DE2554960C2 - Innenzahnradpumpe - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

e)

daß das Lager (18) des Hohlrades (16) starr mit dem Gehäuse (10) verbunden ist.

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Bei einer bekannten Innenzahnradpumpe dieser Bauart (DE-OS 23 13 085) ist das Hohlrad mit seiner Außenmantelfläche auf einem sogenannten Steuerkolben abgestützt, der für das Hohlrad eine bewegliche Lagerschale bildet und auf seiner dem Gehäuse zugewandten Seite hydrostatische Druckfelder aufweist. Mit Hilfe dieses Steuerkolbens kann der beträchtlichen Druckkraft entgegengewirkt werden, die durch den in der Druckkammer herrschenden Flüssigkeitsdruck auf das Hohlrad (und auf den Steuerkolben) ausgeübt wird; darüber hinaus kann der Steuerkolben mit einer geringen, vom erzeugten Flüssigkeitsdruck abhängenden Überschußkraft gegen das Ritzel und gegen das Füllstück gedrückt werden. Hierdurch und durch das Vorsehen von in Achsrichtung an die Zahnräder andrückbaren Seitenscheiben gelingt es, die Druckkammer auch bei höchsten Drücken (z. B. 300 bar), unter denen schon beträchtliche Verformungen der verschiedenen Pumpenbauteile auftreten, so gut abzudichten, daß sehr gute volumetrische Wirkungsgradwerte erzielt werden; denn die Spalte zwischen den den Druckraum begrenzenden Bauteilen (Ritzel, Hohlrad, Füllstück, Seitenscheiben) können stets etwa gleich klein gehalten werden. Außerdem wird der unvermeidbare Verschleiß an den vorgenannten Bauteilen selbsttätig ausgeglichen.

Diese bekannte Innenzahnradpumpe hat sich als Hochdruckpumpe bestens bewährt. Sie arbeitet geräuscharm, auch bei der Erzeugung höchster Drücke. Es muß lediglich für den beweglichen Steuerkolben ein verhältnismäßig hoher baulicher Aufwand in Kauf genommen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Innenzahnradpumpe dahingehend zu verbessern, daß die Abdichtung des Druckraumes zwischen den Zahnrädern und dem Füllstück mit einfacheren, kostensparenden Mittein erreicht wird als bisher.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs. Durch dieses, bei lnnenzahnradpumpen anderer Gattung schon bekannte Merkmal, wonach das Hohlrad unmittelbar im Gehäuse gelagert ist, entfällt ■o der komplizierte Steuerkolben, woraus eine beträchtliche Verringerung der Herstellkosten resultiert. Man verzichtet hierbei bewußt auf einen automatischen, während des Betriebes der Pumpe erfolgenden Ausgleich von Verformungen, insbesondere des Gehäuses und der Ritzelwelle, sowie des Verschleißes an den den Druckraum begrenzenden Bauteilen.

Deshalb bestanden gegen die erfindungsgemäße Lösung zunächst schwerwiegende Bedenken. Es mußte nämlich befürchtet werden, daß unter einem etwaigen Verschleiß an der gehäusefesten Lagerfläche für das Hohlrad (und unter einer daraus resultierenden Achsabstandsveränderung zwischen dem Hohlrad und dem Ritzel, die eine Verschiebung der Eingriffslinie der Verzahnung zur Folge hat) die Abdichtung des Druckraumes leiden würde, so daß eine Verschlechterung des volumetrischen Wirkungsgrades eintreten würde. Die mit einer erfindungsgemäßen Pumpe durchgeführten Versuche haben jedoch überraschend gezeigt, daß eine solche Wirkungsgradverschlechterung — trotz des Verzichts auf den automatischen Verschleißausgleich — nicht eintritt, zumindest solange die Achsabstandsveränderung in gewissen Grenzen bleibt und solange der erzeugte Flüssigkeitsdruck den Wert von etwa 150 bar nicht wesentlich übersteigt.

Die erwähnte Verschiebung der Eingriffslinie der Verzahnung bedeutet mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe kann — abweichend von der eingangs beschriebenen bekannten Pumpe — mit Flankenspiel betrieben werden. Dementsprechend kann man die beiden Zahnräder von vornherein mit geringerer Präzision als bisher fertigen und spart auch insofern an Herstellungskosten.

Wie oben schon angegeben, ist das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs schon bekannt, jedoch nur bei lnnenzahnradpumpen anderer Gattung.

Die aus der DE-PS 1 20 680 bekannte Innenzahnradpumpe hat wie der Anmeldungsgegenstand ein halbsichelförmiges Füllstück. Dieses ist jedoch mittels einer Schraube starr mit dem Pumpengehäuse verbunden. Soso mit fehlt die im Anspruchsteil a) angegebene freie radiale Beweglichkeit des Füllstückes. Diese wird beim Anmeldungsgegenstand dadurch erzielt, daß gemäß dem Merkmal b) im Gehäuse ein Füllstückstift angeordnet ist, auf dem sich das Füllstück entgegen der Umlaufrichtung der Zahnräder abstützt. Die freie radiale Beweglichkeit des Füllstückes ist eine wichtige Voraussetzung für die Güte der Abdichtung des Druckraumes; denn man erreicht, daß sich das Füllstück selbsttätig zwischen die Zahnräder »einpaßt«. Man vermeidet hierdurch die Abhängigkeit des volumetrischen Wirkungsgrades von der Fertigungsgenauigkeit.

Bei der bekannnten Pumpe ist im Gehäuse für die Schraube zum Befestigen des Füllstücks ein Langloch vorgesehen. Hierdurch kann das Füllstück nachgestellt werden, falls Verschleiß eingetreten ist. Eine ahnliche Möglichkeit zum Nachstellen des Füllstückes besteht auch beim Anmeldungsgcgenstand. Jedoch ist hier gemäß Merkmal c) dafür gesorgt, daß das Nachstellen des

Füllstuckes unter Beibehaltung seiner radial freien Beweglichkeit erfolgen kann.
Schließlich ist bei der bekannten Pumpe das Hohlrad

— in einer für Hochdruckpumpen ungeeigneten Weise

— über eine Seitenscheibe mit einer im Gehäuse gelagerten Welle verbunden. Demgegenüber ist beim Anmeldungsgegenstand gemäß Anspruchsteil d) unmittelbar am äußeren Umfang des Hohlrades, und zwar nur an einem Teil desselben, ein Lager vorgesehen. I üerdurch kann das Hohlrad auch dann ungehemmt rotieren. wenn as sich unter dem Flüssigkeitsdruck verformt.

Aus der DE-AS 19 05 146 ist eine Innenzahnradpumpe bekannt, deren Füllstück radial frei beweglich ist und deren Hohlrad ni-r auf einem Teil des äußeren Umfan- χ ges in einem gehäusefesten Lager ruht. Dieses Lager befindet sich jedoch nicht im Bereich des Druckraumes, sondern im Bereich des Saugraumes. In dieser bekannten Pumpe sind nämlich der Saugraum und der Druckraum gegenüber dem Anmeldungsgegenstand vertauscht; d. h. die Zahnräder laufen mit umgekehrter Drehrichtung um. Dies hat zur Folge, daß bei der bekannten Pumpe der Druckraum um ein Vielfaches größer ist als beim Anmeldungsgegenstand. Deshalb muß im Gehäuse der bekannten Pumpe im Bereich des Druckraumes zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse eine Entlastungskammer vorgesehen werden, die sich über einen sehr großen Teil des Umfanges des Hohlrades erstreckt und mit Hochdruck beaufschlagt ist. Dies ist erforderlich, um das Hehlrad an die im Gehäuse vorgesehenen Lagerflächen anzudrücken. Unter solchen Umständen ergeben sich für das Gehäuse nahezu unüberwindbare Festigkeitsprobleme. Wohl aus diesen Gründen hat die bekannte Bauweise keinen Eingang in die Praxis finden können.

Wie oben schon erwähnt wurde, verzichtet man bei der erfindungsgemäßen Pumpe bewußt auf einen automatischen Verschleißausgleich. Dank der ebenfalls schon erwähnten Einstellbarkeit des Füllstückes kann die Pumpe jedoch mit einfachen Mitteln überholt werden, so daß sie insgesamt über sehr lange Zeit mit gutem ao volumetrischen Wirkungsgrad betrieben werden kann.

Die Einstellbarkeit der Lage des Füllstückes (relativ zu den Zahnrädern in Umfangsrichtung) ist auch bei der Neufertigung der erfindungsgemäßen Pumpe von großem Vorteil. Man hat nämlich die Möglichkeit, einen wesentlichen Teil etwaiger Maßungenauigkeiten von Gehäuse, Ritzelwelle, Hohlrad und Füllstück auszugleichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine lnnenzahnradpumpe nach Linie I-I der F i g. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1,

Fig.3 einen Teilquerschnitt nach Linie 1II-1I! der F i g. 2.

Die wesentlichen Einzelteile der dargestellten Innenzahnradpumpe sind:

10 Gehäuse mit innerem Wellenlager 11,

12 Gehäusedeckel mit äußerem Wellenlager 13, t>o

14 Treibwelle mit außenverzahntem Ritzel 15,

16 Hohlrad,

17 dessen Außenmantelfläche.

18 im Gehäuse 10 angeordnetes Lager für das Hohlrad 16, (,i

19 Druckraum,

20 Füllstück,

21 Füllstückstift.

Stabfeder zum Andrücken des Fülis'ückes 20 an den Füllstückstift 21,

Stützfläche des Füllstückes 20, mit der sich dieses gegen die Stützfläche des Füllstuckstiftes 21 abstützt.

Achse des Füllstuckstiftes,
Seitenscheibe,

Druckfeld in der Seitenscheibe 25, das über einen nicht dargestellten Kanal mit dem Druckraum 19 verbunden ist: die Größe des Druckfeldes ist so gewählt, daß die Seitenscheibe an den Seitenflächen der Zahnräder 15 und 16 anliegt (axiale Druckkompensation);

Abstand der Stützfläche 23 von der Achse 24 des Füllstuckstiftes 21; dieser Abstand kann z. B. durch Austausch des Füllstuckstiftes 21 gegen einen anderen verändert werden, zwecks Einstellen oder Nachstellen der Lage des Füllstückes 20 in Umfangsrichtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Innenzahnradpumpe mit einem Gehäuse, einem angetriebenen, außenverzahnten Ritzel und einem mit dem Ritzel kämmenden Hohlrad, ferner mit den folgenden Merkmalen:

   a) Zwischen dem Ritzel (15) und dem Hohlrad (16) ist ein in gewissen Grenzen radial frei bewegliches halbsichelförmiges Füllstück (20) angeordnet, das an seinem verjüngten Ende zusammen mit den Zahnrädern (15, 16) einen Druckraum (19) begrenzt;

   b) das Füllstück (20) stützt sich entgegen der Umlaufrichtung der Zahnräder (15, 16) auf einer Stützfläche ab, die an einem im Gehäuse (10,12) angeordneten Füllstückstift (21) vorgesehen ist;

   c) clie Lage der Stützfläche und somit die Lage des Füllstückes (20) relativ zu den Zahnrädern (15, 16) ist in Umfangsrichtung einstellbar;

   d) das Hohlrad (16) ruht auf nur einem Teil seines äußeren Umfanges, und zwar im Bereich des Druckraumes (19), in einem Lager(18);