in FIG. 4.
  • the toothing of the shaft is shown in cross section in FIG.
  • the four teeth 19 have a relatively large width with a tooth head surface 24, this surface representing a circular outer diameter, which ensures the centering of the rotor on the shaft.
  • the circular outer diameter 23 of the shaft toothing merges into an involute tooth flank 27, which then merges into a root circle 29 of the toothing.
  • the width of the shaft teeth 19 is decidedly larger than the width of the rotor teeth 7. This is the intention according to the invention, since the shaft toothing must absorb both the transverse forces acting on the rotor and the drive torque from the Shaft in the rotor. This requires a corresponding material cross section of the shaft, in particular the shaft toothing.
  • Known gears have corresponding problems here, particularly when absorbing shear forces.
  • a stroke contour ring 35 is mounted within a pump housing 33, which is supported within the housing by a pin 39 in a round hole and by means of a further pin 37 in an elongated hole.
  • the stroke contour ring 35 contains a stroke contour 41, which in this case is circular, but in other cases, for example in the case of two-stroke vane pumps, can also have any other contours.
  • Six blades 43 which are mounted in a radially sliding manner in the slots of the rotor 1, slide with their blade heads along the stroke contour 41 and thus generate suction and displacement spaces.
  • the function of such a vane pump is known and requires no further explanation here.
  • the pump As a single-stroke vane pump, generates a radial force 47, shown here by an arrow, on the rotor due to the position of its pressurized cell, for example cell 45, which is generated by the rotor teeth is transmitted to the shaft and must be caught by the shaft 17.
  • the radial force is applied to the circular via the circular toothing surface 11 of the rotor Transfer toothing surface 24 of the shaft, these two portions of the toothing form an outer diameter centering on the shaft.
  • a further feature of the toothing according to the invention is that there is a play 49 between the teeth 7 of the rotor and the teeth 19 of the shaft, which can include an angular range of 3 ° to 12 °, preferably 6 °.
  • the advantage of this game is that, when the shaft is subjected to slight torsional shocks, the torsional shocks are not positively transmitted to the rotor within this play area.
  • the frictional forces occurring between the outer diameter 23 of the shaft toothing 19 and the inner diameter 11 of the rotor toothing 7 act as damping forces between the two movements of the rotor and shaft.
  • the inventive solution to this toothing thus consists in the combination of the advantages of an outer-diameter-centered splined shaft connection, a toothed shaft connection with involute flanks, the crowning of the toothing in the axial direction for intercepting angular errors between the rotor and shaft and an increased play between the tooth flanks.
  • the invention is particularly useful for pumps which are stressed by their location with torsional vibrations, such as. B. in diesel feed pumps, in which the diesel engine causes corresponding vibrations on the drive shaft.
  • the axial crowning of the toothing serves to compensate for the possible misalignment of the rotor with respect to the drive shaft, which is fastened, for example, to a camshaft of the internal combustion engine.
  • the outer diameter centering of the toothing on the shaft supports the lateral forces during operation. This prevents a relative movement of the drive partners along the tooth flanks and thus reduces the wear of the toothing compared to a conventional toothing.
  • the friction on the outer diameter centering of the teeth of the drive partners is used to dampen the torsional vibrations.
  • the increased play between the tooth flanks gives the drive partners the opportunity to twist relative to each other and to dampen the effects of the torsional vibrations with the friction on the outer diameter centering. This minimizes or eliminates the contact shocks on the tooth flanks due to torsional vibrations, which leads to minimization of wear.
  • the invention can also be used for other pumps, such as. B. can be used for gear pumps, in which the torque entrainment between the drive shaft and the gear driven by the shaft is also acted upon by corresponding transverse forces.
  • this toothing is advantageous because the outer diameter centering of the shaft toothing and Inner diameter centering of the rotor ensures better centering of the shaft than known gears.
  • a possible misalignment of the rotor with respect to the shaft can be compensated for by the axial crowning of this toothing according to the invention.

