EP1832750A1

EP1832750A1 - Außenzahnradpumpe mit Entlastungstasche

Info

Publication number: EP1832750A1
Application number: EP07103848A
Authority: EP
Inventors: Markus Hanst; Martin Korn; Jörg Weissgärber; Christof Härle; Christof Lamparski
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: US7654806B2; DE102006011200A1; EP1832750B1; US20080025862A1; DE102006011200B4; JP2007239745A; JP4917921B2

Abstract

Außenzahnradpumpe umfassend: a) eine Förderkammer mit einem Einlass (4) und einem Auslass (5) für ein Fluid, b) ein erstes Förderrad (1) und ein zweites Förderrad (2), die für die Förderung des Fluids drehantreibbar und miteinander in einem den Auslass (4) von dem Einlass (5) trennenden Zahneingriff sind, c) und den Förderrädern (1, 2) axial zugewandte Dichtflächen (7, 8, 17, 18), die mit den Förderrädern (1, 2) axiale Dichtspalte bilden, d) wobei wenigstens eine der Dichtflächen nur auf einer Hochdruckseite der Förderkammer eine Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) aufweist und sich mit Ausnahme der Entlastungstasche umlaufend bis wenigstens zu dem Fußkreis und dem Kopfkreis des axial zugewandten Förderrads (1, 2) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe mit wenigstens einer Entlastungstasche für die Abführung von Quetschfluid aus einem Eingriffsbereich von miteinander kämmenden Förderrädern der Pumpe.
Aus der DE 198 47 132 C1 geht eine Außenzahnradpumpe hervor mit zwei außenverzahnten Förderrädern, die bei einem Drehantrieb im Zahneingriff miteinander kämmen. Um ein zu förderndes Fluid gleichmäßig und pulsationsarm zu fördern, sind in den Dichtflächen, die den Stirnseiten der Förderräder axial zugewandt sind, Entlastungstaschen eingearbeitet, die in den Bereich des Zahneingriffs hineinreichen, so dass Quetschfluid aus dem Eingriffsbereich über die Entlastungstaschen sowohl zu der den Auslass umfassenden Hochdruckseite als auch zu der den Einlass umfassenden Niederdruckseite der Pumpe entweichen kann.
Vor diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, Pulsationen des Förderstroms noch weitgehender zu verhindern.
Die Erfindung hat eine außenachsige Zahnradpumpe zum Gegenstand, die eine Förderkammer und wenigstens zwei drehbar gelagerte Förderräder umfasst, die mit ihren Außenverzahnungen in einem Zahneingriff sind und in dem Zahneingriff eine Niederdruckseite von einer Hochdruckseite der Förderkammer trennen. Die Förderkammer weist auf ihrer Niederdruckseite einen Einlass und auf ihrer Hochdruckseite einen Auslass für ein zu förderndes Fluid auf. Die Förderkammer bildet den Förderrädern radial zugewandte Dichtflächen, die sogenannte Umschlingung, und den Stirnseiten der Förderräder axial zugewandte Dichtflächen, die mit den Förderrädern entsprechend radiale und axiale Dichtspalte bilden. Die Hochdruckseite und die Niederdruckseite der Förderkammer sind über die radialen und axialen Dichtspalte und den Zahneingriff druckmäßig voneinander separiert. Um den Zahneingriffsbereich von Quetschfluid zu entlasten, ist in wenigstens einer der axial zugewandten Dichtflächen, die im Folgenden auch als axiale Dichtflächen bezeichnet werden, eine Entlastungstasche vorgesehen, durch die Fluid aus einer in dem Bereich des Zahneingriffs befindlichen Zahnlücke entweichen kann.
