ES2369901T3

ES2369901T3 - PUMP WITH INTERNAL GEAR WITH IMPROVED FILLING.

Info

Publication number: ES2369901T3
Application number: ES03020503T
Authority: ES
Inventors: Sven Peters; Claus Welte
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2011-12-09
Anticipated expiration: 2023-09-15
Also published as: EP1406015A1; ATE517261T1; EP1406015B1; DE10245814B3

Abstract

The pump has a housing (3) containing a gear chamber (4), which itself contains an internal gear wheel (1) and an external gear wheel (2). There is at least one recess (10) in the feet of the external teeth (1a), extending to one endface of these teeth. This endface has a greater radial depth than the inner region of the tooth foot base spaced out axially from the endface.

Description

Bomba con engranaje interior con llenado mejorado Inner gear pump with improved filling

La invención se refiere a bombas con engranaje interior, particularmente a bombas con engranaje interior para el uso como bombas de aceite lubricante para motores de pistón de combustión. The invention relates to internal gear pumps, particularly internal gear pumps for use as lubricating oil pumps for combustion piston engines.

En las bombas con engranaje interior habituales, para números de revoluciones por unidad de tiempo del juego de engranajes de la bomba por encima de 7.000 r.p.m. se generan velocidades de circulación tan elevadas, que ya no es posible un llenado completo del juego de engranajes. Debido al llenado incompleto se produce la cavitación. Con el comienzo de la cavitación decae notablemente el rendimiento volumétrico de la bomba, es decir, el rendimiento volumétrico empeora. In the usual internal gear pumps, for revolutions per unit time of the pump gear set above 7,000 rpm. such high circulation speeds are generated that complete filling of the gear set is no longer possible. Due to incomplete filling, cavitation occurs. With the onset of cavitation the volumetric efficiency of the pump decreases significantly, that is, the volumetric efficiency worsens.

El documento DE 1263973 B trata una máquina de pistón giratorio con pistones giratorios a modo de engranajes dispuestos de forma excéntrica entre sí, de los cuales el exterior arrastra directamente al interior, en donde el dentado del pistón giratorio interior contacta constantemente con el dentado interior del pistón giratorio exterior, o contacta prácticamente con éste. En las celdas de transporte así formadas se alimenta y extrae axialmente un medio de trabajo líquido o gaseoso por la cara frontal del pistón giratorio. Los entredientes que se encuentran entre las cabezas de dientes del pistón giratorio interior se encuentran biselados lateralmente y aumentan de este modo el volumen de las celdas de transporte formadas por los pistones. El objeto de este aumento de volumen es una reducción de la velocidad del flujo de entrada y de salida del medio de transporte o de trabajo hacia las celdas de transporte. Document DE 1263973 B deals with a rotating piston machine with rotating pistons in the form of gears arranged eccentrically between them, from which the outside drags directly into the interior, where the teeth of the inner rotating piston constantly contact the inner teeth of the external rotating piston, or contact it practically. In the transport cells thus formed, a liquid or gaseous working medium is axially fed and extracted by the front face of the rotating piston. The entredients between the tooth heads of the inner rotating piston are laterally chamfered and thus increase the volume of the transport cells formed by the pistons. The purpose of this increase in volume is a reduction in the speed of the input and output flow of the means of transport or work to the transport cells.

El documento DE 4 200 883 se considera como el estado de la técnica más cercano y publica una bomba de engranaje interior con un engranaje interior, que presenta una ranura axial en cada base del pie de diente. Por el lado de aspiración de la bomba está previsto un orificio de admisión, que presenta una anchura en dirección radial tal que recubre las ranuras axiales en una cara frontal. Las ranuras axiales en la base de los entredientes del piñón garantizan un cierto espacio muerto, en el que se pueden acumular burbujas de cavitación y aceite de compresión junto con vapor del líquido de servicio. Las ranuras pueden presentar correspondientemente un perfil en arco de círculo en la sección axial o discurrir con un perfil constante a lo largo de toda la anchura del diente. También el orificio de salida en el lado de presión de la bomba presenta una anchura en dirección radial tal que recubre las ranuras axiales en una cara frontal. Document DE 4 200 883 is considered to be the closest state of the art and publishes an inner gear pump with an inner gear, which has an axial groove in each base of the tooth foot. An intake port is provided on the suction side of the pump, which has a width in the radial direction such that it covers the axial grooves on a front face. The axial grooves at the base of the pinion entrances guarantee a certain dead space, in which cavitation bubbles and compression oil can accumulate together with steam from the service liquid. The grooves can correspondingly have a circle arc profile in the axial section or run with a constant profile along the entire width of the tooth. Also the outlet orifice on the pressure side of the pump has a width in radial direction such that it covers the axial grooves on a front face.

El objeto de la invención es el de mejorar el rendimiento volumétrico de bombas con engranaje interior. The object of the invention is to improve the volumetric efficiency of pumps with internal gear.

La invención se refiere a una bomba con engranaje interior, que presenta al menos una cámara de engranaje formada en la carcasa y al menos dos engranajes alojados en la cámara de engranaje que se encuentran en engrane. Uno de los engranajes es un engranaje interior con dentado exterior, el otro es un engranaje exterior con dentado interior. Los engranajes pueden girar alrededor de unos ejes de giro mutuamente desplazados entre sí. En la cámara de engranaje desembocan al menos un orificio de admisión en el lado de baja presión, también denominado lado de aspiración, y al menos un orificio de salida en el lado de alta presión para un fluido a transportar mediante la bomba. El fluido consiste preferentemente en un líquido hidráulico. The invention relates to an internal gear pump, which has at least one gear chamber formed in the housing and at least two gears housed in the gear chamber that are in gear. One of the gears is an inner gear with an outer gear, the other is an outer gear with an internal gear. The gears can rotate around mutually displaced axes of rotation. In the gear chamber, at least one inlet port flows into the low pressure side, also called the suction side, and at least one outlet port in the high pressure side for a fluid to be transported by the pump. The fluid preferably consists of a hydraulic liquid.

El dentado interior del engranaje exterior presenta al menos un diente más que el dentado exterior del engranaje interior, preferentemente presenta exactamente un diente más. Los dentados forman unas celdas de transporte, que se expanden en la dirección de giro de los engranajes desde una zona con el mayor engrane hasta una zona con el menor engrane en el lado de baja presión de la cámara de engranaje, es decir, aumentan su tamaño, y se reducen a continuación desde la zona de menor engrane hasta la zona de mayor engrane en el lado de alta presión de la cámara de engranaje, es decir, forman celdas de transporte de compresión en el lado de alta presión. Durante un movimiento de giro de los engranajes, se aspira fluido por el lado de baja presión de la cámara de engranaje a través de las celdas de transporte que allí se expanden, se transporta a través de la zona de menor engrane, y se desaloja de las celdas de transporte de compresión en el lado de alta presión a través del por lo menos un orificio de salida. The inner teeth of the outer gear have at least one more tooth than the outer teeth of the inner gear, preferably it has exactly one more tooth. The teeth form transport cells, which expand in the direction of rotation of the gears from an area with the largest gear to an area with the smallest gear on the low pressure side of the gear chamber, that is, increase their size, and are then reduced from the area of smaller gear to the area of larger gear on the high pressure side of the gear chamber, that is, they form compression transport cells on the high pressure side. During a movement of rotation of the gears, fluid is aspirated from the low pressure side of the gear chamber through the transport cells that expand there, transported through the area of least gearing, and dislodged from The compression transport cells on the high pressure side through the at least one outlet hole.

En cada uno de los pies de diente, de preferencia exactamente en el vértice del dentado exterior, está formada al menos una cavidad, que se extiende de acuerdo con la invención desde una cara frontal del dentado exterior sólo hasta la base del pie de diente, es decir, las cavidades de acuerdo con la invención se encuentran abiertas hacia la cara frontal correspondiente del dentado exterior y terminan cada una en una base del pie de diente correspondiente. La cavidad formada de acuerdo con la invención no se extiende de este modo de forma continua desde una cara frontal hasta la otra cara frontal situada enfrente del dentado exterior, sino que en los pies de diente queda un nervio, que llega hasta la circunferencia de fondo del dentado exterior y determina la circunferencia de fondo. En caso de que las cavidades se extiendan en una u otra forma de realización de la invención axialmente y de forma continua desde una cara frontal hasta la otra cara frontal, éstas presentan sin embargo en al menos una de las caras frontales una profundidad radial mayor que en una zona en el interior de la base del pie de diente correspondiente, es decir, para el caso de cavidades continuas en dirección axial, su profundidad radial no es uniforme a lo largo de toda la longitud axial de la cavidad correspondiente, sino que estas cavidades son más planas en el interior de la base de pie de diente correspondiente que en al menos una de las dos caras frontales del dentado exterior. La profundidad radial de las cavidades puede aumentar particularmente también desde un punto más plano de la base del pie de diente correspondiente hacia las dos caras frontales del dentado exterior. La afirmación acerca de la diferencia de profundidad también es válida para las primeras formas de realización mencionadas, en las que las cavidades terminan en la base del pie de diente dejando un nervio. Asimismo también es válida la afirmación para las cavidades cuya profundidad radial sólo varía una vez, concretamente en un nervio de este tipo o en un punto plano interior. In each of the tooth feet, preferably exactly at the apex of the outer tooth, at least one cavity is formed, which extends according to the invention from a front face of the outer tooth only to the base of the tooth foot, that is, the cavities according to the invention are open towards the corresponding front face of the outer teeth and each end at a base of the corresponding tooth foot. The cavity formed in accordance with the invention does not extend in this way continuously from one front face to the other front face located opposite the outer teeth, but a nerve remains at the tooth feet, which reaches the bottom circumference of the outer teeth and determines the background circumference. In case the cavities extend in one or another embodiment of the invention axially and continuously from one front face to the other front face, they nevertheless have at least one of the front faces a radial depth greater than in an area inside the base of the corresponding tooth foot, that is, in the case of continuous cavities in the axial direction, their radial depth is not uniform along the entire axial length of the corresponding cavity, but these Cavities are flatter inside the corresponding tooth foot base than at least one of the two front faces of the outer teeth. The radial depth of the cavities can also increase particularly from a flatter point of the base of the corresponding tooth foot towards the two front faces of the outer teeth. The statement about the difference in depth is also valid for the first mentioned embodiments, in which the cavities end at the base of the tooth foot leaving a nerve. Also valid is the statement for cavities whose radial depth only varies once, specifically in a nerve of this type or in an interior flat point.

Mediante la cavidad formada de acuerdo con la invención se aumenta la sección de aspiración de la celda de transporte correspondiente en el lado de baja presión de la cámara de engranaje en la cara frontal, hacia la que se extiende la cavidad. Por otro lado, la dimensión de la ampliación del volumen de la celda de transporte se puede reducir en comparación con una cavidad que se extiende de forma continua en dirección axial con profundidad uniforme para una misma sección de admisión en la cara frontal. A medida que aumenta el número de revoluciones por unidad de tiempo de los engranajes aumentan las fuerzas centrífugas orientadas radialmente hacia el exterior que actúan sobre el fluido en el interior de las celdas de transporte, lo que provoca además de la expansión de las celdas de transporte en el lado de baja presión una aspiración orientada radialmente hacia el exterior. El fluido es presionado contra el engranaje exterior debido a la fuerza centrífuga, mientras que en el engranaje interior sin las cavidades queda un espacio vacío. Este espacio vacío se reduce en base a la conformación de las cavidades de acuerdo con la invención, puesto que las celdas de transporte presentan una sección de aspiración ampliada en la cara frontal en comparación con celdas de transporte sencillas, así como un menor volumen de celda en comparación con celdas de transporte con cavidades que se extienden de forma continua. El nivel de llenado de las celdas de transporte se puede aumentar mediante el aprovechamiento óptimo de la fuerza centrífuga para la aspiración del fluido. El comienzo de la cavitación se desplaza de este modo a números de revoluciones por unidad de tiempo más elevados. Asimismo el rendimiento volumétrico en el intervalo de revoluciones por encima del comienzo de la cavitación se reduce de forma menos acusada que en las bombas con engranaje interior tradicionales. The suction section of the corresponding transport cell on the low pressure side of the gear chamber on the front face, towards which the cavity extends, is increased by the cavity formed in accordance with the invention. On the other hand, the dimension of the volume expansion of the transport cell can be reduced compared to a cavity that extends continuously in axial direction with uniform depth for the same intake section on the front face. As the number of revolutions per unit of time of the gears increases the radially oriented outwardly oriented centrifugal forces acting on the fluid inside the transport cells, which causes in addition to the expansion of the transport cells on the low pressure side a suction oriented radially outward. The fluid is pressed against the outer gear due to centrifugal force, while in the inner gear without the cavities there is an empty space. This empty space is reduced based on the conformation of the cavities according to the invention, since the transport cells have an enlarged suction section on the front face compared to simple transport cells, as well as a smaller cell volume compared to transport cells with cavities that extend continuously. The level of filling of the transport cells can be increased by optimally utilizing the centrifugal force for fluid aspiration. The beginning of the cavitation thus moves to higher numbers of revolutions per unit of time. Likewise, the volumetric efficiency in the speed range above the beginning of cavitation is reduced less markedly than in traditional internal gear pumps.

La profundidad de cada una de las cavidades se mide en dirección radial con respecto al contorno de los pies de diente sin cavidad, es decir, se mide exactamente en el vértice con respecto a la circunferencia de fondo del dentado exterior. La profundidad puede variar en un único escalón. Sin embargo, preferentemente, la profundidad varía de forma continua en dirección axial desde una profundidad máxima en la cara frontal hasta un valor mínimo, preferentemente hasta el valor “0”. De este modo se reduce el volumen de la cavidad y de la celda de transporte correspondiente con respecto a una reducción en un escalón. La dimensión de un espacio no llenado con fluido en el interior de la celda de transporte para números de revoluciones por unidad de tiempo elevados se reduce correspondientemente también de forma ventajosa. Básicamente, la ampliación de volumen atribuible a la cavidad se puede reducir con respecto a una reducción en un escalón también mediante el aumento de la profundidad en varios escalones. Resulta particularmente preferido que la profundidad en dirección axial se reduzca de forma degresiva desde un valor máximo en la cara frontal del dentado exterior hasta un valor mínimo en el interior de la base de pie de diente. The depth of each of the cavities is measured in a radial direction with respect to the contour of the tooth feet without a cavity, that is, it is measured exactly at the vertex with respect to the background circumference of the outer teeth. The depth can vary in a single step. However, preferably, the depth varies continuously in axial direction from a maximum depth on the front face to a minimum value, preferably to the value "0". This reduces the volume of the cavity and the corresponding transport cell with respect to a reduction in a step. The dimension of a space not filled with fluid inside the transport cell for high revolutions per unit of time is also correspondingly reduced accordingly. Basically, the volume increase attributable to the cavity can be reduced with respect to a reduction in one step also by increasing the depth in several steps. It is particularly preferred that the depth in the axial direction be reduced gradually from a maximum value on the front face of the outer teeth to a minimum value inside the tooth base.

Para aumentar aún más y de este modo optimizar la proporción de la sección de aspiración con respecto al volumen de las celdas de transporte, también se reduce la anchura de la cavidad medida en la dirección perimetral del dentado exterior desde un valor máximo en la cara frontal en dirección axial hasta el interior de la base del pie, en donde esta reducción también discurre preferentemente de forma continua. Más fácil de construir y no por ello la más preferida es la cavidad cónica en la base del pie de diente excepto en un extremo que termina de forma redondeada en el interior de la base del pie en la circunferencia de fondo. To further increase and thereby optimize the proportion of the suction section with respect to the volume of the transport cells, the width of the cavity measured in the perimeter direction of the outer teeth is also reduced from a maximum value on the front face in the axial direction to the inside of the base of the foot, where this reduction also preferably runs continuously. Easier to build and not the most preferred is the conical cavity at the base of the tooth foot except at an end that ends rounded inside the base of the foot at the bottom circumference.

La cavidad se puede conformar mediante un tratamiento posterior del engranaje interior, por ejemplo mediante fresado. Sin embargo, se puede conformar directamente junto con la conformación del engranaje, preferentemente mediante un moldeado por presión de un engranaje conformado como pieza obtenida por sinterización. The cavity can be shaped by a subsequent treatment of the inner gear, for example by milling. However, it can be formed directly together with the forming of the gear, preferably by pressure molding a shaped gear as a piece obtained by sintering.

En tanto en las formas de realización anteriores se describen características ventajosas sólo en referencia a una cavidad, estas realizaciones también deben de ser válidas para las otras cavidades conformadas de acuerdo con la invención en el engranaje interior, que estarán preferentemente conformadas del mismo modo respectivamente. While advantageous features are described in the above embodiments only in reference to a cavity, these embodiments must also be valid for the other cavities formed according to the invention in the inner gear, which will preferably be shaped in the same way respectively.

Cavidades del tipo de acuerdo con la invención pueden estar formadas de forma especialmente ventajosa en ambas caras frontales del engranaje interior, en donde entre las dos cavidades que se extienden en dirección axial de cada una de las bases del pie de diente queda preferentemente un nervio, que se extiende hasta la circunferencia de fondo del dentado exterior, es decir, toca la circunferencia de fondo. Las en este caso dos cavidades en el interior de la base de un pie de diente se encuentran preferentemente en confluencia axial en el vértice de la base del pie de diente. Asimismo, en una realización preferente, son especularmente simétricas con respecto al centro axial del engranaje interior. En caso de que en las dos caras frontales desemboque bien una cavidad correspondiente o bien una continua, estará preferentemente formado al menos un orificio de admisión en cada una de las dos caras frontales opuestas entre sí, que recubren las desembocaduras de las cavidades en dirección radial. Cavities of the type according to the invention can be especially advantageously formed on both front faces of the inner gear, where between the two cavities extending in the axial direction of each of the bases of the tooth foot is preferably a rib, which extends to the bottom circumference of the outer teeth, that is, touches the bottom circumference. The two cavities in this case inside the base of a tooth foot are preferably in axial confluence at the apex of the base of the tooth foot. Also, in a preferred embodiment, they are specularly symmetrical with respect to the axial center of the inner gear. In the case where a corresponding cavity or a continuous cavity ends either on the two front faces, at least one intake port will preferably be formed in each of the two opposite faces opposite each other, which cover the mouths of the cavities in the radial direction .

Cavidades del tipo de acuerdo con la invención en ambas caras frontales del dentado exterior son particularmente ventajosas cuando en la cámara de engranaje desemboca al menos un orificio de admisión para cada una de las dos caras frontales del ensamblaje de engranajes. Los orificios de admisión a ambos lados del ensamblaje de engranajes son habituales en bombas con engranaje interior previstas para usos en intervalos de revoluciones por unidad de tiempo superiores a 7000 r.p.m., para garantizar incluso a números de revoluciones por unidad de tiempo tan elevados un llenado suficiente de las celdas de transporte en el lado de baja presión. Cavities of the type according to the invention on both front faces of the outer teeth are particularly advantageous when at least one inlet port flows into the gear chamber for each of the two front faces of the gear assembly. The intake holes on both sides of the gear assembly are common in pumps with internal gear intended for use in revolutions intervals per unit of time greater than 7000 rpm, to guarantee sufficient filling even at such high revolutions per unit time of the transport cells on the low pressure side.

El al menos un orificio de salida en el lado de alta presión es más estrecho en dirección radial que el al menos un orificio de admisión, y concretamente en la profundidad radial de las cavidades que desembocan aquí en posiciones opuestas. En caso de que las cavidades desemboquen en ambas caras frontales del dentado exterior y esté formado al menos un orificio de salida hacia cada una de las dos caras frontales, estos al menos dos orificios de salida también recubren las celdas de transporte en el lado de alta presión sólo hasta la base del pie de diente del dentado exterior, pero no las desembocaduras de las cavidades. A la invención le corresponde también que en caso de que las cavidades que desembocan hacia ambas caras frontales del dentado exterior sólo esté o estén formados un orificio de salida o varios orificios de salida uno detrás de otro en dirección hacia los engranajes en una de las caras frontales. La conformación de al menos un orificio de admisión, que recubre las cavidades en dirección radial por el lado de baja presión, y al mismo tiempo de al menos un orificio de salida, que no recubre las cavidades en el lado de alta presión, en cierto modo obtura, es ventajoso no sólo junto con las cavidades formadas de acuerdo con la invención, sino básicamente también con cavidades continuas en dirección axial que presentan una sección constante, por ejemplo en combinación con ranuras rectas en dirección axial. The at least one outlet orifice on the high pressure side is narrower in the radial direction than the at least one inlet port, and specifically in the radial depth of the cavities that flow here in opposite positions. If the cavities flow into both front faces of the outer teeth and at least one exit hole is formed towards each of the two front faces, these at least two exit holes also cover the transport cells on the high side. pressure only to the base of the tooth foot of the outer teeth, but not the mouths of the cavities. The invention also corresponds to the fact that if the cavities leading to both front faces of the outer teeth only one exit or several exit holes are formed one after the other in the direction of the gears on one of the faces front. The conformation of at least one intake hole, which covers the cavities in the radial direction on the low pressure side, and at the same time of at least one outlet hole, which does not cover the cavities on the high pressure side, in a certain way obturation mode, it is advantageous not only together with the cavities formed according to the invention, but also basically with continuous cavities in axial direction having a constant section, for example in combination with straight grooves in axial direction.

También las reivindicaciones dependientes y sus combinaciones describen características preferidas, que también pueden completar las conformaciones anteriormente descritas o pueden ser completadas por éstas. Also the dependent claims and their combinations describe preferred features, which can also complete the conformations described above or can be completed by them.

A continuación se describe la invención en base a un ejemplo de realización. Las características que se publican en base al ejemplo de realización perfeccionan tanto de forma individual como en cualquier combinación de características los objetos de las reivindicaciones así como las conformaciones anteriormente descritas. Se muestra: The invention will now be described based on an exemplary embodiment. The characteristics that are published based on the exemplary embodiment improve both the objects of the claims as well as the conformations described above both individually and in any combination of features. It shows:

fig. 1 una vista de una bomba con engranaje interior, fig. 1 a view of an internal gear pump,

fig. 2 un engranaje interior con cavidades, que se extienden sólo hacia una cara frontal del engranaje, fig. 2 an inner gear with cavities, which extend only towards a front face of the gear,

fig. 3 el engranaje de la fig. 2 en una vista sobre una de las caras frontales, fig. 3 the gear in fig. 2 in a view on one of the front faces,

fig. 4 el engranaje de las fig. 2 y 3 en una sección axial parcial en la zona de una de las cavidades, fig. 4 the gear in fig. 2 and 3 in a partial axial section in the area of one of the cavities,

fig. 5 el rendimiento volumétrico representado con respecto al número de revoluciones por unidad de tiempo de una bomba con engranaje interior tradicional, y fig. 5 the volumetric efficiency represented with respect to the number of revolutions per unit of time of a pump with traditional internal gear, and

fig. 6 el rendimiento volumétrico representado con respecto al número de revoluciones por unidad de tiempo de una bomba con engranaje interior de acuerdo con la invención. fig. 6 the volumetric efficiency represented with respect to the number of revolutions per unit of time of an internal gear pump according to the invention.

La fig. 1 muestra una bomba con engranaje interior con una carcasa 3, cuya tapa de carcasa ha sido retirada para dejar libre la visión a la cámara de engranaje 4. La cámara engranaje 4 es una cámara cilíndrica circular, cuyas paredes están formadas por la carcasa 3 y la tapa de carcasa retirada. Las paredes forman una superficie cilíndrica circular de revestimiento interior y dos caras frontales, enfrentadas axialmente entre sí. La vista de la fig. 1 está orientada hacia la cara frontal posterior de estas dos. La cara frontal posterior y la superficie cilíndrica circular de revestimiento interior están formadas por la carcasa y la otra de las paredes frontales está formada por la tapa de carcasa retirada. Fig. 1 shows an internal gear pump with a housing 3, whose housing cover has been removed to free the view of the gear chamber 4. The gear chamber 4 is a circular cylindrical chamber, the walls of which are formed by the housing 3 and the housing cover removed. The walls form a circular cylindrical surface of inner lining and two front faces, facing axially with each other. The view of fig. 1 is oriented towards the rear front face of these two. The rear front face and the circular cylindrical inner lining surface are formed by the housing and the other of the front walls is formed by the removed housing cover.

La cámara de engranaje 4 aloja un ensamblaje de engranajes formado por dos engranajes frontales, como son un engranaje interior 1 y un engranaje exterior 2. El engranaje interior 1 está asentado de forma inmóvil con respecto al giro sobre un eje de accionamiento 8 y puede girar junto con el eje de accionamiento 8 alrededor de su eje de giro D1. El engranaje exterior 2 está apoyado de forma giratoria contra la superficie cilíndrica circular de revestimiento interior de la cámara de engranaje 4 alrededor de un eje de giro D2 mediante un cojinete de deslizamiento. Los dos ejes de giro D1 y D2 discurren excéntricos entre sí, es decir, paralelamente desplazados, con una excentricidad “e”. The gear chamber 4 houses a gear assembly formed by two front gears, such as an inner gear 1 and an outer gear 2. The inner gear 1 is seated motionlessly with respect to the rotation on a drive shaft 8 and can rotate together with the drive shaft 8 around its axis of rotation D1. The outer gear 2 is rotatably supported against the circular cylindrical inner lining surface of the gear chamber 4 about a rotation axis D2 by means of a sliding bearing. The two axes of rotation D1 and D2 run eccentrically with each other, that is to say, parallel displaced, with an eccentricity "e".

El engranaje interior 1 está proviso de un dentado exterior 1a y el engranaje exterior 2 de un dentado interior 2i. Los dos dentados 1a y 2i se encuentran en un contacto engranado entre los dientes. El dentado exterior 1a tiene un diente menos que el dentado interior 2i. Los dos dentados 1a y 2i forman en el engrane unas celdas de transporte 7 entre ellos, que conducen un fluido a transportar por la bomba. The inner gear 1 is provided with an outer gear 1a and the outer gear 2 with an inner gear 2i. The two teeth 1a and 2i are in a meshed contact between the teeth. The outer teeth 1a has a tooth less than the internal teeth 2i. The two teeth 1a and 2i form in the gear some transport cells 7 between them, which conduct a fluid to be transported by the pump.

En la cámara de engranaje 4 desembocan en su superficie frontal posterior un orificio de admisión 5 y un orificio de salida 6 para el fluido. También desembocan en la superficie frontal anterior formada por la tapa de carcasa otro orificio de admisión y otro orificio de salida, formados de la misma forma que el orificio de admisión 5 y el orificio de salida 6. El orificio de admisión 5 está conectado con una entrada de fluido a través de un canal de baja presión formado en la carcasa 3 y el orificio de salida 6 está conectado con una salida de fluido de la carcasa 3 a través de un canal de alta presión formado en la carcasa 3. El orificio de admisión formado en la tapa de carcasa también está conectado con el canal de baja presión y el orificio de salida formado en la tapa de carcasa también está conectado con el canal de alta presión. In the gear chamber 4, an intake port 5 and an outlet port 6 for the fluid flow into its rear front surface. Another intake port and another exit hole, formed in the same way as the intake hole 5 and the outlet hole 6, also flow into the front front surface formed by the housing cover. The intake hole 5 is connected to a fluid inlet through a low pressure channel formed in the housing 3 and the outlet orifice 6 is connected to a fluid outlet in the housing 3 through a high pressure channel formed in the housing 3. The orifice Inlet formed in the housing cover is also connected to the low pressure channel and the outlet hole formed in the housing cover is also connected to the high pressure channel.

Cada una de las celdas de transporte 7 está al menos sustancialmente hermetizada a prueba de escape de presión con respecto a sus celdas de transporte 7 adyacentes en la dirección de giro D. La hermetización del lado de alta presión de la cámara de engranaje 4 con respecto al lado de baja presión se produce en la zona de mayor engrane mediante los flancos de diente del accionamiento presionados unos contra los otros y en la zona de menor engrane mediante las cabezas de diente de los dentados 1a y 2i enfrentadas entre sí. Los engranajes 1 y 2 forman en dirección axial en sus caras frontales unas ranuras de obturación respectivamente con las paredes frontales de cámara de la cámara de engranaje 4 opuestas axialmente enfrentadas entre sí, en las que están formados los orificios de admisión y de salida. En la zona de mayor engrane y en la zona de menor engrane, las dos paredes frontales de cámara forman un nervio de obturación respectivamente. El nervio de obturación correspondiente se extiende en dirección de giro D tanto en la zona de mayor engrane como también en la zona de menor engrane entre los extremos ahí enfrentados entre sí del orificio de admisión y del orificio de salida y divide en base a su efecto de obturación los orificios correspondientes y de este modo finalmente el lado de baja presión del lado de alta presión. Each of the transport cells 7 is at least substantially sealed against pressure leakage with respect to its adjacent transport cells 7 in the direction of rotation D. The sealing of the high pressure side of the gear chamber 4 with respect to at the low pressure side it is produced in the area of greatest engagement by means of the tooth flanks of the drive pressed against each other and in the area of minor engagement by means of the tooth heads of the teeth 1a and 2i facing each other. The gears 1 and 2 form in the axial direction on their front faces sealing grooves respectively with the front chamber walls of the gear chamber 4 axially facing each other, in which the intake and outlet holes are formed. In the area of greatest engagement and the area of least engagement, the two front chamber walls form a sealing rib respectively. The corresponding sealing rib extends in the direction of rotation D both in the area of greatest engagement as well as in the area of minor engagement between the ends therein facing each other of the intake hole and the outlet hole and divides based on its effect the corresponding holes and thus finally the low pressure side of the high pressure side.