Landscapes

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Abstract

Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, Rollenzellenpumpe oder Zahnradpumpe, mit einer Rotationsgruppe, welche unter anderem einen Rotor (1) mit radial verschieblichen Flügeln (43) oder Rollen aufweist oder Zahnräder, und mit einer Antriebswelle (17) und der Rotor (1) bzw. ein Zahnrad durch eine Verzahnung an der Antriebswelle und am Rotor bzw. am Zahnrad zur Drehmitnahme miteinander verbunden sind.

Description

Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe oder Rollenzellen- pumpe oder Zahnradpumpe, mit einer Rotationsgruppe, welche unter anderem einen Rotor mit radial verschiebbaren Flügeln oder Rollen aufweist oder Zahnräder, und mit einer Antriebswelle, wobei die Antriebswelle und der Rotor bzw. ein Zahnrad durch eine Verzahnung an der Antriebswelle und am Rotor bzw. am Zahnrad zur Drehmitnahme miteinander verbunden sind.
Derartige Pumpen sind bekannt. Dabei weisen die Pumpen beispielsweise Zahnwellen- Verbindungen mit Evolventenflanken nach DIN 5480 oder Keilwellen-Verbindungen mit geraden Flanken nach DIN 5463 auf. Beide Arten von Verbindungen verfügen nicht über eine axiale Balligkeit an der Verzahnung, so dass es nicht möglich ist, eine Schiefstellung zwischen den Antriebspartnern auszugleichen. Durch das geringe Spiel zwischen den Zahnflanken werden außerdem Tor- sionsstöße aus der Antriebswelle ungedämpft an die Antriebspartner weitergeleitet, so dass der Verschleiß an den Antriebspartnern begünstigt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe darzustellen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe oder Zahnradpumpe, mit einer Rotationsgruppe, welche unter anderem einen Rotor mit radial verschiebbaren Flügeln oder Rollen aufweist oder Zahnräder, und mit einer Antriebswelle, wobei die Antriebswelle und der Rotor bzw. ein Zahnrad durch eine Verzahnung an der Antriebswelle und am Rotor zur Drehmitnahme miteinander verbunden sind, wobei erfin- dungsgemäß die Verzahnung axial ballig und radial außenzentriert ausgeführt ist.
Die Außenzentrierung hat den Vorteil, dass sie Querkräfte abstützen kann. Bei zweihübigen Flügelzellenpumpen sorgt die Außenzentrierung für eine bessere Zentrierung.
Bevorzugt wird eine Pumpe, bei welcher die Verzahnung zusätzlich ein Umfangsspiel zwischen den Zahnflanken aufweist. Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das Umfangsspiel einen Winkelbereich von 3° bis 12°, vorzugsweise 6° umfasst.
Bevorzugt wird auch eine Pumpe, bei welcher die Verzahnung zusätzlich mit einer Querkraft beaufschlagbar ist. Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Querkraft an den Außen- zentrierflächen tangentiale Reibungskräfte zwischen der Antriebswelle und dem Rotor bzw. dem Zahnrad erzeugt. Das hat den Vorteil, dass durch das Umfangsspiel und die Reibungskräfte Torsionsstöße gedämpft werden können. Bevorzugt wird weiterhin eine Pumpe, bei welcher die Zahnflanken der Verzahnung die Form einer Evolventenverzahnung aufweisen. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher die Flanken in axialer Richtung ballig ausgeführt sein können.
Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Zähne der Welle breiter ausgeführt sind als die Zähne des Rotors bzw. des Zahnrades. Das hat den Vorteil, dass die Zähne der Welle, welche die Querkraft aufnehmen und das Reibungsmoment erzeugen müssen, dafür eine entsprechend höhere Festigkeit aufweisen können. Bevorzugt wird auch eine Pumpe, bei welcher die Zähne der Welle mehr als doppelt so breit sind wie die Zähne des Rotors bzw. des Zahnrades.
Die Pumpe wird nun anhand der Figuren beschrieben.
Figur 1 zeigt in Aufsicht einen Rotor mit einer erfindungsgemäßen Verzahnung.
Figur 2 zeigt eine Vergrößerung der Rotorverzahnung.
Figur 3 zeigt ein Ende einer Antriebswelle mit der erfindungsgemäßen Verzahnung.
Figur 4 zeigt vergrößert im Querschnitt die Verzahnung der Antriebswelle.
Figur 5 zeigt in Aufsicht den Zusammenbau einer Flügelzellenpumpe mit der erfindungs- gemäßen Verzahnung zwischen Antriebswelle und Rotor.
In Figur 1 ist ein Rotor 1 einer sechsflügeligen Flügelzellenpumpe mit einer erfindungsgemäßen Innenverzahnung dargestellt. Der Rotor enthält sechs Schlitze 3, in welchen hier nicht dargestellte Flügel radial verschieblich gelagert sind, welche mit ihren Flügelköpfen an einer entspre- chenden Hubringkontur der Flügelzellenpumpe entlang gleiten. Der Rotor enthält in seiner Mitte eine Verzahnung mit vier Zähnen 7, welche vom Rotor nach innen mit einer Fase dargestellt sind.
In Figur 2 ist die Rotorverzahnung vergrößert dargestellt. Die vier Zähne 7 weisen Flanken 9 auf, welche in ihrer Form als Evolventenverzahnung ausgeführt sind. Die Zahnfüße 13 münden in einen Fußkreisdurchmesser 11 , welcher als Außenzentrierkreis zwischen der Rotorverzahnung und der Wellenverzahnung dient.
In Figur 3 ist das verzahnte Ende 15 einer Antriebswelle 17 dargestellt. Das verzahnte Wellenende 15 weist vier Zähne 19 auf, welche in axialer Richtung an ihren Zahnköpfen 21 leicht ballig ausgeführt sind, was in der Darstellung schwer zu erkennen ist. Das Wellenende 15 läuft in einer Zentrier- und Montagespitze 22 aus, wodurch das Montieren der Welle in den Rotor entsprechend erleichtert wird. Die Zähne 19 weisen eine entsprechend große Breite auf, wie in Figur 4 besser zu erkennen ist.
In Figur 4 ist die Verzahnung der Welle im Querschnitt dargestellt. Die vier Zähne 19 weisen eine relativ große Breite mit einer Zahnkopfoberfläche 24 auf, wobei diese Oberfläche einen kreisförmigen Außendurchmesser darstellt, welcher für die Zentrierung des Rotors auf der Welle sorgt. Der kreisförmige Außendurchmesser 23 der Wellenverzahnung geht in den Punkten 25 in eine Evolventenzahnflanke 27 über, welche dann in einen Fußkreis 29 der Verzahnung übergeht. Es ist klar erkennbar, dass die Breite der Wellenzähne 19 entschieden größer ist als die Breite der Rotorzähne 7. Das ist erfindungsgemäß so gewollt, da die Wellenverzahnung festigkeitsmäßig sowohl die Querkräfte, welche auf den Rotor wirken, aufnehmen muss, als auch das Antriebsmoment von der Welle in den Rotor einbringen muss. Dazu bedarf es eines entsprechenden Materialquerschnitts der Welle, insbesondere der Wellenverzahnung. Bekannte Verzahnungen haben gerade bei der Aufnahme von Querkräften hier entsprechende Probleme.
In Figur 5 ist der Zusammenbau einer entsprechenden Flügelzellenpumpe 31 dargestellt. Innerhalb eines Pumpengehäuses 33 ist ein Hubkonturring 35 gelagert, welcher innerhalb des Gehäu- ses durch einen Stift 39 in einer Rundlochbohrung und mittels eines weiteren Stiftes 37 in einer Langlochbohrung gelagert ist. Der Hubkonturring 35 enthält eine Hubkontur 41 , welche in diesem Fall kreisförmig ist, in anderen Fällen, beispielsweise bei zweihübigen Flügelzellenpumpen, aber auch beliebige andere Konturen aufweisen kann. Sechs Flügel 43, welche radial gleitend in den Schlitzen des Rotors 1 gelagert sind, gleiten mit ihren Flügelköpfen an der Hubkontur 41 entlang und erzeugen somit Ansaug- und Verdrängerräume. Die Funktion einer derartigen Flügelzellenpumpe ist bekannt und bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. Für die Funktion der Pumpe wichtig ist in diesem Falle, dass die Pumpe als einhubige Flügelzellenpumpe durch die Position ihrer mit Druck beaufschlagten Zelle, beispielsweise der Zelle 45, eine Radialkraft 47, hier durch einen Pfeil dargestellt, auf den Rotor erzeugt, welche durch die Rotorverzahnung auf die Welle übertragen wird und von der Welle 17 aufgefangen werden muss. Dabei wird die Radialkraft über die kreisförmige Verzahnungsoberfläche 11 des Rotors auf die kreisförmige Verzahnungsoberfläche 24 der Welle übertragen, wobei diese beiden Anteile der Verzahnungsform eine Außendurchmesserzentrierung auf der Welle darstellen.