Nach der Erfindung ist eine solche Entlastungstasche in der betreffenden Dichtfläche nur auf der Hochdruckseite der Förderkammer vorgesehen, während die betreffende Dichtfläche auf der Niederdruckseite sich bis wenigstens zu dem Fußkreis und dem Kopfkreis des axial zugewandten Förderrads erstreckt und mit diesem einen engen axialen Dichtspalt bildet, der die Trennung von Hochdruck und Niederdruck gewährleistet. Aufgrund der auf der Niederdruckseite nicht unterbrochenen Dichtfläche und des daher auf der Niederdruckseite in Drehrichtung des zugewandten Förderrads langen axialen Dichtspalts wird ein Rücktransport von Hochdruckfluid zur Niederdruckseite sicherer als bei der bekannten Pumpe verhindert. Das Hochdruckfluid kann aus dem Zahneingriff nur noch zur Hochdruckseite entweichen.
Aus dem vorstehend Gesagten folgt, dass die Entlastungstasche nirgends über eine die Drehachsen der Förderräder miteinander verbindende gerade Linie zur Niederdruckseite hin vorsteht. Bevorzugt weist die Entlastungstasche überall von dieser Verbindungsgeraden zumindest einen gewissen Abstand auf. Eine unerwünschte Förderung von Quetschfluid von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite wird am sichersten dann verhindert, wenn die Entlastungstasche in Drehrichtung des axial zugewandten Förderrads von der Verbindungsgeraden überall einen Abstand von etwa, vorzugsweise genau einer halben Zahnlückenweite bzw. Zahndicke des zugewandten Förderrads aufweist, wobei die Zahndicke auf den Teilkreis des betreffenden Förderrads gemessen wird. Falls die Förderräder unterschiedliche Zahndicken und Zahnlückenweiten aufweisen, gilt diese Bemessung des Abstands vorzugsweise in Bezug auf die größere der beiden Bezugsgrößen. Als noch vorteilhaft wird eine Abweichung von der halben Zahndicke oder der halben Zahnlückenweite angesehen, die nicht mehr als ein Zehntel der Zahndicke oder ein Zehntel der Zahnlückenweite ausmacht. Eine derartige Geometrie der Entlastungstasche zur Niederdruckseite hin gewährleistet am sichersten, dass Quetschfluid aus dem Bereich des Zahneingriffs vollständig, aber nur zur Hochdruckseite entweicht. Durch die Vermeidung von Quetschfluid wird wie bei der bekannten Pumpe Antriebsleistung eingespart, im Unterschied zu der bekannten Pumpe wird jedoch der Zustrom von Fluid auf der Niederdruckseite weniger gestört und somit ruhiger bzw. gleichmäßiger gehalten. Die Saughöhe der Pumpe steigt. Ferner wird ein größerer Anteil des Quetschfluids nutzbringend zur Hochdruckseite abgeführt.
Die Entlastungstasche ist vorteilhafterweise flach und weist bevorzugt eine einheitliche oder eine größte Tiefe von höchstens 3 mm, gegebenenfalls höchstens 3.5 mm auf, wobei die Tiefe auf die Ebene der Dichtfläche gemessen wird. Bevorzugter ist sie höchstens 2 mm tief zuzüglich Toleranz. Andererseits sollte die Tasche eine einheitliche oder größte Tiefe von wenigstens 0.5 mm haben.
Die wenigstens eine mit der Entlastungstasche versehene Dichtfläche erstreckt sich mit Ausnahme der Entlastungstasche umlaufend bis wenigstens zu dem Fußkreis und zu dem Kopfkreis des axial zugewandten Förderrads. Vorzugsweise bildet sie mit Ausnahme der Entlastungstasche über die gesamte Stirnseite des Förderrads bis zu dessen Kopfkreis mit dem Förderrad einen engen Dichtspalt. Vorzugsweise ist sie mit Ausnahme der Entlastungstasche überall plan.
