WO2010006575A2

WO2010006575A2 - Verdrängermaschine

Info

Publication number: WO2010006575A2
Application number: PCT/DE2009/000898
Authority: WO
Inventors: Marco Grethel; Andrej Lutz
Original assignee: Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-01-21
Also published as: WO2010006575A3; DE112009001565A5; DE102009030979A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine, insbesondere eine Verdrängerpumpe, zum Beispiel eine Innenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, mit einem Verdrängerkörper, der verdrängermäßig mit einem angetriebenen Verdrängerkörper zusammenwirkt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der angetriebene Verdrängerkörper mehrteilig mit einem Verdrängerkörperteil und einem Antriebskörperteil ausgeführt ist, das aus einem anderen Material als das Verdrängerkörperteil gebildet ist.

Description

Verdrängermaschine

Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine, insbesondere eine Verdrängerpumpe, zum Beispiel eine Innenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, mit einem Verdrängerkörper, der verdrängermäßig mit einem angetriebenen Verdrängerkörper zusammenwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdrängermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe ist bei einer Verdrängermaschine, insbesondere einer Verdrängerpumpe, zum Beispiel einer Innenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, mit einem Verdrängerkörper, der verdrängermäßig mit einem angetriebenen Verdrängerkörper zusammenwirkt, dadurch gelöst, dass der angetriebene Verdrängerkörper mehrteilig mit einem Verdrängerkörperteil und einem Antriebskörperteil ausgeführt ist, das aus einem anderen Material als das Verdrängerkörperteil gebildet ist. Das Verdrängerkörperteil ist vorzugsweise aus einem kostengünstig herstellbaren Material hergestellt, das eine vergleichsweise geringe mechanische Belastbarkeit aufweist. Im Gegensatz dazu ist das Antriebskörperteil vorzugsweise aus einem mechanisch deutlich höher belastbaren Material hergestellt. Das Antriebskörperteil wirkt im zusammengebauten Zustand der Verdrängermaschine antriebsmäßig mit einer Antriebseinrichtung zusammen, die zum Beispiel ein angetriebenes Zahnrad umfasst, das sich antriebsmäßig mit dem angetriebenen Verdrängerkörper in Eingriff befindet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil als Zahnring mit einer Außenverzahnung ausgeführt ist. Über die Außenverzahnung wird ein Antriebsdrehmoment von der Antriebseinrichtung in das Antriebskörperteil eingeleitet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil formschlüssig mit dem Verdrängerkörperteil verbunden ist. Über die formschlüssige Verbindung wird das Antriebsdrehmoment von dem Antriebskörperteil auf das Verdrängerkörperteil übertragen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil Vertiefungen zur Aufnahme von Mitnehmernasen aufweist, die an dem Antriebskörperteil vorgesehen sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise radial außen an dem Verdrängerkörperteil vorgesehen. Die Mitnehmemasen sind vorzugsweise radial innen an dem Antriebskörperteil vorgesehen. Die Mitnehmemasen greifen so in die Vertiefungen ein, dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebskörperteil und dem Verdrängerkörperteil geschaffen wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil als Verdrängerring mit einer Innenverzahnung ausgeführt ist. Die Innenverzahnung des Verdrängerrings wirkt verdrängermäßig mit einer Außenverzahnung des vorzugsweise als Ritzel ausgeführten weiteren Verdrängerkörpers zusammen. Die verdrängermäßig genutzte Innenverzahnung braucht keine so hohe mechanische Belastung auszuhalten wie die antriebsmäßig genutzte Außenverzahnung des Antriebskörperteils.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerring einen Absatz zum Aufnehmen und/oder Zentrieren des Antriebskörperteils aufweist. Der Absatz ist vorzugsweise an einer Stirnseite des Verdrängerkörperteils vorgesehen. Der Absatz kann so bemessen sein, dass das Antriebskörperteil axial und/oder radial über das Verdrängerkörperteil hinausragt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist. Das Verdrängerkörperteil ist vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet, das mit Verstärkungsmaterial versehen sein kann. Als besonders vorteilhaft haben sich vorzugsweise gefüllte BuIk Moulding Compounds, BMC, erwiesen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil aus Metall gebildet ist. Das Antriebskörperteil ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff gebildet und vorzugsweise als Sinterteil ausgeführt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil als fertigfallendes oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil oder Kunststoffspritzpressteil ausgeführt ist. Fertigfallend oder werk- zeugfallend bedeutet, dass das Verdrängerkörperteil nach dem Spritzgießen oder Spritzpressen fertig aus dem Werkzeug fällt beziehungsweise aus diesem entnommen werden kann, ohne dass eine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse der Verdrängermaschine als fertigfallendes oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist. Das Gehäuse, das auch als Pumpengehäuse bezeichnet wird, ist vorzugsweise ebenfalls aus BMC gebildet. Beim Gehäuse ist darauf zu achten, dass der Gehäusewerkstoff die notwendigen tripologischen Eigenschaften aufweist. Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, BMC-Werkstoffe mit Glaskugeln, statt wie üblich mit Glasfasern, als Füllstoffe zu verwenden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:

Figur 1 - eine Verdrängereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;

Figur 2 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie M-Il aus Figur 1 ;

Figur 3 eine Verdrängereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der

Draufsicht;

Figur 4 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie IV-IV in Figur 3;

Figur 5 eine Verdrängerpumpe mit der in Figur 1 dargestellten Verdrängereinheit in der

Draufsicht und

Figur 6 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie Vl-Vl in Figur 5.

In den Figuren 5 und 6 ist eine erfindungsgemäße Verdrängerpumpe 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Verdrängerpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 2, das einen Ge- häusetopf 3 mit einem Aufnahmeraum 4 umfasst. Der Gehäusetopf 3 ist an einer Seite offen und kann zum Beispiel an eine Getriebegehäusewand angebaut werden.

In dem Aufnahmeraum 4 ist ein mit einer Innenverzahnung 6 versehener erster Verdrängerkörper 8 in Form eines Hohlrads drehbar angeordnet. In dem ersten Verdrängerkörper 1 ist ein zweiter Verdrängerkörper 2 in Form eines Ritzels mit einer Außenverzahnung 10 angeordnet. Die Außenverzahnung 10 des zweiten Verdrängerkörpers oder Ritzels 9 wirkt so mit der Innenverzahnung 6 des ersten Verdrängerkörpers oder Hohlrads 8 zusammen, dass bei einer Drehbewegung der Verdrängerkörper 8, 9 in dem Pumpengehäuse 2 Pumpenräume auf einer Saugseite vergrößert werden, so dass die Verdrängerpumpe 1 Arbeitsmedium in einen Saugraum ansaugt. Gleichzeitig verkleinern sich Pumpenräume auf einer Druckseite der Verdrängerpumpe 1, so dass das angesaugte Arbeitsmedium mit Druck beaufschlagt und in einen Druckraum gefördert wird.

Bei der Verdrängerpumpe 1 handelt es sich vorzugsweise um eine Gerotorpumpe, die zur Kühlölversorgung von nasslaufenden Doppelkupplungen eingesetzt wird. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sollen Teile der Verdrängerpumpe 1 aus einem vorzugsweise duroplastischen Kunststoffmaterial hergestellt werden, um die Herstellkosten zu reduzieren. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Belastungs- und Verschleißuntersuchungen mit Duroplastwerkstoffen hat sich herausgestellt, dass die werkstoffspezifischen Eigenschaften dieser Materialien unter Umständen nicht ausreichend sind, den an einer Antriebsverzahnung auftretenden Gleit- und Verschleißbeanspruchungen Stand zu halten. Teilweise wurde eine vorgegebene Verschleißgrenze weit unter den als dauerfest geltenden Lastwechselzahlen erreicht.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist der erste Verdrängerkörper 8, also das Hohlrad der Verdrängerpumpe 1, zweiteilig mit einem Verdrängerkörperteil 11 und einem Antriebskörperteil 12 ausgeführt. Dabei ist das Verdrängerkörperteil 11 vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial gebildet.

Das Antriebskörperteil 12 ist mit einer Außenverzahnung 14 versehen, über die der erste Verdrängerkörper 8 angetrieben wird. Das Antriebskörperteil 12 ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff gesintert. Die Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebskörperteil 12 und dem Verdrängerkörperteil 11 erfolgt über eine formschlüssige Verbindung. Die formschlüssige Verbindung wird durch Vertiefungen 21 geschaffen, die radial außen an dem Verdrängerkörperteil 11 vorgesehen sind. In die Vertiefungen 21 greift jeweils eine Mitnehmernase 22 ein, die radial innen an dem Antriebskörperteil 12 vorspringt. An dem Antriebskörperteil 12 sind vorzugsweise drei Mitnehmernasen 22 vorgesehen, die in jeweils eine zugehörige Vertiefung 21 des Verdrängerkörperteils eingreifen.

In Figur 6 sieht man, dass das Verdrängerkörperteil 11 radial außen einen Absatz 25 aufweist, der dazu dient, das Antriebskörperteil 12 mit der Außenverzahnung 14 teilweise aufzunehmen. Allerdings steht das Antriebskörperteil 12 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung etwas über das Verdrängerkörperteil 11 hinaus. Darüber hinaus ragt das Antriebskörperteil 12, wie man in Figur 6 sieht, in axialer Richtung aus dem Pumpengehäuse 2 heraus. Dadurch wird es vereinfacht, ein (nicht dargestelltes) Antriebszahnrad antriebsmäßig mit der Außenverzahnung 14 des Antriebskörperteils 12 in Eingriff zu bringen. Der Absatz 25 dient darüber hinaus dazu, das Antriebskörperteil 12 auf dem Verdrängerkörperteil 11 zu zentrieren.