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Verzahnung ist, dass sich zwischen den Zähnen 7 des Rotors und den Zähnen 19 der Welle ein Spiel 49 ergibt, welches einen Winkelbereich von 3° bis 12°, vorzugsweise von 6° umfassen kann. Dieses Spiel hat den Vorteil, dass bei geringen Torsionsstößen der Welle innerhalb dieses Spielbereiches die Torsionsstöße nicht formschlüssig auf den Rotor übertragen werden. Die zwischen dem Außendurchmesser 23 der Wellenverzahnung 19 und dem Innendurchmesser 11 der Rotorverzahnung 7 auftretenden Reibungskräfte wirken dabei als dämpfende Kräfte zwischen den beiden Bewegungen von Rotor und Welle.
Die erfinderische Lösung dieser Verzahnung besteht also in der Kombination der Vorteile einer außendurchmesserzentrierten Keilwellen-Verbindung, einer Zahnwellenverbindung mit Evolventenflanken, der Balligkeit der Verzahnung in axialer Richtung zum Abfangen von Winkelfeh- lern zwischen Rotor und Welle und einem erhöhten Spiel zwischen den Zahnflanken. Die Erfindung ist insbesondere nützlich für Pumpen, welche durch ihren Einbauort mit Torsionsschwingungen beansprucht werden, wie z. B. bei Dieselvorförderpumpen, bei welchen der Dieselmotor entsprechende Schwingungen an der Antriebswelle verursacht. Die axiale Balligkeit der Verzahnung dient zum Ausgleich der möglichen Schiefstellungen des Rotors gegenüber der Antriebs- welle, welche beispielsweise an einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors befestigt ist. Die Außendurchmesserzentrierung der Verzahnung auf der Welle stützt im Betrieb die Querkräfte ab. Damit wird eine Relativbewegung der Antriebspartner entlang der Verzahnungsflanken verhindert und damit der Verschleiß der Verzahnung gegenüber einer herkömmlichen Verzahnung reduziert. Zugleich wird die Reibung an der Außendurchmesserzentrierung der Verzahnung der Antriebspartner zur Dämpfung der Torsionsschwingungen verwendet. Durch das erhöhte Spiel zwischen den Zahnflanken wird den Antriebspartnern die Möglichkeit gegeben, sich relativ zueinander zu verdrehen und mit der Reibung an der Außendurchmesserzentrierung die Einwirkungen der Torsionsschwingungen zu dämpfen. Dadurch werden die Kontaktstöße an den Zahnflanken aufgrund von Torsionsschwingungen minimiert oder aufgehoben, was zur Minimierung des Ver- schleißes führt.
Die Erfindung kann sinngemäß auch für andere Pumpen, wie z. B. für Zahnradpumpen verwendet werden, bei welchen die Drehmomentmitnahme zwischen der Antriebswelle und dem durch die Welle angetriebenen Zahnrad auch mit entsprechenden Querkräften beaufschlagt ist. Aber auch für nicht querkraftbeaufschlagte Pumpen wie z. B. zweihübige Flügelzellenpumpen ist diese Verzahnung von Vorteil, da die Außendurchmesserzentrierung der Wellenverzahnung und die Innendurchmesserzentrierung des Rotors für eine bessere Zentrierung der Welle sorgt als bekannte Verzahnungen. Auch hier ist eine evtl. Schiefstellung des Rotors gegenüber der Welle durch die axiale Balligkeit dieser erfindungsgemäßen Verzahnung kompensierbar.
Bezu szeichenliste
I Rotor 3 Schlitze
7 Zähne der Rotorverzahnung
9 Zahnflanken der Rotorverzahnung
I I Fußkreisdurchmesser der Rotorverzahnung 13 Zahnfuß der Rotorverzahnung 15 Verzahntes Ende der Antriebswelle
17 Antriebswelle
19 Zähne der Antriebswelle
21 Zahnköpfe der Antriebswelle
22 Montagespitze der Antriebswelle 23 Außendurchmesser der Wellenverzahnung
24 Zahnkopfoberfläche der Antriebswelle
25 Übergang der Wellenverzahnung in Evolventenzahnflanke 27 Evolventenzahnflanke der Wellenverzahnung
29 Fußkreis der Wellenverzahnung 31 Flügelzellenpumpe
33 Pumpengehäuse
35 Hubkonturring
37 Stift für Hubkonturring
39 Stift für Hubkonturring 41 Hubkontur des Hubkonturringes
43 Flügel
45 Zelle der Flügelzellenpumpe
47 Radialkraft auf den Rotor
49 Spiel zwischen Rotorverzahnung und Wellenverzahnung

Claims

Patentansprüche
1. Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, Rollenzellenpumpe oder Zahnradpumpe, mit einer Rotationsgruppe, welche unter anderem einen Rotor (1) mit radial ver- schieblichen Flügeln (43) oder Rollen aufweist oder Zahnräder, und mit einer Antriebswelle (17), wobei die Antriebswelle (17) und der Rotor (1) bzw. ein Zahnrad durch eine Verzahnung an der Antriebswelle und am Rotor bzw. am Zahnrad zur Drehmitnahme miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7, 19) axial ballig und radial außenzentriert ausgeführt ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7, 19) zusätzlich ein Umfangsspiel (49) zwischen den Zahnflanken aufweist.
3. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsspiel (49) einen Winkelbereich von 3° bis 12°, bevorzugt 6° umfasst.
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7, 19) zusätzlich mit einer Querkraft (47) beaufschlagbar ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraft (47) an den Außenzentrierflächen (11 , 24) tangentiale Reibungskräfte zwischen der Antriebswelle und dem Rotor bzw. dem Zahnrad erzeugt.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (9, 27) der Verzahnung (7, 19) die Form einer Evolventenverzahnung aufweisen.
7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (9, 27) auch in axialer Richtung ballig ausgeführt sein können.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (19) der Welle (17) breiter ausgeführt sind als die Zähne (7) des Rotors (1) bzw. des Zahnrades. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (19) der Welle (17) mehr als doppelt so breit ausgeführt sind wie die Zähne (19) des Rotors (1) bzw. des Zahnrades.
EP05746325.9A 2004-05-07 2005-04-30 Pumpe Active EP1756426B1 (de)

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EP1756426A1 true EP1756426A1 (de) 2007-02-28
EP1756426B1 EP1756426B1 (de) 2017-04-05

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