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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe für die Förderung von Fluid sowie eine Ölpumpe für die Förderung von Motoröl in einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs.
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Grundsätzlich ist es bekannt, dass zum Beispiel in Verbrennungsmotoren eine Ölpumpe Fluid in Form von Motoröl fördern muss. Bei einem Verbrennungsmotor ist dabei die Fördermenge des Öls abhängig von der jeweiligen Motorsituation. Je nachdem, ob der Motor sich direkt nach einem Kaltstart in Betrieb befindet, oder bereits warmgelaufen ist, sind unterschiedliche Ölfördermengen notwendig. Dabei ist die Abhängigkeit zwischen der notwendigen Ölfördermenge und dem Betriebszeitpunkt jedoch selten linear ausgebildet. Um die richtige Ölfördermenge zu bestimmen und vorzugeben, ist bei bekannten Verbrennungsmotoren eine dezidierte Regelung notwendig.
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Nachteilhaft bei bekannten Ölpumpen, welche auch als Innenzahnradpumpen ausgebildet sein können, ist es, dass eine explizite Regelung mit entsprechendem Regelaufwand und einer notwendigen Regeleinheit verbunden sind. Dies führt zu erhöhten Kosten und vergrößertem Bauraumvolumen einer solchen Pumpe. Findet keine explizite und dezidierte Regelung statt, so muss die Förderung und damit auch die Ölpumpe am jeweils benötigten Maximum des Ölbedarfs ausgelegt werden. Mit anderen Worten sind für viele Betriebspunkte die Ölfördermenge und damit auch die Ölpumpe zu groß ausgelegt. Um sicherzustellen, dass kein zu großer Ölfluss durch den Verbrennungsmotor stattfindet, ist bei solchen ungeregelten Systemen häufig ein Druckregelventil zur Regelung des zur Verfügung gestellten Ölförderstroms vorgesehen. Mit anderen Worten wird der zu große Ölförderstrom durch das Druckregelventil wieder gebremst. Auf diese Weise wird jedoch eine Erhöhung des Betriebsstoffverbrauchs beim Verbrennungsmotor erzielt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine geregelte Ölpumpe, insbesondere eine geregelte Innenzahnradpumpe, zur Verfügung zu stellen, welche mit wenig Bauvolumen möglichst angepasst die notwendige Menge an Förderung für das Fluid bzw. für das Motoröl zur Verfügung stellt.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Ölpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ölpumpe und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe dient der Förderung von Fluid. Hierfür weist die Innenzahnradpumpe ein Gehäuse, ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Außenzahnrad mit einer Außenrotationsachse und ein innerhalb des Außenzahnrads mit diesem kämmend angeordnetes Innenzahnrad mit einer Innenrotationsachse auf. Dabei ist die Außenrotationsachse von der Innenrotationsachse parallel versetzt angeordnet, sodass sich ein Fördervolumen zwischen dem Außenzahnrad, dem Innenzahnrad und dem Gehäuse ausbildet. Eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das Innenzahnrad für eine Variation des Fördervolumens relativ zum Außenzahnrad entlang der Innenrotationsachse bewegbar gelagert ist. Weiter ist eine Federvorrichtung im Gehäuse angeordnet, welche das Innenzahnrad mit einer Federkraft entlang der Innenrotationsachse beaufschlagt. Dabei ist eine Druckvorrichtung im Gehäuse angeordnet, welche ein Druckvolumen aufweist, über welches das Innenzahnrad mit einer Druckkraft beaufschlagbar ist, welche der Federkraft entgegen gerichtet ist.
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Eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe basiert auf bekannten Innenzahnradpumpen. Dabei befindet sich ein Außenzahnrad innerhalb eines Gehäuses und wiederum innerhalb des Außenzahnrads ein Innenzahnrad. Das Innenzahnrad ist dabei derart kämmend mit dem Außenzahnrad verbunden, dass sich durch den Versatz der beiden Rotationsachsen ein Fördervolumen ergibt. Mit anderen Worten drehen sich das Innenzahnrad und das Außenzahnrad um unterschiedliche und parallel zueinander versetzt angeordnete Rotationsachsen. Damit kämmt das Innenzahnrad zum Beispiel im unteren Bereich des Außenzahnrads, welches dementsprechend als nach innen gerichteter Zahnkranz oder Zahnring ausgebildet ist. Im oberen Bereich bildet sich damit ein Zwischenraum zwischen dem Außenzahnrad und dem Innenzahnrad aus, welcher vorzugsweise maximal die die Summe der Höhe der beiden Zähne der beiden Zahnräder ergibt. Damit ist im oberen Bereich zwischen Innenzahnrad und Außenzahnrad jeweils keine Kämmung mehr vorhanden bzw. gerade keine Kämmung mehr vorhanden, sodass die gegenüberliegenden Zähne gegeneinander einzelne Fördervolumenabschnitte voneinander trennen. Auf diese Weise wird durch gemeinsame Rotation der beiden Zahnräder miteinander ein Fördervolumen bestimmt, welches sich mitbewegt und damit eine Förderung durch die einzelnen Fördervolumenabschnitte zur Verfügung stellt. Dabei ist es in einem ersten Schritt unerheblich, ob ein oder beide Zahnräder angetrieben werden. Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn das Innenzahnrad eine Antriebsvorrichtung aufweist.
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Die Innenzahnradpumpe ist insbesondere für die Förderung von Flüssigkeiten ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein Einsatz als Ölpumpe für die Förderung von Öl in einem Verbrennungsmotor.
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Erfindungsgemäß ist keine aktive Regelung durch eine Drehzahlvariation der Zahnradpumpe mehr notwendig. Vielmehr kann für den Wunsch eines variierten Förderstroms einfach und kostengünstig durch Verschieben des Innenzahnrads das Fördervolumen selbst variiert werden. Durch Variation des Fördervolumens kann bei gleichbleibender Drehzahl eine Variation des Fluidstroms erzielt werden.
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Für die Variation des Fördervolumens wird ein Kraftgleichgewicht definiert. So ist das Innenzahnrad grundsätzlich bewegbar, insbesondere linear verschiebbar, im Gehäuse gelagert. Diese Verschiebung relativ zum Außenzahnrad variiert das Fördervolumen. Das größte Fördervolumen ist bei maximaler Überdeckung der Zähne zwischen Innenzahnrad und Außenzahnrad gegeben. Wird das Innenzahnrad aus dieser vollständigen Überdeckungssituation heraus bewegt, reduziert sich dementsprechend die Überschneidung und damit der Kammbereich zwischen Innenzahnrad und Außenzahnrad. Auf diese Weise reduziert sich das Fördervolumen so lange, bis maximal überhaupt keine Überdeckung zwischen Innenzahnrad und Außenzahnrad mehr besteht. Zu diesem Zeitpunkt ist das Fördervolumen also sozusagen auf sein Minimum von Null gesunken.
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Um die Bewegung des Innenzahnrades durchzuführen, ist erfindungsgemäß elf Kraftgleichgewicht vorgesehen. So wird das Innenzahnrad von einer Seite mit einer Federkraft durch eine Federvorrichtung beaufschlagt. Insbesondere ist die Federvorrichtung derart ausgebildet, dass die Federkraft eine Bewegung des Innenzahnrads in Richtung der maximalen Überdeckungsposition erzeugt. Die Federkraft spannt also das Innenzahnrad in der Überdeckungsposition zum Außenzahnrad vor. Um eine Verschiebung des Innenzahnrads aus dieser maximalen Überdeckungsposition heraus zu gewährleisten, muss also die Federkraft vergrößert und damit die Federvorrichtung noch weiter gespannt werden. Die Vorspannung mit der Federkraft muss also überwunden werden. Dies geschieht erfindungsgemäß mit Hilfe der Druckvorrichtung, welche ebenfalls im Gehäuse, vorzugsweise auf der entgegengesetzten Seite des Innenzahnrades, angeordnet ist. Das Druckvolumen ist dabei indirekt oder direkt mit dem Innenzahnrad gekoppelt. Das führt dazu, dass eine Druckbeaufschlagung im Druckvolumen eine entsprechende Druckkraft direkt oder indirekt auf das Innenzahnrad weitergeben kann. Es stellt sich also ein Kraftgleichgewicht ein, wobei die Druckkraft und die Federkraft vorzugsweise im Wesentlichen linear oder genau linear entgegengesetzt ausgerichtet sind. Übersteigt die Druckkraft den Vorspannwert der Federkraft, so verschiebt sich unter Vergrößerung der Federkraft das Innenzahnrad gegen die Federvorrichtung, bis sich das neue Kraftgleichgewicht eingestellt hat. Reduziert sich die Druckkraft wieder, so geschieht der umgekehrte Vorgang, sodass das Innenzahnrad unter Entspannung der Federvorrichtung unter Reduktion der Federkraft sich in die entgegengesetzte Richtung verschiebt, bis wieder ein Kraftgleichgewicht hergestellt worden ist. Die Federvorrichtung kann dabei ein Federelement aufweisen und/oder rein hydraulisch ausgebildet sein.
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Um erfindungsgemäß den Förderstrom an Fluid mit einer Innenzahnradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zu regeln, wird nun ausschließlich eine Druckvariation in der Druckvorrichtung durchgeführt. Eine Drehzahlvariation der Innenzahnradpumpe ist nicht mehr erforderlich. Die Druckvariation ist deutlich einfacher und kostengünstiger zur Verfügung zu stellen. Insbesondere kann sogar eine im Wesentlichen automatische Regelung zur Verfügung gestellt werden, sodass die Druckvorrichtung über einen Druckanschluss mit dem Verbrennungsmotor und dem darin befindlichen Motoröl verbunden ist. Der Druck des Motoröls ist dabei bekanntermaßen abhängig von der Betriebssituation, insbesondere von der Temperatur. Steigt der Druck an, so bildet sich der Druck des Motoröls auch im Druckvolumen der Druckvorrichtung aus. Durch Einstellung der Vorspannkraft als Federkraft der Federvorrichtung kann nun exakt der Zeitpunkt bzw. die Größe des Drucks im Motoröl bestimmt und vordefiniert werden, ab welcher sich das Innenzahnrad anfängt, gegen die Federvorrichtung zu bewegen. Da die Bewegung des Innenzahnrades gegen die Federvorrichtung direkt mit der Variation des Fördervolumens korreliert, wird auf diese Weise aktiv eine automatisierte Regelung des Fördervolumens und damit auch des Förderstroms bei gleichbleibender Drehzahl der Innenzahnradpumpe gewährleistet.
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Beim Verschieben bzw. Bewegen der Innenzahnradpumpe gegen die Position des Außenzahnrads erfolgt vorzugsweise eine Abdichtung gegen das Gehäuse bzw. gegen den nun nicht mehr überdeckten Bereich zwischen den beiden Zahnrädern. So können beispielsweise Abdichtmittel bzw. Dichtungselemente vorgesehen sein, wie diese später noch näher erläutert worden sind.
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Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Innenzahnradpumpe ist die kostengünstige und vor allem auch hinsichtlich der Regelung besonders robuste Ausführungsform. Auch ist der notwendige Bauraum reduziert worden. Da nun keine Drossel mehr notwendig ist, sondern vielmehr in kostengünstiger und einfacher Weise eine Regelung stattfindet, ist nun ein erhöhter Verbrauch des Verbrennungsmotors vermieden worden. Über Zugangsöffnungen im Gehäuse kann eine Zufuhr bzw. eine Abfuhr des zu fördernden Fluides erfolgen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe die Druckvorrichtung einen Druckzylinder mit dem Druckvolumen aufweist, mit einem Druckanschluss für die Beaufschlagung des Druckvolumens mit einem Regeldruck. Der Druckzylinder ist also vorzugsweise geometrisch zylindrisch ausgebildet und beinhaltet das Druckvolumen. Am Druckanschluss wird der Regeldruck angelegt. Dabei kann am Druckanschluss direkt eine Verbindung zum Ölraum des Verbrennungsmotors bestehen, um als Regeldruck den Öldruck des Motors zu verwenden. Der Druckzylinder ist dabei vorzugsweise koaxial zur Innenrotationsachse des Innenzahnrades ausgebildet. So kann sich der Druckzylinder zum Beispiel gemeinsam mit dem Innenzahnrad bewegen und über einen Anschlag dieses Innenzahnrad in die gewünschte Richtung transportieren.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe die Federvorrichtung ein Federelement aufweist, welches sich gegen das Innenzahnrad und gegen das Gehäuse abstützt. Unter einem Federelement kann zum Beispiel eine Spiralfeder verstanden werden. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Federelemente aus elastischen und verformbaren Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Zum Beispiel kann in diesem Gehäuse oder einem entsprechenden Gehäuseteil ein Federgehäuse vorgesehen sein, in welchem die Federvorrichtung angeordnet ist. Ist das Federelement als Spiralfeder ausgebildet, so liegen die Rotationsachse dieses Federelements und die Innenrotationsachse vorzugsweise ebenfalls koaxial zueinander.
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Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe die Federvorrichtung eine Variationsvorrichtung aufweist für die Variation der Federkraft, mit welcher das Innenzahnrad beaufschlagt wird. Diese Variationsvorrichtung ist also sozusagen die Einstellung der Vorspannkraft, mit welcher die Federvorrichtung das Innenzahnrad beaufschlagt. Damit wird die Auslösesituation der Bewegung des Innenzahnrads bzw. der Auslösedruck für den Regeldruck in der Druckvorrichtung definiert. Auch ist es möglich, dass die Variationsvorrichtung aktiv mit einer entsprechenden Motorsteuerung verbunden ist, um in jeweils unterschiedlichen Situationen eine unterschiedliche Kennlinie für die Förderung von Fluid, zum Beispiel Motoröl, zur Verfügung stellen zu können.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe eine Antriebsvorrichtung für den rotatorischen Antrieb des Innenzahnrads angeordnet ist. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine elektromotorische Antriebsvorrichtung handeln. Wie bereits erläutert worden ist, kann diese Antriebsvorrichtung kostengünstig und klein ausgebildet sein, da sie insbesondere mit konstanter Drehzahl oder in konstantem Antriebszusammenhang mit dem Motor betrieben werden kann. Die Variation des Förderstroms wird durch eine Variation des Fördervolumens bei gleicher Drehzahl, insbesondere in selbstregulierender und automatischer Weise zur Verfügung gestellt. Das Außenzahnrad ist vorzugsweise frei rotierbar gelagert, sodass die Antriebskraft durch die Kämmung mit dem Innenzahnrad von diesem auf das Außenzahnrad übertragen wird.
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Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe die Federvorrichtung eine Nebendruckvorrichtung mit einem Nebendruckvolumen aufweist, über welches das Innenzahnrad mit einer Nebendruckkraft beaufschlagbar ist, welche der Druckkraft der Druckvorrichtung entgegen gerichtet ist. Mit anderen Worten ist die Nebendruckvorrichtung zur Unterstützung der Federvorrichtung vorgesehen, sodass die Federkraft durch die Nebendruckkraft mit gleicher Ausrichtung vergrößert wird. Damit erfolgt ebenfalls eine Variation der Kennlinie für den geförderten Volumenstrom an Fluid der Innenzahnradpumpe. Wird die Nebendruckkraft erhöht, erhöht sich dementsprechend auch der notwendige Auslöseregeldruck für den Start der Bewegung des Innenzahnrades. Damit kann kostengünstig und einfach eine Variation der Kennlinie durch eine Veränderung der Nebendruckkraft zur Verfügung gestellt werden. Dies ist vorzugsweise abhängig von der jeweiligen Motorbetriebssituation eines Verbrennungsmotors.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe das Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweist, wobei die Druckvorrichtung in dem ersten Gehäuseteil und die Federvorrichtung in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist. Damit wird ein erfindungsgemäßes Gehäuse leichter montierbar, sodass das jeweilige Gehäuseteil mit der Druckvorrichtung und den beiden Zahnrädern bestückt werden kann. Über Befestigungsmittel, insbesondere über Gewindemittel, sind die beiden Gehäuse gegeneinander fixiert. Dementsprechend kann zum Beispiel das Außenzahnrad im zweiten Gehäuseteil und das Innenzahnrad im ersten Gehäuseteil gelagert sein. Vorzugsweise befinden sich die beiden Zahnräder im Schnittbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.
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Bei einer Innenzahnradpumpe gemäß dem voranstehenden Absatz kann es von Vorteil sein, wenn das Außenzahnrad in axialer Richtung der Außenrotationsachse sich, insbesondere spielfrei, auf einer Seite gegen das erste Gehäuseteil und auf der entgegengesetzten Seite gegen das zweite Gehäuseteil abstützt. Damit wird eine noch leichtere Montierbarkeit gegeben. Die Spielfreiheit kann zum Beispiel durch Einlegescheiben oder entsprechende Gewindemittel beim Verschrauben der beiden Gehäuseteile gegeneinander erzielt werden. Selbstverständlich sind erfindungsgemäß auch mehr als zwei Gehäuseteile möglich.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe an dem Innenzahnrad eine Außendichtscheibe rotationsfest und axialfest befestigt ist, welche das Fördervolumen zu einer ersten Seite und gegen die Zähne des Außenzahnrades abdichtet. Weiter ist an dem Außenzahnrad eine Innendichtscheibe rotationsfrei und axial fest befestigt, welche das Fördervolumen zu einer zweiten Seite und gegen die Zähne des Innenzahnrades abdichtet. Hierbei handelt es sich um eine Möglichkeit der Abdichtung. Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn bei der Innenzahnradpumpe die beiden Zahnräder eine Dichtvorrichtung aufweisen, welche eine Abdichtung des Fördervolumens bei der Bewegung des Innenzahnrads relativ zum Außenzahnrad durchführen. Damit wird sichergestellt, dass durch die Verschiebung des Innenzahnrads keine Öffnungen entstehen, die einer Variation des Fördervolumens entgegenwirken würden. Bei der voranstehend beschriebenen Ausführungsform einer solchen Dichtvorrichtung mit Außendichtscheibe und Innendichtscheibe ist eine besonders kostengünstige und einfache Lösung gegeben.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Ölpumpe für die Förderung von Motoröl in dem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs. Diese Ölpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass eine Innenzahnradpumpe in erfindungsgemäßer Ausbildung vorgesehen ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Ölpumpe die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe erläutert worden sind.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine Darstellung einer Innenzahnradpumpe,
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2 eine erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe im seitlichen Querschnitt,
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3 die Ausführungsform der 2 mit verschobenem Innenzahnrad,
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4a eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe,
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4b die Ausführungsform der 4a mit einem teilverschobenen Innenzahnrad und
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4c die Ausführungsform der 4a und 4b mit weiter verschobenem Innenzahnrad.
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1 zeigt schematisch eine Innenzahnradpumpe 10, in Richtung der Rotationsachsen 32 und 42 gesehen. Hier ist gut zu erkennen, dass sich das Innenzahnrad 40 in kämmender Weise innerhalb des Außenzahnrads 30 befindet. Auf der linken Seite befinden sich nun einzelne Fördervolumenabschnitte des Fördervolumens 50, welche sich zwischen den einzelnen Zähnen des Innenzahnrads 40 und des Außenzahnrads 30 ausbilden. Mit einem Pfeil ist die Rotationsrichtung des Innenzahnrads 40, welches hier durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird, dargestellt. Durch die Rotation wird das Außenzahnrad 30 mitgenommen und rotiert ebenfalls. Damit bildet sich im unteren Bereich (durch gestrichelte Linien mit Zufuhröffnungen dargestellt) ein Saugbereich der Innenzahnradpumpe 10 aus. Hier vergrößern sich die einzelnen Abschnitte des Fördervolumens 50 zwischen der sich vergrößernden Beabstandung zwischen Innenzahnrad 40 und Außenzahnrad 30. Dadurch entsteht ein Saugeffekt für das Ansaugen von Fluid. Nach oben, also auf der entgegengesetzten Druckseite der Innenzahnradpumpe 10, reduziert sich der Abstand zwischen Innenzahnrad 40 und Außenzahnrad 30 wieder. Damit reduzieren sich die Einzelvolumina der Fördervolumenabschnitte des Fördervolumens 50 und das geförderte Fluid wird durch einen entsprechend ebenfalls gestrichelt dargestellten Auslass ausgepresst.
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Die 2 und 3 zeigen eine solche Innenzahnradpumpe 10 im Gesamten in schematischer Seitenschnittdarstellung. So ist gut zu erkennen, dass sich das Innenzahnrad 40 und das Außenzahnrad 30 mittig in einem Gehäuse 20 mit zwei Gehäuseteilen 22 und 24 befindet. Das Innenzahnrad 40 ist dabei verschiebbar und insbesondere linear translatorisch bewegbar im Gehäuse 20 gelagert. Von rechts wird das Innenzahnrad 40 durch ein Federelement 62 einer Federvorrichtung 60 mit einer Federkraft nach links beaufschlagt und gegen einen entsprechenden Anschlag des ersten Gehäuseteils 22 gedrückt. 2 zeigt die maximale Überdeckungsposition der beiden Zahnräder 30 und 40.
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Links vom Innenzahnrad 40 ist eine Druckvorrichtung 70 mit einem Druckzylinder 74 angeordnet. Im Druckzylinder 74 befindet sich ein Druckvolumen 72. Das Druckvolumen 72 kann über einen Druckanschluss 76 mit einem Regeldruck beaufschlagt werden. Nachfolgend wird kurz die Funktionsweise dieser hier als Öldruckpumpe 100 ausgebildeten Innenzahnradpumpe 10 beschrieben.
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In der Ausgangssituation befindet sich das Innenzahnrad 40 in maximaler Überdeckungsposition gemäß 2. Wird nun der Regeldruck am Druckanschluss 76 erhöht, zum Beispiel durch eine Erhöhung des Öldrucks in einem angeschlossenen Verbrennungsmotor, welcher direkt oder indirekt an den Druckanschluss 76 weitergegeben wird, so erhöht sich auch der Regeldruck innerhalb des Druckvolumens 72. Sobald die dadurch eingebrachte Druckkraft auf das Innenzahnrad 40 die gegenüberliegende Vorspannung durch die Federkraft des Federelements 62 überwindet, muss zur Einstellung eines neuen Kraftgleichgewichts zwischen Druckkraft und Federkraft eine Bewegung des Innenzahnrads 40 nach rechts stattfinden. Das Ende dieser Bewegung und damit der nächsten Kraftgleichgewichtssituation ist in 3 dargestellt. Hier befindet sich nach der Erhöhung der Druckkraft diese Druckkraft wieder im Kraftgleichgewicht mit der gegenüberliegenden Federkraft der Federvorrichtung 60. Reduziert sich nun der Regeldruck wieder, so wird diese Bewegung des Innenzahnrads 40 umgedreht. Die Bewegung des Innenzahnrads 40 relativ zum Außenzahnrad 30 hat eine Auswirkung auf die Größe des Fördervolumens 50, welches sich durch die Überlappung bzw. Überdeckung der kämmenden Eingriffe zwischen Innenzahnrad 40 und Außenzahnrad 30 ergibt.
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Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist, ist darüber hinaus eine Nebendruckvorrichtung 80 mit einem Nebendruckvolumen 82 vorgesehen. Über einen Nebendruckanschluss 86 kann ein Nebendruck in das Nebendruckvolumen 82 eingebracht werden, wobei diese Nebendruckkraft die Federkraft der Federvorrichtung 60 unterstützt. Sie wirkt also der Druckkraft der Druckvorrichtung 70 entgegen.
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In den 4a bis 4c ist nochmals schematisch die Bewegung des Innenzahnrads 40 relativ zum Außenzahnrad 30 und die Variation des Fördervolumens 50 dargestellt. Hier ist gut eine Dichtvorrichtung zu erkennen, welche eine Abdichtung des Fördervolumens 50 trotz der Bewegung des Innenzahnrads 40 ermöglicht. Diese Dichtvorrichtung ist hier mit einer Innendichtscheibe 34 und einer Außendichtscheibe 44 ausgebildet. Die Außendichtscheibe 44 ist rotationsfrei und axial fest an dem Innenzahnrad 40 befestigt, und bewegt sich dementsprechend, wie die 4a bis 4c zeigen, gemeinsam mit dem Innenzahnrad 40 translatorisch mit. Die Innendichtscheibe 34 ist rotatorisch frei und axial fest an dem Außenzahnrad 30 befindlich und kann dementsprechend axial keine Bewegung gemeinsam mit dem Innenzahnrad 40 durchführen. Wie den 4a bis 4c zu entnehmen ist, wird dementsprechend die Abdichtung für das Fördervolumen 50 bei der Bewegung des Innenzahnrads 40 mitgenommen und damit eine Abdichtung für das variierte, insbesondere verkleinerte, Fördervolumen 50 für alle Bewegungssituationen des Innenzahnrads zur Verfügung gestellt.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Innenzahnradpumpe
- 20
- Gehäuse
- 22
- erstes Gehäuseteil
- 24
- zweites Gehäuseteil
- 30
- Außenzahnrad
- 32
- Außenrotationsachse
- 34
- Innendichtscheibe
- 40
- Innenzahnrad
- 42
- Innenrotationsachse
- 44
- Außendichtscheibe
- 50
- Fördervolumen
- 60
- Federvorrichtung
- 62
- Federelement
- 70
- Druckvorrichtung
- 72
- Druckvolumen
- 74
- Druckzylinder
- 76
- Druckanschluss
- 80
- Nebendruckvorrichtung
- 82
- Nebendruckvolumen
- 86
- Nebendruckanschluss
- 100
- Ölpumpe