Para el transporte de fluido, el eje de accionamiento 8 hace girar el engranaje interior 1, por ejemplo en la dirección de giro D representada, y arrastra al engranaje exterior 2 en la misma dirección de giro D debido al contacto engranado entre los dientes. Durante el movimiento de giro aumenta el tamaño de las celdas de transporte 7 partiendo desde una zona de mayor engrane, en dirección de giro D, hasta una zona de menor engrane, y vuelven a reducir su tamaño desde la zona de menor engrane hasta la zona de mayor engrane. Mediante las celdas de transporte 7 que aumentan su tamaño se forma un lado de baja presión en la cámara de engranaje 4 y mediante las celdas de transporte 7 que reducen su tamaño se forma un lado de alta presión en la cámara de engranaje 4. For the transport of fluid, the drive shaft 8 rotates the inner gear 1, for example in the direction of rotation D shown, and drives the outer gear 2 in the same direction of rotation D due to the engaged contact between the teeth. During the turning movement, the size of the transport cells 7 increases from a larger gear zone, in the direction of rotation D, to a smaller gear zone, and they again reduce their size from the smaller gear zone to the area of greater gear. By means of the transport cells 7 which increase their size, a low pressure side is formed in the gear chamber 4 and by means of the transport cells 7 which reduce their size a high pressure side is formed in the gear chamber 4.

Cuando se hace girar ambos engranajes 1 y 2, por el lado de baja presión se aspira fluido a través del orificio de admisión 5 y del orificio de admisión opuesto en la tapa de carcasa debido a las celdas de transporte 7 que allí se expanden, y se transporta en las celdas de transporte 7 a través de la zona de menor engrane hasta el lado de alta presión. En el lado de alta presión se reduce el tamaño de las celdas de transporte 7 de tal forma que el fluido se desaloja a través del orificio de salida 6 y del orificio de salida opuesto conformado en la tapa de carcasa debido al aumento de la presión, y circula a través del canal de alta presión situado a continuación de estos dos orificios de salida hacia la salida de la carcasa y finalmente hasta un grupo a alimentar con el fluido. When both gears 1 and 2 are rotated, fluid is drawn from the low pressure side through the intake port 5 and the opposite intake hole in the housing cover due to the transport cells 7 that expand there, and it is transported in transport cells 7 through the area of smaller gear to the high pressure side. On the high pressure side the size of the transport cells 7 is reduced so that the fluid is dislodged through the outlet orifice 6 and the opposite outlet orifice formed in the housing cover due to the increase in pressure, and it circulates through the high pressure channel located next to these two outlet holes towards the outlet of the housing and finally to a group to be fed with the fluid.

El engranaje interior 1 de la bomba de engranaje interior está representado en la fig. 2 en una representación en perspectiva y en la fig. 3 en detalle en la vista de la fig. 1. En cada uno de los pies de diente del dentado exterior 1a están formadas dos cavidades 10, que se extienden desde un nervio 11 axial central partiendo en dirección axial hasta cada una de las dos caras frontales del engranaje interior 1. Cada una de las cavidades 10 desemboca en sólo una de las caras frontales del engranaje 1. Las dos cavidades 10 formadas por cada pie de diente terminan en el pie de diente correspondiente y forman entre ellas el nervio 11. El nervio 11 que queda entre las cavidades 10 en la base de cada uno de los pies de diente puede estar formado de forma conocida como perfil de pie de diente, por ejemplo como hipocicloide. Cada uno de los nervios 11 contacta con la circunferencia de fondo F del dentado exterior 1a, es decir, los nervios 11 determinan la circunferencia de fondo F. En la figura 3 también está representado el círculo de paso W que divide el perfil del dentado exterior 1a en cabezas de diente y pies de diente. The inner gear 1 of the inner gear pump is shown in fig. 2 in a perspective representation and in fig. 3 in detail in the view of fig. 1. On each of the tooth feet of the outer teeth 1a two cavities 10 are formed, which extend from a central axial rib 11 starting axially to each of the two front faces of the inner gear 1. Each of the cavities 10 flows into only one of the front faces of the gear 1. The two cavities 10 formed by each tooth foot end at the corresponding tooth foot and form between them the nerve 11. The nerve 11 that remains between the cavities 10 in the The base of each of the tooth feet may be formed in a manner known as a tooth foot profile, for example as a hypocycloid. Each of the ribs 11 contacts the bottom circumference F of the outer teeth 1a, that is to say, the ribs 11 determine the bottom circumference F. The step circle W which divides the profile of the outer teeth is also shown in FIG. 1st in tooth heads and tooth feet.

Las cavidades 10 presentan en su sección un perfil circular con una anchura B medida en dirección perimetral. Las cavidades 10 presentan su mayor anchura B en su punto de desembocadura correspondiente en la cara frontal del engranaje interior 1. En la fig. 3 se representa por ejemplo la mayor anchura B para una de las cavidades 10. También está representada la profundidad T en el vértice del pie de diente para, por ejemplo, una de las cavidades The cavities 10 have in their section a circular profile with a width B measured in the perimeter direction. The cavities 10 have their greatest width B at their corresponding mouth point on the front face of the inner gear 1. In fig. 3 shows, for example, the greatest width B for one of the cavities 10. The depth T is also represented at the apex of the tooth foot for, for example, one of the cavities

10. La profundidad T se mide en dirección radial y está referida al perfil del pie de diente de los nervios 11 prolongado imaginariamente en dirección axial por encima de la cavidad 10. Las cavidades 10 presentan también su mayor profundidad T en la cara frontal del engranaje interior 1, en la que desembocan. La profundidad T decrece de forma continua en dirección axial desde el punto de desembocadura en la cara frontal hasta el nervio 11. 10. The depth T is measured in the radial direction and is referred to the profile of the toothed foot of the ribs 11 extended imaginary in the axial direction above the cavity 10. The cavities 10 also have their greatest depth T on the front face of the gear interior 1, where they flow. The depth T decreases continuously in the axial direction from the mouth point on the front face to the nerve 11.

La fig. 4 muestra una zona del engranaje interior, en la que está formada una cavidad 10, en una sección. El plano de corte es el plano axial/radial, que divide la cavidad 10 en dos mitades iguales. La cavidad 10 presenta en este plano de corte su mayor profundidad T correspondiente en el plano de sección perpendicular al plano de corte axial/radial. La cavidad 10 se aplana continuamente desde la cara frontal del engranaje interior 1 hasta el nervio 11 bajo un ángulo de inclinación α. La trayectoria de aplanamiento de la cavidad 10 es también degresiva en pequeña medida, es decir, el ángulo de inclinación α, medido con respecto a la prolongación axial del perfil del pie de diente del nervio 11, decrece también gradualmente desde la cara frontal hasta el nervio 11. En cualquier caso, la cavidad 10 penetra en el nervio 11 de forma oblicua, es decir, el ángulo de inclinación α es distinto de “0” en la zona de transición entre la cavidad 10 y el nervio 11. Fig. 4 shows an area of the inner gear, in which a cavity 10 is formed, in a section. The cutting plane is the axial / radial plane, which divides the cavity 10 into two equal halves. The cavity 10 has in this cutting plane its greatest corresponding depth T in the section plane perpendicular to the axial / radial cutting plane. The cavity 10 is flattened continuously from the front face of the inner gear 1 to the rib 11 under an angle of inclination α. The flattening path of the cavity 10 is also degressive in a small way, that is, the angle of inclination α, measured with respect to the axial extension of the profile of the tooth foot of the nerve 11, also gradually decreases from the front face to the nerve 11. In any case, the cavity 10 penetrates the rib 11 obliquely, that is, the angle of inclination α is different from "0" in the transition zone between the cavity 10 and the rib 11.

Tal y como se puede observar de la mejor forma en la fig. 2, las cavidades 10 están formadas por una superficie de revestimiento lisa en la base y por cada uno de los pies de diente. Las cavidades 10 son cónicas con una zona de transición circular en una vista radial desde arriba hacia el perfil de pie de diente formado por el nervio 11 correspondiente. La generatriz formada por el cono de cada una de las cavidades 10 está ligeramente curvada debido al ángulo de inclinación α variable. Por ello, la forma también se podría denominar como hiperboloide. También sería posible una forma cónica recta. La forma cóncava en dirección axial radialmente hacia afuera de las cavidades 10 proporciona no obstante una proporción ventajosamente grande entre la superficie de sección de desembocadura y el volumen por cada cavidad 10. As can be seen in the best way in fig. 2, the cavities 10 are formed by a smooth coating surface at the base and by each of the tooth feet. The cavities 10 are conical with a circular transition zone in a radial view from above towards the tooth foot profile formed by the corresponding rib 11. The generatrix formed by the cone of each of the cavities 10 is slightly curved due to the angle of inclination variable α. Therefore, the form could also be referred to as hyperboloid. A straight conical shape would also be possible. The concave axially radially outward direction of the cavities 10 nevertheless provides an advantageously large proportion between the surface of the mouth section and the volume for each cavity 10.

En el ejemplo de realización, las cavidades 10 están formadas exactamente en el vértice de los pies de diente, con el plano axial/radial que corta la circunferencia de fondo F en el vértice como plano de simetría. No obstante, también resultan imaginables otras formas diferentes de éstas. En cualquier caso resulta ventajoso que las desembocaduras de las cavidades 10 estén conformadas y dispuestas de este modo en la cara frontal del engranaje interior 10. Sin embargo, partiendo de estas desembocaduras, las cavidades 10 también pueden discurrir hacia afuera en cualquier caso de forma recta, oblicua o en forma de arco con respecto a la axial con respecto al nervio 11 correspondiente, para influir en las proporciones del flujo de entrada en la celda de transporte 7 correspondiente. In the exemplary embodiment, the cavities 10 are formed exactly at the apex of the tooth feet, with the axial / radial plane that cuts the bottom circumference F at the vertex as a plane of symmetry. However, other forms of these are also imaginable. In any case it is advantageous that the mouths of the cavities 10 are shaped and arranged in this way on the front face of the inner gear 10. However, starting from these mouths, the cavities 10 can also run straight out in any case , oblique or arc-shaped with respect to axial with respect to the corresponding rib 11, to influence the proportions of the input flow in the corresponding transport cell 7.

El orificio de admisión 5 y el orificio de salida 6 están escotados a modo de orificios reniformes en la pared frontal posterior de la cámara. Cada uno de ellos se extiende en dirección perimetral a lo largo de varias celdas de transporte 7, recubriendo radialmente las celdas de transporte 7 correspondientes. El orificio de admisión 5 recubre además radialmente también las cavidades 10. El orificio de salida 6 se extiende radialmente sólo hasta la circunferencia de fondo del dentado exterior 1a, de tal forma que no se desaloja ningún fluido directamente de las cavidades 10. Lo dicho para el orificio de admisión 5 y para el orificio de salida 6 también aplica para el orificio de admisión y el orificio de salida igualmente existentes en la tapa de carcasa retirada. En la tapa de carcasa puede haber, aunque no es necesario que esté formado ningún orificio de salida. Por lo tanto, en el movimiento de giro de los engranajes 1 y 2 las cavidades 10 acarician el orificio de admisión 5 y el orificio de admisión opuesto enfrentado axialmente en la tapa de carcasa. The intake orifice 5 and the outlet orifice 6 are recessed by way of reniform holes in the rear front wall of the chamber. Each of them extends in the perimeter direction along several transport cells 7, radially covering the corresponding transport cells 7. The intake port 5 also radially also covers the cavities 10. The exit hole 6 extends radially only to the bottom circumference of the outer teeth 1a, so that no fluid is directly dislodged from the cavities 10. What is said for the intake hole 5 and for the outlet hole 6 also applies to the intake hole and the outlet hole equally existing in the removed housing cover. In the housing cover there may be, although it is not necessary that any outlet hole be formed. Therefore, in the turning movement of the gears 1 and 2 the cavities 10 caress the intake hole 5 and the opposite intake hole facing axially in the housing cover.

En las fig. 5 y 6 se representa el rendimiento volumétrico E con respecto al número de revoluciones por unidad de tiempo R del engranaje 1 accionado. La fig. 5 muestra el desarrollo del rendimiento volumétrico E para una bomba con engranaje interior con un ensamblaje de engranajes sin cavidades, y la fig. 6 muestra en comparación el rendimiento volumétrico E para una bomba con engranaje interior de acuerdo con la invención. En el ejemplo representado, la bomba con engranaje interior forma la bomba de aceite lubricante para un motor de pistón de combustión de un vehículo automóvil o de un camión. Este es un ejemplo de uso particularmente preferido para una bomba de engranaje interior de acuerdo con la invención. La situación de montaje de la bomba es para ello tal que el engranaje accionado, en el ejemplo el engranaje interior 1, se acciona con un número de revoluciones por unidad de tiempo R que llega hasta las 14.000 revoluciones por minuto (r.p.m.), es decir, es accionado desde un cigüeñal del motor con un número de revoluciones por unidad de tiempo multiplicado con respecto al cigüeñal. A partir de un número de revoluciones de accionamiento de aproximadamente 7.000 r.p.m. se presenta en la bomba tradicional la cavitación. Una flecha K indica el comienzo de la cavitación. A medida que aumenta el número de revoluciones desciende el rendimiento volumétrico E. In fig. 5 and 6 represent the volumetric efficiency E with respect to the number of revolutions per unit of time R of the driven gear 1. Fig. 5 shows the development of the volumetric efficiency E for an internal gear pump with a gear assembly without cavities, and fig. 6 shows in comparison the volumetric efficiency E for an internal gear pump according to the invention. In the example shown, the internal gear pump forms the lubricating oil pump for a combustion piston engine of a motor vehicle or truck. This is a particularly preferred example of use for an internal gear pump according to the invention. The mounting situation of the pump is for this purpose such that the driven gear, in the example the inner gear 1, is operated with a number of revolutions per unit of time R that reaches up to 14,000 revolutions per minute (rpm), ie , is driven from an engine crankshaft with a number of revolutions per unit of time multiplied with respect to the crankshaft. From a driving speed of approximately 7,000 rpm. Cavitation is presented in the traditional pump. An arrow K indicates the beginning of cavitation. As the number of revolutions increases, the volumetric efficiency E decreases.

En la fig. 6 se representa a modo comparativo el rendimiento volumétrico E de una bomba con engranaje interior constructivamente idéntica a excepción de las cavidades 10 de acuerdo con la invención. El comienzo de la cavitación K se puede desplazar claramente hacia números de revoluciones más elevados. En el caso comparativo, el comienzo de la cavitación K se podría desplazar a un número de revoluciones aproximadamente 2.000 r.p.m. superior. Asimismo, el rendimiento volumétrico E se reduce de forma menos acusada en el intervalo de número de revoluciones situado a continuación del anteriormente mencionado a pesar de la cavitación, que en la bomba con engranaje interior tradicional sin cavidades. In fig. 6 comparatively shows the volumetric efficiency E of a pump with constructively identical inner gear except for the cavities 10 according to the invention. The beginning of cavitation K can be clearly shifted towards higher revs. In the comparative case, the beginning of cavitation K could be displaced at a speed of approximately 2,000 rpm. higher. Likewise, the volumetric efficiency E is reduced less markedly in the range of revolutions below the aforementioned despite the cavitation, than in the pump with traditional internal gear without cavities.

Claims

1. Internal gear pump comprising:

a) a housing (3),

b) a gear chamber (4) formed in the housing (3), which has an intake hole (5) on the low pressure side and an outlet hole (6) on the high pressure side for a fluid,

c) an inner gear (1) housed in the gear chamber (4), which can rotate around an axis of rotation (D1), as well as an outer gear (1a),

d) an outer gear (2) housed in the gear chamber (4), which has an internal gear (2i), which is in geared contact with the outer gear (1a) and which for a rotating drive of the gears (1 , 2) together with the outer teeth forms transport cells (7) that expand on the low pressure side and which are compressed on the high pressure side,

e) by presenting the inner teeth (2i) of the outer gear (2) at least one more tooth than the outer teeth (1a) of the inner gear (1),

f) and at least one cavity (10) being formed on each of the tooth feet of the outer teeth (1a) at the base of the tooth foot, which extends to the front face of the outer teeth (1a) and which has a radial depth (T) greater than in an area of the base of the inner tooth foot axially separated from the front face,

g) and covering the intake hole (5), axially opposite facing the front face of the outer teeth (1a), the transport cells (7) and the cavities (10),

characterized because

h) the axially opposite outlet (6) facing the front face of the outer teeth (1a) covers the transport cells (7), but not the cavities (10) on the high pressure side.

2.2.: Bomba con engranaje interior según la reivindicación 1, caracterizada porque en pies de diente del dentado exterior (1a) está formada al menos una cavidad (10) en cada base de pie de diente, que se extiende hasta la otra cara frontal del dentado exterior (1a) y que presenta una profundidad (T) radial mayor en la otra cara frontal que en una zona de la base del pie de diente interior separada axialmente de la cara frontal. Inner gear pump according to claim 1, characterized in that at least one cavity (10) is formed on each tooth foot base in each tooth foot base, which extends to the other front face of the outer teeth ( 1a) and having a radial depth (T) greater on the other front face than in an area of the base of the inner tooth foot axially separated from the front face.

3.3.: Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la profundidad Internal gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the depth

(T) of the cavities (10) increases continuously towards the front face.

4. Internal gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities

(10) they are concave in axial direction radially outward.

5. Pump with internal gear according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities

(10) extend to a rib (11) that remains of a tooth profile in the inner area of the base of the corresponding tooth foot, which preferably forms the axial half of the outer teeth (1a).

6. Internal gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities

(10) widen towards the front face, to which they extend.

7. Pump with internal gear according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities

(10) have a concave section in radial direction outwards.

8. Internal gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities

(10) are hyperboloids.

9. Internal gear pump according to one of claims 1 to 3 or 5 to 7, characterized in that the cavities are conical with a generatrix that is straight or curved in the axial direction.