In den Figuren 1 und 2 ist die Verdrängereinheit mit den beiden Verdrängerkörpern 8 und 9 der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Verdrängerpumpe 1 allein in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Außenverzahnung 14, die auch als Antriebsverzahnung bezeichnet wird, kann als Schräg- oder Geradverzahnung ausgeführt sein.

In den Figuren 3 und 4 ist eine ähnliche Verdrängereinheit wie in den Figuren 1 und 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Verdrängereinheit umfasst einen mit einer Innenverzahnung 46 versehenen ersten Verdrängerkörper 48 in Form eines Hohlrads. In dem ersten Verdrängerkörper 48 ist ein zweiter Verdrängerkörper 49 in Form eines Ritzels mit einer Außenverzahnung 50 angeordnet.

Der erste Verdrängerkörper beziehungsweise das Hohlrad 48 ist zweiteilig mit einem Verdrängerkörperteil 51 und einem Antriebskörperteil 52 ausgeführt. Die beiden Körperteile 51 , 52 sind wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel aus unterschiedlichen Materialien gebildet. Das Antriebskörperteil 52 ist mit einer Außenverzahnung 54 versehen, die auch als Antriebsverzahnung bezeichnet wird. An dem Verdrängerkörperteil 51 sind drei Vertiefungen 61 vorgesehen, in die jeweils eine Mitnehmernase 62 eingreift, die an dem Antriebskör- perteil 52 ausgebildet ist. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Körperteilen 51 , 52 geschaffen.

An dem Verdrängerkörperteil 51 ist radial außen ein Absatz 65 vorgesehen, der zur Aufnahme und Zentrierung des Antriebskörperteils 52 dient. Die Abmessungen des Absatzes 65 in radialer und in axialer Richtung sind an die zugehörigen Abmessungen des Antriebskörperteils 52 angepasst. Dadurch wird erreicht, dass das Antriebskörperteil 52 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung mit den zugehörigen Flächen des Verdrängerkörperteils 51 abschließt. Die Vertiefungen 21 ; 61 und die zugehörigen Mitnehmernasen 22; 62 können eine runde und/oder eckige Gestalt aufweisen.

Bezugszeichenliste

Verdrängerpumpe

Pumpengehäuse

Gehäusetopf

Aufnahmeraum

Innenverzahnung erster Verdrängerkörper zweiter Verdrängerkörper

Außenverzahnung

Verdrängerkörperteil

Antriebskörperteil

Außenverzahnung

Vertiefung

Mitnehmernase

Absatz

Innenverzahnung erster Verdrängerkörper zweiter Verdrängerkörper

Außenverzahnung

Verdrängerkörperteil

Antriebskörperteil

Außenverzahnung

Vertiefung

Mitnehmernase

Absatz

Claims

Patentansprüche

1. Verdrängermaschine, insbesondere Verdrängerpumpe, zum Beispiel Innenzahnrad- pumpe oder Gerotorpumpe, mit einem Verdrängerkörper (9;49), der verdrängermäßig mit einem angetriebenen Verdrängerkörper (8;48) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der angetriebene Verdrängerkörper (8;48) mehrteilig mit einem Verdrängerkörperteil (11;51) und einem Antriebskörperteil (12;52) ausgeführt ist, das aus einem anderen Material als das Verdrängerkörperteil (11;51) gebildet ist.

2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil (12;52) als Zahnring mit einer Außenverzahnung (14;54) ausgeführt ist.

3. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil (12;52) formschlüssig mit dem Verdrängerkörperteil (11 ;51 ) verbunden ist.

4. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil (11 ;51 ) Vertiefungen (21 ;61 ) zur Aufnahme von Mitnehmernasen (22;62) aufweist, die an dem Antriebskörperteil (12;52) vorgesehen sind.

5. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil (11;51) als Verdrängerring mit einer Innenverzahnung (6;46) ausgeführt ist.

6. Verdrängermaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerring einen Absatz (25;65) zum Aufnehmen und/oder Zentrieren des Antriebskörperteils (12;52) aufweist.

7. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil (11 ;51) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.

8. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskörperteil aus Metall gebildet ist.

9. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerkörperteil (11 ;51 ) als fertigfallendes oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil oder Kunststoffspritzpressteil ausgeführt ist.

10. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) der Verdrängermaschine (1) als fertigfallendes oder werkzeugfallendes Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist.