DE102017207486A1

DE102017207486A1 - External gear machine, exhaust heat recovery system with an external gear machine

Info

Publication number: DE102017207486A1
Application number: DE102017207486.8A
Authority: DE
Inventors: Jakob Branczeisz; Toni Jankowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2018-11-08
Also published as: WO2018202357A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine, insbesondere Außenzahnradmotor oder Außenzahnradpumpe, umfassend ein erstes und ein zweites Zahnrad (1, 2), die im Außeneingriff miteinander kämmen und von einem Gehäuse (3) umgeben sind, ferner umfassend einen im Gehäuse (3) aufgenommenen Lagerkörper (4), der mindestens eine Lagerbohrung (5, 6) zur drehbaren Lagerung einer mit dem ersten Zahnrad (1) verbundenen Welle (7) und/oder eines mit dem zweiten Zahnrad (2) verbundenen Wellenzapfens (8) aufweist, wobei der Lagerkörper (4) eine an eine Innenkontur (9) des Gehäuses (3) angepasste Außenkontur (10) besitzt. Erfindungsgemäß weist die Außenkontur (10) des Lagerkörpers (4) mindestens eine sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkontur (11) auf, über welche der Lagerkörper (4) im Betrieb der Außenzahnradmaschine in radialer Richtung am Gehäuse (3) abgestützt ist.Ferner betrifft die Erfindung ein Abgaswärmerückgewinnungssystem mit einer erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine.The invention relates to an external gear machine, in particular external gear motor or external gear pump, comprising a first and a second gear (1, 2) which mesh with each other in outer engagement and are surrounded by a housing (3), further comprising a bearing body (3) received in the housing (3). 4), which has at least one bearing bore (5, 6) for rotatably supporting a shaft (7) connected to the first gearwheel (1) and / or a shaft journal (8) connected to the second gearwheel (2), wherein the bearing body ( 4) has an outer contour (10) adapted to an inner contour (9) of the housing (3). According to the invention, the outer contour (10) of the bearing body (4) has at least one linear sealing contour (11) extending in the axial direction, via which the bearing body (4) is supported in the radial direction on the housing (3) during operation of the external gear machine the invention an exhaust heat recovery system with an external gear machine according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine, insbesondere einen Außenzahnradmotor oder eine Außenzahnradpumpe, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an external gear machine, in particular an external gear motor or an external gear pump, having the features of the preamble of claim 1.

Die vorgeschlagene Außenzahnradmaschine ist insbesondere zum Fördern eines niedrigviskosen Mediums, wie beispielsweise Ethanol, Cyclopentan und/oder eines Kältemittels geeignet. Derartige Medien werden häufig als Arbeitsmedium in einem Abgaswärmerückgewinnungssystem (Waste-Heat-Recovery-System, WHRS) eingesetzt. Die Erfindung betrifft daher ferner ein Abgaswärmerückgewinnungssystem mit einer erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine.The proposed external gear machine is particularly suitable for conveying a low-viscosity medium, such as ethanol, cyclopentane and / or a refrigerant. Such media are often used as the working medium in an exhaust heat recovery system (WHRS). The invention therefore further relates to an exhaust heat recovery system with an external gear machine according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 216 254 A1 geht beispielhaft eine Außenzahnradmaschine mit wenigstens zwei Zahnrädern hervor, die im Außeneingriff miteinander kämmen. Das eine Zahnrad ist mit einem Wellenzapfen und das andere Zahnrad ist mit einer An- oder Abtriebswelle verbunden, wobei der Wellenzapfen und die Welle jeweils in einer Lagerbohrung einer Lagerbuchse drehbar gelagert sind. Die Lagerbuchsen sind zu einer Lagerbrille verbunden, die gemeinsam mit den Zahnrädern in einer Aufnahmeausnehmung eines Gehäuses aufgenommen ist. Um einer im Bereich eines radialen Dichtspalts zwischen dem Gehäuse und der Lagerbrille auftretende Leckage gering zu halten, weisen die Aufnahmeausnehmung des Gehäuses und die Lagerbrille einander angepasste Konturen auf. Toleranzbedingt verbleibt jedoch ein gewisses Spiel, das leckagebehaftet ist und somit zu einer Verringerung des volumetrischen Wirkungsgrads der Außenzahnradmaschine beiträgt. Um dem entgegenzuwirken, wird in der DE 10 2012 216 254 A1 eine Lagerbrille aus einem Werkstoff vorgeschlagen, der gegenüber dem Werkstoff des Gehäuses einen größeren Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Bei Erwärmung dehnt sich somit die Lagerbrille stärker aus als das Gehäuse, was im Betrieb der Außenzahnradmaschine dazu führt, dass das toleranzbedingte Spiel zwischen der Lagerbrille und dem Gehäuse minimiert bzw. vollständig aufgebraucht wird. Darüber hinaus wird in der DE 10 2012 216 254 A1 vorgeschlagen, dass die Lagerbrille schlitzartige Ausnehmungen aufweist, die sich von der Mantelfläche der Lagerbrille jeweils in Richtung einer Lagerbohrung erstrecken und ganz oder teilweise axial durchgehend ausgebildet sind. Bei weiter steigenden Temperaturen ermöglichen die schlitzartigen Ausnehmungen eine elastische Verformung der Lagerbuchsen in Umfangsrichtung, so dass mit zunehmender Ausdehnung der Lagerbrille die Breite der schlitzartigen Ausnehmungen abnimmt. Auf diese Weise soll auch bei erhöhter Temperatur ein bestmöglicher volumetrischer Wirkungsgrad erzielbar sein.From the publication DE 10 2012 216 254 A1 exemplifies an external gear machine with at least two gears, which mesh with each other in external engagement. The one gear is connected to a shaft journal and the other gear is connected to a drive or output shaft, wherein the shaft journal and the shaft are each rotatably mounted in a bearing bore of a bearing bush. The bushings are connected to a bearing glasses, which is housed together with the gears in a receiving recess of a housing. In order to minimize the leakage occurring in the region of a radial sealing gap between the housing and the bearing gland, the receiving recess of the housing and the bearing gland have contours adapted to one another. Due to tolerances, however, a certain clearance remains, which is leaking and thus contributes to a reduction of the volumetric efficiency of the external gear machine. To counteract this, in the DE 10 2012 216 254 A1 proposed a bearing glasses made of a material which has a greater coefficient of expansion compared to the material of the housing. When heated, therefore, the bearing glasses expands more than the housing, which during operation of the external gear machine causes the tolerance-related play between the bearing glasses and the housing is minimized or completely used up. In addition, in the DE 10 2012 216 254 A1 proposed that the bearing goggles has slot-like recesses extending from the lateral surface of the bearing goggles each in the direction of a bearing bore and are wholly or partially formed axially continuous. With further increasing temperatures, the slot-like recesses allow elastic deformation of the bearing bushes in the circumferential direction, so that with increasing expansion of the bearing glasses, the width of the slot-like recesses decreases. In this way, the best possible volumetric efficiency should be achieved even at elevated temperature.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Außenzahnradmaschine, insbesondere einen Außenzahnradmotor oder eine Außenzahnradpumpe, anzugeben, die einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad besitzt und zugleich möglichst einfach aufgebaut sowie kostengünstig herstellbar ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an external gear machine, in particular an external gear motor or an external gear pump, which has a high volumetric efficiency and at the same time as simple as possible and inexpensive to produce.

Zur Lösung der Aufgabe wird die Außenzahnradmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird das Abgaswärmerückgewinnungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen.To solve the problem, the external gear machine is proposed with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Further, the exhaust heat recovery system is proposed with the features of claim 9.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorgeschlagene Außenzahnradmaschine, wobei es sich insbesondere um einen Außenzahnradmotor oder eine Außenzahnradpumpe handeln kann, umfasst ein erstes und ein zweites Zahnrad, die im Außeneingriff miteinander kämmen und von einem Gehäuse umgeben sind. Ferner umfasst die Außenzahnradmaschine einen im Gehäuse aufgenommenen Lagerkörper, der mindestens eine Lagerbohrung zur drehbaren Lagerung einer mit dem ersten Zahnrad verbundenen Welle und/oder eines mit dem zweiten Zahnrad verbundenen Wellenzapfens aufweist. Der Lagerkörper besitzt dabei eine an eine Innenkontur des Gehäuses angepasste Außenkontur. Die Außenkontur des Lagerkörpers weist erfindungsgemäß mindestens eine sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkontur auf, über welche der Lagerkörper im Betrieb der Außenzahnradmaschine in radialer Richtung am Gehäuse abgestützt ist. Die Abstützung über die mindestens eine sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkontur bewirkt zugleich eine Abdichtung in radialer Richtung, wobei die lineare Dichtkontur eine hohe Dichtkraft gewährleistet.The proposed external gear machine, which may in particular be an external gear motor or an external gear pump, comprises a first and a second gear, which mesh with each other in outer engagement and are surrounded by a housing. Furthermore, the external gear machine comprises a bearing body accommodated in the housing, which has at least one bearing bore for the rotatable mounting of a shaft connected to the first gearwheel and / or a shaft journal connected to the second gearwheel. The bearing body has a matched to an inner contour of the housing outer contour. According to the invention, the outer contour of the bearing body has at least one linear sealing contour extending in the axial direction, via which the bearing body is supported on the housing in the radial direction during operation of the external gear machine. The support via the at least one extending in the axial direction linear sealing contour also causes a seal in the radial direction, the linear sealing contour ensures a high sealing force.

Die in radialer Richtung wirkende Dichtkraft wird im Betrieb der Außenzahnradmaschine über den auf der Druckseite anstehenden Betriebsdruck erreicht. Dieser führt zu einer Verlagerung der Zahnräder und des Lagerkörpers in Richtung der Saugseite der Außenzahnradmaschine, so dass die Zahnköpfe der Zahnräder bzw. die mindestens eine Dichtkontur des Lagerkörpers in Kontakt mit dem Gehäuse gelangen. Der Kontakt der Zahnköpfe mit dem Gehäuse verhindert, dass die Zahnköpfe im Bereich einer ersten radialen Dichtstelle vom Arbeitsmedium umspült werden. Der Kontakt der mindestens einen Dichtkontur des Lagerkörpers mit dem Gehäuse bewirkt eine Abdichtung im Bereich einer zweiten radialen Dichtstelle, die zwischen dem Gehäuse und dem Lagerkörper ausgebildet wird.During operation of the external gear machine, the sealing force acting in the radial direction is achieved via the operating pressure present on the pressure side. This leads to a displacement of the gears and the bearing body in the direction of the suction side of the external gear machine, so that the tooth heads of the gears or the at least one sealing contour of the bearing body come into contact with the housing. The contact of the tooth heads with the housing prevents the tooth heads from being washed around in the region of a first radial sealing point by the working medium. The contact of the at least one sealing contour of the bearing body with the housing causes a seal in the region of a second radial Sealing point which is formed between the housing and the bearing body.

Bevorzugt wird die Dichtkontur durch einen Steg oder eine erhabene Kante, insbesondere durch eine Beißkante, des Lagerkörpers gebildet. Der Steg bzw. die Kante reduziert den Dichtkontakt auf einen schmalen linienförmigen Kontaktbereich, so dass die in radialer Richtung wirkende Dichtkraft maximal ist. Ferner kann sich der Steg oder die Kante, insbesondere wenn diese als Beißkante ausgeführt ist, in das Gehäuse eingraben, so dass im Dichtkontakt ein Formschluss erzielt wird, der die Abdichtung weiter optimiert. Denn durch den Formschluss wird - ähnlich einer Labyrinth-Dichtung - die in Umfangsrichtung des Lagerkörpers wirksame Dichtstrecke verlängert. Mit Eingraben des Stegs oder der Kante in das Gehäuse kann zudem ein an den Steg oder an die Kante anschließender Bereich der Außenkontur des Lagerkörpers in Kontakt mit dem Gehäuse gelangen, so dass hierüber ein zusätzlicher flächiger Dichtkontakt geschaffen wird, welcher die Dichtwirkung über die mindestens eine Dichtkontur weiter verstärkt. Preferably, the sealing contour is formed by a web or a raised edge, in particular by a biting edge, of the bearing body. The web or the edge reduces the sealing contact to a narrow line-shaped contact region, so that the sealing force acting in the radial direction is maximum. Furthermore, the web or the edge, in particular if this is designed as a biting edge, dig into the housing, so that a positive connection is achieved in the sealing contact, which further optimizes the seal. For by the positive connection is - similar to a labyrinth seal - extending effective in the circumferential direction of the bearing body sealing distance. In addition, when the web or the edge digs into the housing, a region of the outer contour of the bearing body adjoining the web or the edge can come into contact with the housing, so that an additional planar sealing contact is created, which provides the sealing effect over the at least one Sealing contour further reinforced.

In der Ausbildung als Steg oder erhabene Kante, insbesondere als Beißkante, ist die Dichtwirkung der Dichtkontur weitgehend verschleißunabhängig, da sie - im Unterschied zu einer Elastomerdichtung - keiner Alterung unterliegt. Eine Dichtkontur in Form eines Stegs oder einer erhabenen Kante kann zudem einfach und kostengünstig realisiert werden. Dies gilt insbesondere, wenn der Steg oder die Kante durch den Lagerkörper selbst ausgebildet wird, so dass die Anzahl der erforderlichen Bauteile unverändert bleibt.In training as a web or raised edge, in particular as a biting edge, the sealing effect of the sealing contour is largely independent of wear, since it - in contrast to an elastomer seal - is not subject to aging. A sealing contour in the form of a web or a raised edge can also be realized easily and inexpensively. This is especially true if the web or the edge is formed by the bearing body itself, so that the number of required components remains unchanged.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Dichtkontur durch ein Dichtelement gebildet wird, das in eine Längsnut des Lagerkörpers eingesetzt ist. Über die Längsnut ist das Dichtelement lagefixiert, wobei das Dichtelement nicht vollständig in der Längsnut aufgenommen ist, um den gewünschten linearen Dichtkontakt des Dichtelements mit dem Gehäuse zu gewährleisten. Der im Betrieb der Außenzahnradmaschine druckseitig auf den Lagerkörper lastende Betriebsdruck hält das Dichtelement in Kontakt mit dem Gehäuse.Alternatively, it is proposed that the sealing contour is formed by a sealing element which is inserted into a longitudinal groove of the bearing body. About the longitudinal groove, the sealing element is fixed in position, wherein the sealing element is not completely received in the longitudinal groove in order to ensure the desired linear sealing contact of the sealing element with the housing. The pressure acting on the bearing body during operation of the external gear operating pressure keeps the sealing element in contact with the housing.

Vorteilhafterweise ist das Dichtelement elastisch verformbar, wobei das Maß der Verformung vom druckseitig anstehenden Betriebsdruck abhängig ist. Steigt der Druck an, nimmt auch die Verformung zu, so dass sich die in Umfangsrichtung des Lagerkörpers wirksame Dichtstrecke vergrößert. Entsprechend erhöht sich die Dichtwirkung.Advantageously, the sealing element is elastically deformable, wherein the degree of deformation is dependent on the pressure side pending operating pressure. If the pressure increases, the deformation also increases, so that the effective in the circumferential direction of the bearing body sealing distance increases. Accordingly, the sealing effect increases.

Die Ausbildung der Dichtkontur durch ein separates Dichtelement, das in eine Längsnut des Lagerkörpers eingesetzt wird, lässt sich leicht umsetzen. Ferner eignet sich das separate Dichtelement zur einfachen Nachrüstung einer bereits vorhandenen Außenzahnradmaschine. Hierzu wird erst eine Längsnut in die Außenkontur des Lagerkörpers eingebracht. Anschließend wird das Dichtelement in die Längsnut eingesetzt. Sofern das Dichtelement aus einem Elastomermaterial gefertigt ist, so dass es einer Alterung unterliegt, kann es bei Bedarf ausgetauscht werden.The formation of the sealing contour by a separate sealing element which is inserted into a longitudinal groove of the bearing body, can be easily implemented. Furthermore, the separate sealing element is suitable for easy retrofitting of an existing external gear machine. For this purpose, only a longitudinal groove is introduced into the outer contour of the bearing body. Subsequently, the sealing element is inserted into the longitudinal groove. If the sealing element is made of an elastomeric material, so that it is subject to aging, it can be replaced if necessary.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene lineare Dichtkontur erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung über die gesamte Außenkontur des Lagerkörpers. Auf diese Weise wird eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Lagerkörper erreicht, die sich über die gesamte Länge des Radialspalts erstreckt.The inventively proposed linear sealing contour preferably extends in the axial direction over the entire outer contour of the bearing body. In this way, a seal between the housing and the bearing body is achieved, which extends over the entire length of the radial gap.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der die Dichtkontur aufweisende Lagerkörper eine Lagerbuchse oder eine Lagerbrille ist. Sofern der Lagerkörper als Lagerbuchse ausgeführt ist, ist diese bevorzugt mit einer weiteren Lagerbuchse zu einer Lagerbrille zusammengefasst. Die Ausführung des Lagerkörpers als Lagerbrille weist den Vorteil auf, dass die Bauteilezahl reduziert wird, wodurch die Montage der Außenzahnradmaschine vereinfacht wird. Die radiale Abstützung eines als Lagerbrille ausgeführten Lagerkörpers am Gehäuse wird vorzugsweise über zwei sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkonturen bewirkt.It is also proposed that the bearing body having the sealing contour is a bearing bush or a bearing gland. If the bearing body is designed as a bearing bush, this is preferably combined with another bearing bush to a bearing glasses. The design of the bearing body as bearing glasses has the advantage that the number of components is reduced, whereby the assembly of the external gear machine is simplified. The radial support of a designed as a bearing glasses bearing body on the housing is preferably effected via two extending in the axial direction linear sealing contours.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Lagerkörper eine stirnseitige Ausnehmung zur Aufnahme eines Dichtelements aufweist. Über das stirnseitig angeordnete Dichtelement ist zusätzlich eine Abdichtung in axialer Richtung erreichbar. Vorzugsweise ist das Dichtelement in einer Stirnfläche des Lagerkörpers angeordnet, die den Zahnrädern abgewandt ist, so dass das Dichtelement zwischen dem Lagerkörper und dem Gehäuse bzw. einem mit dem Gehäuse verbundenen Gehäusedeckel zu liegen kommt. Das Dichtelement dient in diesem Fall als Axialfelddichtung.In a further development of the invention, it is proposed that the bearing body has an end-side recess for receiving a sealing element. In addition, a seal in the axial direction can be reached via the sealing element arranged on the face side. Preferably, the sealing element is arranged in an end face of the bearing body, which faces away from the toothed wheels, so that the sealing element comes to rest between the bearing body and the housing or a housing cover connected to the housing. The sealing element serves in this case as Axialfelddichtung.

Die stirnseitige Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelements ist vorzugsweise als gegenüber der Außenkontur des Lagerkörpers nach radial innen versetzte stirnseitige Nut ausgebildet. Über die Nut ist das Dichtelement lagefixiert, so dass hierüber einer Relativbewegung des Dichtelements gegenüber dem Lagerkörper entgegengewirkt wird.The frontal recess for receiving the sealing element is preferably formed as compared to the outer contour of the bearing body radially inwardly offset frontal groove. About the groove, the sealing element is fixed in position, so that hereby a relative movement of the sealing element is counteracted against the bearing body.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Gehäuse und einem Deckelteil ein Dichtring eingelegt ist. Der Dichtring dichtet den Innenraum der Außenzahnradmaschine nach außen ab.Furthermore, it is proposed that a sealing ring is inserted between the housing and a cover part. The sealing ring seals the interior of the external gear machine to the outside.

Vorteilhafterweise ist beidseits der Zahnräder mindestens ein Lagerkörper zur drehbaren Lagerung der Welle und/oder des Wellenzapfens angeordnet, wobei vorzugsweise die Ausführung der Lagerkörper gespiegelt wird. Über die beidseits der Zahnräder angeordneten Lagerkörper wird die innere Dichtheit der Außenzahnradmaschine weiter erhöht, so dass die Außenzahnradmaschine einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad aufweist.Advantageously, on both sides of the gears at least one bearing body for rotatably supporting the shaft and / or the shaft journal is arranged, wherein preferably the execution of the bearing body is mirrored. About the arranged on both sides of the gears bearing body, the inner tightness of the external gear machine is further increased, so that the external gear machine has a high volumetric efficiency.

Das darüber hinaus vorgeschlagene Abgaswärmerückgewinnungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass es eine erfindungsgemäße Außenzahnradmaschine zum Fördern eines niedrigviskosen Arbeitsmediums, wie beispielsweise Ethanol, Cyclopentan und/oder eines Kältemittels, umfasst. Da die Viskosität des Arbeitsmediums sich direkt auf die innere Leckage der Außenzahnradmaschine auswirkt, und zwar in der Weise, dass mit sinkender Viskosität des Arbeitsmediums die Leckagemenge proportional steigt, kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine in der vorgeschlagenen Anwendung besonders gut zum Tragen.The additionally proposed exhaust heat recovery system is characterized in that it comprises an external gear according to the invention for conveying a low-viscosity working medium, such as ethanol, cyclopentane and / or a refrigerant. Since the viscosity of the working medium has a direct effect on the internal leakage of the external gear, in such a way that with decreasing viscosity of the working medium, the leakage amount increases proportionally, the advantages of the external gear according to the invention in the proposed application are particularly well.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung einer Außenzahnradmaschine,
2 einen schematischen Querschnitt durch eine Außenzahnradmaschine zwecks Darstellung der Leckagepfade,
3 eine Lagerbrille für eine erfindungsgemäße Außenzahnradmaschine gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, a) in einer ersten Draufsicht, b) in einer zweiten Draufsicht und c) in einer vergrößerten Detailansicht,
4 eine Lagerbrille für eine erfindungsgemäße Außenzahnradmaschine gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, a) in einer ersten Draufsicht, b) in einer zweiten Draufsicht und c) in einer vergrößerten Detailansicht.

Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 an exploded view of an external gear machine,
2 a schematic cross section through an external gear machine for the purpose of illustrating the leakage paths,
3 a bearing eyeglasses for an external gear according to the invention according to a first preferred embodiment, a) in a first plan view, b) in a second plan view and c) in an enlarged detail view,
4 a bearing glasses for an external gear according to the invention according to a second preferred embodiment, a) in a first plan view, b) in a second plan view and c) in an enlarged detail view.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der Darstellung der 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Außenzahnradmaschine zu entnehmen. Diese umfasst ein drehfest mit einer Welle 7 verbundenes erstes Zahnrad 1 sowie ein auf einem Wellenzapfen 8 angeordnetes zweites Zahnrad 2, wobei das erste und das zweite Zahnrad 1, 2 im Außeneingriff miteinander kämmen. Zur drehbaren Lagerung der Welle 7 und des Wellenzapfens 8 werden die beiden Zahnräder 1, 2 von jeweils stirnseitig in Bezug auf die Zahnräder 1,2 angeordneten Lagerkörpern 4, 4' eingefasst. Die beiden Lagerkörper 4, 4' sind als Lagerbrillen ausgeführt, wobei jeder Lagerkörper 4, 4' von einer ersten Lagerbohrung 5 und einer zweiten Lagerbohrung 6 zur Aufnahme der Welle 7 bzw. des Wellenzapfens 8 durchsetzt ist (analog der Lagerbrille der 3 oder der 4).The representation of the 1 is to be taken from a known from the prior art external gear machine. This includes a rotationally fixed with a shaft 7 connected first gear 1 as well as on a shaft journal 8th arranged second gear 2 wherein the first and the second gear 1 . 2 mesh with each other in external engagement. For rotatable mounting of the shaft 7 and the shaft journal 8th be the two gears 1 . 2 of each end face with respect to the gears 1.2 arranged bearing bodies 4 . 4 ' edged. The two bearing bodies 4 . 4 ' are designed as bearing glasses, each bearing body 4 . 4 ' from a first bearing bore 5 and a second bearing bore 6 for receiving the shaft 7 or the shaft journal 8th is interspersed (analogous to the bearing glasses of 3 or the 4 ).

Der Darstellung der 1 ist ferner ein Gehäuse 3 zu entnehmen, in welches die Zahnräder 1, 2 und die Lagerkörper 4, 4' einsetzbar sind. Das Gehäuse 3 weist hierzu einen Innenraum 18 auf, dessen Innenkontur 9 die an die Außenkontur 10, 10' der Lagerkörper 4, 4' angepasst ist. Über ein erstes und ein zweites Deckelteil 16, 16' ist der Innenraum 18 verschließbar, wobei die Deckelteile 16, 16' mittels Schrauben 19 am Gehäuse 3 befestigbar sind. Um den Innenraum 18 nach außen abzudichten, ist zwischen den Deckelteilen 16, 16' und dem Gehäuse 3 jeweils ein Dichtring 17, 17' eingelegt. Darüber hinaus weisen die Lagerkörper 4, 4' stirnseitige Ausnehmungen 14 zur Aufnahme von Dichtelementen 15 auf, über welche die Lagerkörper 4, 4' direkt oder indirekt aufgrund zwischenliegender Stützringe 20 am jeweiligen Deckelteil 16, 16' abstützbar sind.The representation of the 1 is also a housing 3 to take in which the gears 1 . 2 and the bearing bodies 4 . 4 ' can be used. The housing 3 has an interior for this purpose 18 on, its inner contour 9 the to the outer contour 10 . 10 ' the bearing body 4 . 4 ' is adjusted. About a first and a second cover part 16 . 16 ' is the interior 18 lockable, with the lid parts 16 . 16 ' by means of screws 19 on the housing 3 are fastened. To the interior 18 To seal to the outside, is between the lid parts 16 . 16 ' and the housing 3 one sealing ring each 17 . 17 ' inserted. In addition, the bearing body 4 . 4 ' end-side recesses 14 for receiving sealing elements 15 on, over which the bearing body 4 . 4 ' directly or indirectly due to intermediate support rings 20 on the respective cover part 16 . 16 ' are supportable.

Damit ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad erreicht wird, gilt es die Leckage einer Außenzahnradmaschine gering zu halten. Dabei ist einerseits sicherzustellen, dass kein Arbeitsmedium nach außen dringt. Andererseits gilt es eine innere Leckage zu verhindern, bei welcher das Arbeitsmedium von einer Druckseite 21 auf eine Saugseite 22 der Außenzahnradmaschine wandert. Die innere Leckage kann insbesondere über Leckagepfade 23, 24, 25, 26, 27 erfolgen, die in der 2, welche einen schematischen Querschnitt durch eine bekannte Außenzahnradmaschine zeigt, durch Pfeile angedeutet sind. Die Leckagepfade 23 und 24 verlaufen dabei in der Ebene der Zahnräder 1,2, während die Leckagepfade 25, 26 und 27 jeweils stirnseitig in Bezug auf die Zahnräder 1, 2 angeordnet sind (siehe 2).In order to achieve a high volumetric efficiency, it is important to keep the leakage of an external gear machine low. On the one hand, it must be ensured that no working medium penetrates to the outside. On the other hand, it is important to prevent internal leakage, in which the working fluid from a pressure side 21 on a suction side 22 the external gear machine moves. The inner leakage can in particular via leakage paths 23 . 24 . 25 . 26 . 27 done in the 2 , which shows a schematic cross section through a known external gear machine, indicated by arrows. The leakage paths 23 and 24 thereby run in the plane of the gears 1,2, while the leakage paths 25 . 26 and 27 each frontally with respect to the gears 1 . 2 are arranged (see 2 ).

Einer Leckage über den Leckagepfad 23 wird im Betrieb der Außenzahnradmaschine dadurch entgegengewirkt, dass ein auf der Druckseite 21 anstehende Betriebsdruck die Zahnräder 1, 2 in Richtung der Saugseite 22 verlagert. Diese gelangen somit in einem Kontaktbereich 29 in Kontakt mit dem Gehäuse 3, wobei die Zahnräder 1, 2 und das Gehäuse 3 eine erste radiale Dichtstelle ausbildend zusammenwirken. Eine zweite radiale Dichtstelle wird zwischen den Außenkonturen 10, 10' der Lagerkörper 4, 4' und der Innenkontur 9 des Gehäuses 3 ausgebildet, da die Lagerkörper 4, 4' durch den auf der Druckseite 21 anstehenden Betriebsdruck ebenfalls in Richtung der Saugseite 22 verlagert werden. Die Verlagerung der Zahnräder 1, 2 und der Lagerkörper 4, 4' in radialer Richtung ist in der 2 durch die Pfeile 28 angedeutet.A leak over the leakage path 23 is counteracted during operation of the external gear machine in that one on the pressure side 21 Pending operating pressure the gears 1 . 2 in the direction of the suction side 22 relocated. These thus reach a contact area 29 in contact with the housing 3 , where the gears 1 . 2 and the case 3 cooperating forming a first radial sealing point. A second radial sealing point is between the outer contours 10 . 10 ' the bearing body 4 . 4 ' and the inner contour 9 of the housing 3 formed, since the bearing body 4 . 4 ' through the on the pressure side 21 Pending operating pressure also in the direction of the suction side 22 be relocated. The displacement of the gears 1 . 2 and the bearing body 4 . 4 ' in the radial direction is in the 2 through the arrows 28 indicated.

Eine Abdichtung im Kontaktbereich der Lagerkörper 4, 4' mit dem Gehäuse 3 wird üblicherweise allein durch den flächigen Kontakt dieser Bauteile erreicht. Dies setzt jedoch eine hohe Fertigungsgenauigkeit hinsichtlich Form und Oberflächengüte der Bauteile voraus. Dementsprechend hoch sind die Fertigungskosten.A seal in the contact area of the bearing body 4 . 4 ' with the housing 3 is usually achieved solely by the surface contact of these components. However, this requires a high manufacturing accuracy in terms of shape and surface quality of the components. Accordingly high are the production costs.

Bei einer erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine wird die radiale Abdichtung in der Ebene eines Lagerkörpers 4 vorrangig durch mindestens eine am Lagerkörper 4 ausgebildete, sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkontur 11 erzielt. Diese ist gegenüber der Außenkontur 10 des Lagerkörpers 4 erhaben, so dass im Betrieb der Außenzahnradpumpe aufgrund des auf der Druckseite 21 anstehenden Betriebsdrucks der Lagerkörper 4 über die mindestens eine Dichtkontur 11 in Kontakt mit dem Gehäuse 3 gelangt. In an external gear machine according to the invention, the radial seal in the plane of a bearing body 4 primarily by at least one on the bearing body 4 formed, extending in the axial direction linear sealing contour 11 achieved. This is opposite to the outer contour 10 of the bearing body 4 raised, so that in operation of the external gear pump due to the on the pressure side 21 Pending operating pressure of the bearing body 4 over the at least one sealing contour 11 in contact with the housing 3 arrives.

Bei dem in den 3 a)-c) dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lagerkörper 4 zwei außenumfangseitig angeordnete Dichtkonturen 11 jeweils in Form einer Beißkante auf (siehe insbesondere 3c). Die Ausführung der Dichtkonturen 11 als Beißkante besitzt den Vorteil, dass sich die Dichtkonturen 11 in das Gehäuse 3 einfurchen können, so dass über den reinen Kontakt hinaus zusätzlich ein Formschluss erzielt wird. Durch den Formschluss wird die in Umfangsrichtung wirksame Dichtstrecke vergrößert, so dass die Dichtwirkung weiter verbessert wird.In the in the 3 a ) -c) illustrated embodiment, the bearing body 4 two outer peripheral side arranged sealing contours 11 each in the form of a biting edge (see in particular 3c ). The execution of the sealing contours 11 as a biting edge has the advantage that the sealing contours 11 in the case 3 can furrow, so that in addition to the pure contact addition, a positive connection is achieved. Due to the positive connection, the effective circumferential sealing distance is increased, so that the sealing effect is further improved.

Bei dem in den 4 a)-c) dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Dichtkonturen 11 durch elastisch verformbare Dichtelemente 12 gebildet, die in außenumfangseitige Längsnuten 13 des Lagerkörpers 4 eingesetzt sind. Da die Längsnuten 13 auch nachträglich in eine Außenkontur 10 eines Lagerkörpers 4 einbringbar sind, eignet sich diese Maßnahme auch zur Nachrüstung einer bereits vorhandenen Außenzahnradmaschine.In the in the 4 a ) -c) are the sealing contours 11 by elastically deformable sealing elements 12 formed in the outer peripheral side longitudinal grooves 13 of the bearing body 4 are used. Because the longitudinal grooves 13 also later in an outer contour 10 a bearing body 4 can be introduced, this measure is also suitable for retrofitting an existing external gear machine.

Wie beispielhaft in den 3 a)-c) und 4 a) bis c) dargestellt, kann mit einfachen konstruktiven Maßnahmen an einem Lagerkörper 4 einer Außenzahnradmaschine die radiale Abdichtung erheblich verbessert werden. Da die radiale Abdichtung die wichtigste Dichtstelle im Triebwerk einer Außenzahnradmaschine darstellt, kann auf diese Weise die innere Leckage deutlich verringert werden. Im Ergebnis wird ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad der Außenzahnradmaschine erreicht. Zugleich können die Anforderungen hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit des Lagerkörpers 4 gesenkt werden, was sich günstig auf die Fertigungskosten auswirkt.As an example in the 3 a ) -c) and 4 a) to c), can with simple constructive measures on a bearing body 4 an external gear machine, the radial seal can be significantly improved. Since the radial seal represents the most important sealing point in the engine of an external gear machine, the internal leakage can be significantly reduced in this way. As a result, a high volumetric efficiency of the external gear machine is achieved. At the same time, the requirements with regard to the manufacturing accuracy of the bearing body 4 be lowered, which has a favorable effect on the production costs.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012216254 A1 [0003]DE 102012216254 A1 [0003]

Claims

Außenzahnradmaschine, insbesondere Außenzahnradmotor oder Außenzahnradpumpe, umfassend ein erstes und ein zweites Zahnrad (1, 2), die im Außeneingriff miteinander kämmen und von einem Gehäuse (3) umgeben sind, ferner umfassend einen im Gehäuse (3) aufgenommenen Lagerkörper (4), der mindestens eine Lagerbohrung (5, 6) zur drehbaren Lagerung einer mit dem ersten Zahnrad (1) verbundenen Welle (7) und/oder eines mit dem zweiten Zahnrad (2) verbundenen Wellenzapfens (8) aufweist, wobei der Lagerkörper (4) eine an eine Innenkontur (9) des Gehäuses (3) angepasste Außenkontur (10) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (10) des Lagerkörpers (4) mindestens eine sich in axialer Richtung erstreckende lineare Dichtkontur (11) aufweist, über welche der Lagerkörper (4) im Betrieb der Außenzahnradmaschine in radialer Richtung am Gehäuse (3) abgestützt ist.External gear machine, in particular external gear motor or external gear pump, comprising a first and a second gear (1, 2) which mesh with each other in outer engagement and are surrounded by a housing (3), further comprising a bearing body (4) accommodated in the housing (3) at least one bearing bore (5, 6) for rotatably supporting a shaft (7) connected to the first gearwheel (1) and / or a shaft journal (8) connected to the second gearwheel (2), wherein the bearing body (4) engages an an inner contour (9) of the housing (3) adapted to the outer contour (10), characterized in that the outer contour (10) of the bearing body (4) has at least one extending in the axial direction linear sealing contour (11), via which (the bearing body 4) is supported in the radial direction of the housing (3) during operation of the external gear machine.

Außenzahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkontur (11) durch einen Steg oder eine erhabene Kante, insbesondere durch eine Beißkante, des Lagerkörpers (4) gebildet wird.External gear machine after Claim 1 , characterized in that the sealing contour (11) by a web or a raised edge, in particular by a biting edge of the bearing body (4) is formed.

Außenzahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkontur (11) durch ein Dichtelement (12) gebildet wird, das in eine Längsnut (13) des Lagerkörpers (4) eingesetzt ist, wobei vorzugsweise das Dichtelement (12) elastisch verformbar ist.External gear machine after Claim 1 , characterized in that the sealing contour (11) by a sealing element (12) is formed, which is inserted into a longitudinal groove (13) of the bearing body (4), wherein preferably the sealing element (12) is elastically deformable.

Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtkontur (11) in axialer Richtung über die gesamte Außenkontur (10) des Lagerkörpers (4) erstreckt.External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing contour (11) extends in the axial direction over the entire outer contour (10) of the bearing body (4).

Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (4) eine Lagerbuchse oder eine Lagerbrille ist.External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing body (4) is a bearing bush or a bearing glasses.

Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (4) eine stirnseitige Ausnehmung (14) zur Aufnahme eines Dichtelements (15) aufweist, wobei vorzugsweise die stirnseitige Ausnehmung (14) als gegenüber der Außenkontur (10) nach radial innen versetzte stirnseitige Nut ausgebildet ist.External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing body (4) has a frontal recess (14) for receiving a sealing element (15), wherein preferably the frontal recess (14) as compared to the outer contour (10) offset radially inward frontal groove is formed.

Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (3) und einem Deckelteil (16) ein Dichtring (17) eingelegt ist.External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that between the housing (3) and a cover part (16), a sealing ring (17) is inserted.

Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits der Zahnräder (1, 2) mindestens ein Lagerkörper (4, 4') zur drehbaren Lagerung der Welle (7) und/oder des Wellenzapfens (8) angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Ausführung der Lagerkörper (4, 4') gespiegelt wird.External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that on both sides of the gears (1, 2) at least one bearing body (4, 4 ') for rotatably supporting the shaft (7) and / or the shaft journal (8) is arranged, preferably the Execution of the bearing body (4, 4 ') is mirrored.

Abgaswärmerückgewinnungssystem mit einer Außenzahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Fördern eines niedrigviskosen Arbeitsmediums, wie beispielsweise Ethanol, Cyclopentan und/oder eines Kältemittels.Exhaust heat recovery system with an external gear machine according to one of the preceding claims for conveying a low-viscosity working medium, such as ethanol, cyclopentane and / or a refrigerant.