Die Entlastungstasche erstreckt sich in radialer Richtung vorzugsweise bis auf den Fußkreis des axial zugewandten Förderrads und nach radial einwärts vorzugsweise auch nicht darüber hinaus. Sie kann sich gegen die Drehrichtung dieses Förderrads insbesondere bis in den Bereich der Umschlingung erstrecken, um den auslassnahen Hochdruckbereich der Förderkammer in die Umschlingung zu verlängern. Die Entlastungstasche ist gegen die Drehrichtung des Förderrads gemessen in derartigen Ausführungen so lang, dass sie in allen Drehwinkelpositionen des Förderrads bis in dessen in Drehrichtung letzte Zahnlücke reicht, die sich noch voll in der Umschlingung befindet. In die in Drehrichtung vorletzte Zahnlücke reicht sie jedoch nicht mehr hinein. Sie kann beispielsweise über eine Bogenlänge in den Bereich der Umschlingung hineinreichen, die etwa so groß wie die halbe Teilung des betreffenden Förderrads ist. Insbesondere sollte die Entlastungstasche des angetriebenen Förderrads nicht zu weit in die Umschlingung reichen. Quetschfluid sollte erst dann in die Umschlingung des angetriebenen Förderrads strömen können, wenn der in diesem Moment antreibende Zahn des antreibenden Förderrads nur noch an seiner Vorderflanke Kontakt mit dem angetriebenen Förderrad hat, seine Rückflanke sich also bereits von dem angetriebenen Förderrad gelöst hat. Es bestände sonst die Gefahr, dass das angetriebene Förderrad von dem in die Umschlingung strömenden Quetschfluid im Rahmen des Zahnspiels verzögert wird.
Während die axiale Dichtfläche im Bereich des Zahneingriffs vorzugsweise in Form einer Stufe, d.h. zumindest im Wesentlichen im rechten Winkel abrupt in die Entlastungstasche abfällt, ist es vorteilhaft, wenn die Entlastungstasche an ihrem bezüglich der Drehrichtung des Förderrads anderen Ende allmählich, vorzugsweise kontinuierlich, bis zu der axialen Höhe der Dichtfläche ansteigt, insbesondere dann, wenn die Entlastungstasche gegen die Drehrichtung ein Stück weit in die Umschlingung reicht. So kann die Entlastungstasche schräg, d.h. gerade, oder progressiv oder degressiv zur Dichtfläche hin ansteigen. Der Steigungs- bzw. Neigungswinkel sollte zumindest zum Ende hin nur wenige Winkelgrad, vorzugsweise höchstens 15° betragen.
In bevorzugten Ausführungen ist in wenigstens einer weiteren Dichtfläche, die einem der Förderräder axial zugewandt ist, eine weitere Entlastungstasche vorgesehen, auf welche die vorstehenden Ausführungen gleichermaßen zutreffen. Die mit der weiteren Entlastungstasche versehenen axiale Dichtfläche ist vorzugsweise dem gleichen Förderrad oder gegebenenfalls dem anderen Förderrad axial zugewandt, so dass Quetschfluid an beiden axialen Stirnseiten der Förderräder zur Hochdruckseite hin entweichen kann. Eine auf der anderen axialen Seite der Förderräder vorgesehene weitere Entlastungstasche wird im Vergleich mit nur einer einzigen Entlastungstasche mit zunehmender Breite der Förderräder immer vorteilhafter. Noch bevorzugter ist jede der axialen Dichtflächen mit je einer Entlastungstasche wie beschrieben versehen, d.h. auf erfindungsgemäße Art gebildet.
Die Außenzahnradpumpe ist in Weiterbildungen im Fördervolumen begrenzt, um den Volumenstrom der Pumpe bedarfsgerecht anpassen zu können. Die Pumpe kann insbesondere als eine selbst abregelnde Pumpe gebildet sein. Für die Fördervolumenbegrenzung kann die axiale Eingriffslänge der Förderräder in einer für Außenzahnradpumpen üblichen Weise verändert werden, indem eines der Förderräder relativ zu dem anderen axial hin und her verschiebbar gelagert ist. Das betreffende Förderrad ist in derartigen Ausführungen Bestandteil einer axial verschiebbaren Einheit, die in einer sandwichartigen Anordnung zwei Kolben und zwischen den Kolben das Förderrad umfasst. Die Kolben sind in einem Gehäuse der Pumpe axial linear und verdrehgesichert geführt und bilden jeweils eine der axialen Dichtflächen zu dem Förderrad. Auf einen der Kolben wirkt vorzugsweise ständig der Druck der Hochdruckseite, wobei das entsprechende Druckfluid noch von der Hochdruckseite der Förderkammer, einem stromabwärts davon angeordneten Anschluss oder vorteilhafterweise nahe von einem mit dem Hochdruckfluid zu versorgenden Aggregat abgenommen und an den betreffenden Kolben gelegt wird. Der andere der beiden Kolben wird dem Hochdruckfluid entgegenwirkend mit einer Regelkraft beaufschlagt, vorzugsweise eine Elastizitätskraft, die beispielsweise einfach durch eine mechanische Feder erzeugt werden kann. Falls erforderlich, kann eine Hilfseinrichtung vorgesehen sein, um die von der Feder erzeugte Rückstellkraft bedarfsgerecht zu vergrößern oder zu verringern.
In bevorzugten Verwendungen dient die Außenzahnradpumpe der Versorgung eines Verbrennungsaggregats mit Schmierfluid. Das Verbrennungsaggregat kann insbesondere ein Verbrennungsmotor eines Automobils sein.
Vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben. Die dort beschriebenen Merkmale und die vorstehend beschriebenen ergeben weitere vorteilhafte Merkmalskombinationen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1: eine Förderkammer einer Außenzahnradpumpe mit zwei in einem Zahneingriff befindlichen Förderrädern,
Figur 2: die Außenzahnradpumpe in einem Längsschnitt und
Figur 3: eine Draufsicht auf zwei axiale Dichtflächen der Förderkammer.

Figur 1 zeigt eine Außenzahnradpumpe in einem Querschnitt. In einem ein Gehäuseteil 3 und einen Deckel 6 (Figur 2) umfassenden Pumpengehäuse ist eine Förderkammer gebildet, in der zwei außenverzahnte Förderräder 1 und 2 um parallele Drehachsen R₁ und R₂ drehbar gelagert sind. Das Förderrad 1 wird drehangetrieben, beispielsweise von der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Die Förderräder 1 und 2 sind miteinander in einem Zahneingriff, so dass bei einem Drehantrieb des Förderrads 1 das damit kämmende Förderrad 2 ebenfalls drehangetrieben wird. In die Förderkammer münden auf einer Niederdruckseite ein Einlass 4 und auf einer Hochdruckseite ein Auslass 5 für ein zu förderndes Fluid, vorzugsweise Schmieröl für den Verbrennungsmotor. Das Gehäuseteil 3 bildet den Förderrädern 1 und 2 in radialer Richtung zugewandt jeweils eine radiale Dichtfläche 9, die das jeweilige Förderrad 1 oder 2 umfangsseitig unter Ausbildung eines engen radialen Dichtspalts umschlingt. Für das Förderrad 1 bildet das Gehäuse 3, 6 ferner an jeder Stirnseite des Förderrads 1 und diesem axial zugewandt eine axiale Dichtfläche, von denen in Figur 1 die Dichtfläche 7 zu erkennen ist. Dem Förderrad 2 ist an dessen beiden Stirnseiten axial zugewandt je eine weitere axiale Dichtfläche gebildet, von denen im Querschnitt der Figur 1 die Dichtfläche 17 zu erkennen ist.
Durch Drehantrieb der Förderräder 1 und 2 wird Fluid durch den Einlass 4 in die Förderkammer gesogen und in den Zahnlücken der Förderräder 1 und 2 durch die jeweilige Umschlingung auf die Hochdruckseite der Förderkammer und dort durch den Auslass 5 zu dem Verbraucher, im angenommenen Beispielfall der Verbrennungsmotor, gefördert. Während der Fördertätigkeit trennen die zwischen den Förderrädern 1 und 2 und den genannten Dichtflächen gebildeten Dichtspalte und der Zahneingriff der Förderräder 1 und 2 die Hochdruckseite von der Niederdruckseite. Die Förderrate der Pumpe steigt proportional mit der Drehzahl der Förderräder 1 und 2. Da der Verbrennungsmotor ab einer gewissen Grenzdrehzahl weniger Schmieröl aufnimmt als die Pumpe entsprechend ihrer proportional mit der Drehzahl steigenden Kennlinie fördern würde, wird die Förderrate der Pumpe ab der Grenzdrehzahl abgeregelt. Für die Abregelung ist das Förderrad 2 relativ zu dem Förderrad 1 axial, d.h. längs seiner Drehachse R₂ hin und her bewegbar, so dass die Eingriffslänge der Förderräder 1 und 2 und entsprechend die Förderrate verändert werden können.
In Figur 2 nimmt das Förderrad 2 eine axiale Position mit einer axialen Überdeckung, d.h. Eingriffslänge, ein, die im Vergleich zu der maximalen Eingriffslänge bereits reduziert ist. Das Förderrad 2 ist Bestandteil einer Verschiebeeinheit bestehend aus einem Lagerzapfen 14, einem Kolben 15, einem Kolben 16 und dem zwischen den Kolben 15 und 16 drehbar auf dem Lagerzapfen 14 gelagerten Förderrad 2. Der Lagerzapfen 14 verbindet die Kolben 15 und 16 drehsteif miteinander. Der Kolben 16 bildet dem Förderrad 2 zugewandt die axiale Dichtfläche 17. Der Kolben 15 bildet die andere axiale Dichtfläche 18. Die gesamte Verschiebeeinheit ist in einem Verschieberaum des Pumpengehäuses 3, 6 axial hin und her verschiebbar verdrehgesichert gelagert. Das Gehäuse wird von dem Gehäuseteil 3 und dem damit fest verbundenen Gehäusedeckel 6 gebildet. Der Gehäusedeckel 6 ist mit einem Sockel geformt, dessen dem Förderrad 1 zugewandte Stirnfläche die Dichtfläche 7 bildet. Das Gehäuseteil 3 bildet auf der gegenüberliegenden Stirnseite dem Förderrad 1 axial zugewandt die vierte axiale Dichtfläche 8. Die Dichtfläche 8 ist an ihrer der Verschiebeeinheit zugewandten Seite mit einem kreissegmentförmigen Ausschnitt für den Kolben 15 versehen. Der Kolben 16 ist an seiner zum Förderrad 1 gewandten Seite mit einem kreissegmentförmigen Ausschnitt für den die Dichtfläche 7 bildenden Sockel versehen. Von dem jeweiligen Ausschnitt abgesehen entspricht die Dichtfläche 7 der Dichtfläche 8 und entspricht die Dichtfläche 17 der Dichtfläche 18.
Der Verschieberaum, in dem die Verschiebeeinheit axial hin und her beweglich ist, umfasst einen von der Rückseite des Kolben 16 begrenzten Teilraum 10 und einen von der Rückseite des Kolbens 15 begrenzten Teilraum 11. Der Teilraum 10 ist mit der Hochdruckseite der Pumpe verbunden und wird ständig mit dort abgezweigtem Druckfluid beaufschlagt, das somit auf die Rückseite des Kolbens 16 wirkt. In dem Raum 11 ist eine mechanische Druckfeder 12 angeordnet, deren Elastizitätskraft auf die Rückseite des Kolbens 16 wirkt. Die Feder 12 wirkt der im Teilraum 10 auf den Kolben 15 wirkenden Druckkraft entgegen. Die Abregelung derartiger Außenzahnradpumpen ist bekannt und bedarf daher keiner Erläuterung. Die Abregelung kann insbesondere entsprechend der DE 102 22 131 B4 gestaltet sein.
Wären die axialen Dichtflächen 7, 8 und 17, 18 umlaufend glatt und die axialen Dichtspalte dementsprechend umlaufend eng, würde im Eingriffsbereich der Förderräder 1 und 2 Fluid der Hochdruckseite gequetscht, d.h. noch über den Druck der Hochdruckseite hinaus komprimiert und auf die Niederdruckseite gefördert werden. Für das Quetschen des Fluids wird Antriebsleistung verbraucht und ferner ist mit der besonderen Kompression des Fluids und dem Transport durch den Zahneingriff hindurch eine Förderstrompulsation verbunden.
Zur Vermeidung der genannten Nachteile sind die Dichtflächen 7, 8, 17 und 18 auf der Hochdruckseite je mit einer Entlastungstasche 7a, 8a, 17a und 18a versehen, die alle vier in Figur 2 zu erkennen sind.
In der Darstellung der Figur 3 sind die Förderräder 1 und 2 abgenommen, so dass in der Draufsicht der Blick auf die Dichtflächen 7 und 17 frei ist. Die Dichtflächen 7 und 17 sind mit Ausnahme der jeweiligen Entlastungstasche 7a und 17a als plane, glatte Flächen gebildet und erstrecken sich je bis zum Kopfkreis des zugeordneten Förderrads 1 oder 2. Die Entlastungstaschen 7a und 17a reichen nach radial einwärts in Richtung auf die jeweilige Drehachse R₁ und R₂ bis auf den Fußkreis des zugeordneten Förderrads 1 oder 2. Nach radial auswärts sind die Entlastungstaschen 7a und 17a offen, d.h. sie erstrecken sich bis zu dem umfangsseitigen Rand ihrer jeweiligen Dichtfläche 7 oder 17. Die Dichtflächen 7 und 17 fallen je an einer Dichtkante, die zu einer die Drehachsen R₁ und R₂ verbindenden Geraden R₁-R₂ parallel mit einem Abstand a verläuft, abrupt in einer Stufe in die jeweilige Entlastungstasche 7a oder 17a ab. Der Abstand a beträgt eine halbe Zahnlückenweite bzw. Zahndicke e des zugeordneten Förderrads 1 oder 2. In Figur 1 ist die für die Bemessung des Abstands a wesentliche Zahndicke bzw. Zahnlückenweite e eingezeichnet, die wie üblich auf dem Teilkreis bzw. Wälzkreis W₁ oder W₂ des Förderrads 1 oder 2 gemessen wird. Die Förderräder 1 und 2 weisen gleiche Zahndicken und Zahnlückenweiten e auf. Sollten die Zahndicken und Zahnlückenweiten unterschiedlich sein, was allerdings nicht den bevorzugten Ausführungen entspricht, wird der Abstand so gewählt, dass er zumindest im Wesentlichen der größeren der beiden entspricht.
Die Entlastungstaschen 7a und 17a erstrecken sich gegen die Drehrichtung der Förderräder 1 und 2 bis in die Umschlingung, nämlich bis in die letzte in allen Drehwinkelpositionen der Förderräder 1 und 2 noch voll in der Umschlingung befindliche Zahnlücke des jeweiligen Förderrads 1 oder 2. Die Entlastungstasche 7a reicht soweit in die Umschlingung, dass sie in die Zahnlücke des angetriebenen Förderrads 2 erst eingreift, wenn der treibende Zahn des antreibenden Förderrads 1 mit seiner Rückflanke den virtuellen Wälzpunkt gerade passiert hat, so dass er eindeutig nur mit seiner vorlaufenden Zahnflanke in Kontakt mit dem angetriebenen Förderrad 2 ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein eindeutiger Antriebskontakt besteht, wenn das Quetschfluid erstmals in die noch in der Umschlingung befindliche Zahnlücke des angetriebenen Förderrads 2 strömt. Die Entlastungstasche 17a reicht vorzugsweise genauso weit in die Umschlingung des antreibenden Förderrads 1. Die in der Umschlingung befindlichen Enden der Entlastungstaschen 7a und 17a sind von der Verbindungsgeraden R₁-R₂ je um eine etwa 90° entsprechende Bogenlänge entfernt.
Während die Dichtflächen 7 und 17 der jeweiligen Dichtkante im Eingriffsbereich bevorzugt abrupt, d.h. senkrecht in die Entlastungstaschen 7a und 17a abfallen, werden die Entlastungstaschen 7a und 17a an ihren anderen Enden gegen die Drehrichtung der Förderräder 1 und 2 kontinuierlich flacher, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel von höchstens 15°, gemessen zur Ebene der jeweiligen Dichtfläche 7 oder 17.
Die Entlastungstaschen 7a und 17a erstrecken sich in Drehrichtung der Förderräder 1 und 2 gleichweit. Die Entlastungstasche 17a läuft an ihrem dem Eingriffsbereich der Förderräder 1 und 2 zugewandten Ende in dem kreissegmentförmigen Ausschnitt für den Kolben 16 aus, so dass die Dichtkante der Dichtfläche 17 deutlich kürzer als die im Eingriffsbereich befindliche Dichtkante der Dichtfläche 7 ist. Von diesem Unterschied abgesehen entsprechen die Entlastungstaschen 7a und 17a einander.
Die Dichtflächen 8 und 18 auf der axial gegenüberliegenden Seite der Förderräder 1 und 2 sind wie die Dichtflächen 7 und 17 geformt und entsprechend ebenfalls nur auf der Hochdruckseite mit Entlastungstaschen 8a und 18a in der Form der Entlastungstaschen 7a und 17a versehen. Hinsichtlich dieser weiteren Entlastungstaschen gilt das zu den Entlastungstaschen 7a und 17a Gesagte. Insoweit entspricht die der Dichtfläche 7 gegenüberliegende Dichtfläche 8 der Dichtfläche 17, und die Dichtfläche 18 entspricht der Dichtfläche 7.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der axialen Dichtflächen 7, 8 und 17, 18 mit je einer Entlastungstasche nur auf der Hochdruckseite, die ferner zu der auf die jeweilige Dichtfläche projizierten Geraden R₁-R₂ einen Sicherheitsabstand a wahren, wird sichergestellt, dass die Pumpe zwar von Quetschfluid entlastet wird, aber dennoch kein Quetschfluid über den Zahneingriff transportiert werden kann oder allenfalls in einem für die praktischen Belange irrelevanten Ausmaß und daher über den Zahneingriff größtmögliche Dichtigkeit gewährleistet ist.

Claims

Außenzahnradpumpe umfassend:
a) eine Förderkammer mit einem Einlass (4) und einem Auslass (5) für ein Fluid,

b) ein erstes Förderrad (1) und ein zweites Förderrad (2), die für die Förderung des Fluids drehantreibbar und miteinander in einem den Auslass (4) von dem Einlass (5) trennenden Zahneingriff sind,

c) und den Förderrädern (1, 2) axial zugewandte Dichtflächen (7, 8, 17, 18), die mit den Förderrädern (1, 2) axiale Dichtspalte bilden,

d) wobei wenigstens eine der Dichtflächen nur auf einer Hochdruckseite der Förderkammer eine Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) aufweist und sich mit Ausnahme der Entlastungstasche umlaufend bis wenigstens zu dem Fußkreis und dem Koptkreis des axial zugewandten Förderrads (1, 2) erstreckt.
Außenzahnradpumpe nach Anspruch 1, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) von einer die Drehachsen der Förderräder (1, 2) verbindenden auf die wenigstens eine der Dichtflächen (7, 8, 17, 18) projizierten Geraden (R₁-R₂) in Drehrichtung des axial zugewandten Förderrads (1, 2) überall einen Abstand (a) aufweist.
Außenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Abstand (a) überall e/2 +- e/10 beträgt und e die auf den Wälzkreis (W₁, W₂) gemessene Zahnlückenweite oder Zahndicke des axial zugewandten Förderrads (1, 2) ist.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand (a) überall höchstens 6e/10 beträgt und e die auf den Teilkreis (W₁, W₂) gemessene Zahnlückenweite oder Zahndicke des axial zugewandten Förderrads (1, 2) ist.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine der Dichtflächen (7, 8, 17, 18) an einer in Drehrichtung des zugewandten Förderrads (1, 2) vorderen Kante, die vorzugsweise parallel ist zu einer die Drehachsen der Förderräder (1, 2) verbindenden Geraden (R₁-R₂), in die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) steil abfällt.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) an einem in Drehrichtung des zugewandten Förderrads (1, 2) hinteren Ende allmählich flacher wird und vorzugsweise stetig in die zugeordnete Dichtfläche (7, 8, 17, 18) übergeht.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) sich gegen die Drehrichtung des axial zugewandten Förderrads (1, 2) bis in eine Umschlingung erstreckt, die von einer das Förderrad (1, 2) über einen Umfangsbereich umgebende Dichtfläche (9) der Förderkammer gebildet wird.
Außenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) sich gegen die Drehrichtung bis in die letzte noch vollständig von der radialen Dichtfläche (9) umgebene Zahnlücke des axial zugewandten Förderrads (1, 2) erstreckt.
Außenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) sich nur soweit in die Umschlingung erstreckt, dass sie erst dann in die letzte Zahnlücke eingreift, wenn ein Zahn des antreibenden Förderrads (1), der an seiner Vorderflanke Antriebskontakt mit dem angetriebenen Förderrad (12) hat, mit seiner Rückflanke einen Wälzpunkt der Fahrräder (1, 2) passiert hat.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entlastungstasche (7a, 8a, 17a, 18a) höchstens 3.5 mm, bevorzugt höchstens 2.5 mm tief ist.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine axial hin und her bewegbare Verschiebeeinheit mit zwei Kolben (15, 16), zwischen denen das zweite Förderrad (2) drehbar gelagert ist, wobei einer der Kolben (15, 16) die wenigstens eine Dichtfläche (17, 18) mit der Entlastungstasche (17a, 18a) bildet.
Außenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kolben (15, 16) je eine Dichtfläche (17, 18) bilden, die nur auf der Hochdruckseite der Förderkammer eine Entlastungstasche (17a, 18a) aufweist und sich mit Ausnahme der Entlastungstasche umlaufend bis wenigstens zu dem Fußkreis und dem Koptkreis des axial zugewandten Förderrads (1, 2) erstreckt.
Außenzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine axial hin und her bewegbare Verschiebeeinheit mit zwei Kolben (15, 16), zwischen denen das zweite Förderrad (2) drehbar gelagert ist, wobei die wenigstens eine mit der Entlastungstasche (7a, 8a) versehene Dichtfläche (7, 8) dem ersten Förderrad (1) axial zugewandt ist.
Außenzahnradpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in beiden Dichtflächen (7, 8), die dem ersten Förderrad (2) axial zugewandt sind, je nur auf der Hochdruckseite der Förderkammer eine Entlastungstasche (7a, 8a) gebildet ist und beide Dichtflächen (7, 8) sich mit Ausnahme der jeweiligen Entlastungstasche umlaufend bis wenigstens zu dem Fußkreis und dem Kopfkreis des axial zugewandten Förderrads (1, 2) erstrecken.