EP1701038B1 - Internal gear pump - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit einem mehrteiligen Gehäuse, mit zwei in dem Gehäuse untergebrachten kämmenden Zahnrädern, bei denen es sich um ein außenverzahntes Ritzel und ein mit dem Ritzel mitlaufendes, innenverzahntes Hohlrad handelt, und mit wenigstens einer zwischen axialen Seitenflächen der Zahnräder und einem Gehäuseteil angeordneten Dichtscheibe, die durch ein an ihrer den Zahnrädern abgewandten Seite ausgebildetes und auf der Hochdruckseite befindliches Druckfeld mit Hochdruck beaufschlagbar an den Seitenflächen der Zahnräder andrückbar ist, von dem ein zwischen dem Gehäuseteil und der Dichtscheibe befindlicher Spalt ausgeht, und mit einer der Abdichtung des Spalts dienenden, um das Druckfeld umlaufenden Dichtung, die auf ihrer dem Spalt zugewandten Seite durch einen umlaufenden, in einer Ausnehmung aufgenommenen Stützring abgestützt ist, der mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden und die Dichtung nach innen, also in Richtung des Zentrums des Druckfelds betrachtet hintergreifenden sowie in Richtung des Zentrums des Druckfeldes formschlüssig abstützenden Stützsteg gestaltet ist.The invention relates to an internal gear machine (pump or motor) with a multi-part housing, with two housed in the housing meshing gears, which is an externally toothed pinion and a pinion with the running, internally toothed ring gear, and with at least one between axial side surfaces the gear wheels and a housing part arranged sealing disc, which is pressed by a pressure on its side facing away from the gears and located on the high pressure side pressure field with high pressure on the side surfaces of the gears can be pressed, from which a located between the housing part and the sealing disc gap, and with one of the sealing of the gap serving around the pressure field circumferential seal, which is supported on its side facing the gap by a circumferential, received in a recess support ring having an axially extending and the seal inwardly, a Is so designed in the direction of the center of the pressure field engages behind and designed in the direction of the center of the pressure field positively supporting support web.

Bei Innenzahnradhochdruckmaschinen, d. h. Innenzahnradhochdruckpumpen oder Innenzahnradhochdruckmotoren, werden auch als Axialscheiben bezeichnete Dichtplatten eingesetzt, die den betriebs- und fertigungsbedingten Spalt zwischen den Stirnflächen der Zahnräder zur Gehäusewand vermeiden. Die Anpresskraft der Axialscheiben und durch sogenannte axiale Druckfelder aufgebaut, die entweder in der Seitenfläche eines oder mehrerer Gehäuseteile oder in einer oder mehreren Axialscheiben eingearbeitet sind. Die Abdichtung erfolgt durch entsprechende Formdichtungen, die vorzugsweise aus einem elastomeren Material bestehen.For internal gear high-pressure machines, d. H. Internal gear high pressure or Innenzahnradhochdruckmotoren are also used as axial discs designated sealing plates, which avoid the operational and manufacturing gap between the faces of the gears to the housing wall. The contact pressure of the axial discs and constructed by so-called axial pressure fields, which are incorporated either in the side surface of one or more housing parts or in one or more axial discs. The seal is made by appropriate mold seals, which preferably consist of an elastomeric material.

Je nachdem, ob die Dichtung in die Dichtscheibe oder in dem Gehäuseteil eingesetzt ist, spricht man davon, dass sich das Druckfeld in der Dichtscheibe bzw. in dem Gehäuseteil befindet. Bei hohen Drücken kann der zwangsläufig vorhandene Spalt zwischen der Gehäusewand und der Axialscheibe zu einer sogenannten Spaltextrusion dieser Dichtungen führen, bis hin zu deren vollständigen Zerstörung.Depending on whether the seal is inserted in the sealing washer or in the housing part, it is said that the pressure field is located in the sealing washer or in the housing part. At high pressures, the necessarily existing gap between the housing wall and the axial disc can lead to a so-called gap extrusion of these seals, up to their complete destruction.

Zur Vermeidung derartiger Schäden ist es beispielsweise aus der DE 43 45 273 C2 bekannt geworden, sogenannte Stützringe einzusetzen. Diese Stützringe weisen üblicherweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Bei Pumpen mit einem axialen Druckausgang durch das Druckfeld mit Dichtung ist es vorteilhaft, die Axialdichtung und den gegebenenfalls vorhandenen Stützring in einer in axialer Richtung offenen Kammer bzw. Nut im Gehäuseteil zu führen. Hierdurch wird verhindert, dass bei hochdynamischen Vorgängen, wie schnellen Drehzahländerungen oder einer Drehrichtungsumkehr, bei Innenzahnradmaschinen, die sowohl als Hydraulikmotor als auch als Hydraulikpumpe betreibbar sind, bedingt durch Strömungsvorgänge und damit verbundene Druckspitzen, die Dichtung nach innen, d. h. in Richtung des Zentrums des Druckfelds wandern kann. Diese Ausführung des Druckfeldes ist jedoch durch Zerspanung äußerst kostenintensiv, da hierbei nur Fräser mit einem kleinen Durchmesser verwendet werden können.To avoid such damage, it is for example from the DE 43 45 273 C2 become known to use so-called support rings. These support rings usually have a square or rectangular cross-section. In the case of pumps with an axial pressure outlet through the pressure field with a seal, it is advantageous to guide the axial seal and the optional support ring in a chamber or groove in the housing part that is open in the axial direction. This prevents that in highly dynamic processes, such as rapid speed changes or reversing the direction of rotation, in internal gear machines, which are operable both as a hydraulic motor and as a hydraulic pump, due to flow processes and associated pressure peaks, the seal can move inwards, ie in the direction of the center of the pressure field. However, this design of the pressure field is very costly due to machining, since only small diameter cutters can be used here.

Ähnliche Lösungen sind aus der DE 16 53 837 A1 bekannt geworden. Darunter finden sich auch solche Konstruktionen, bei denen das Druckfeld sowie die Dichtung und ein als Kolbenring bezeichneter sowie im Querschnitt rechteckiger Stützring nicht in dem der Dichtscheibe benachbarten Gehäuseteil, sondern in der Dichtscheibe selbst angeordnet sind.Similar solutions are from the DE 16 53 837 A1 known. Among them are also such constructions in which the pressure field and the seal and a designated piston ring and rectangular in cross-section support ring are not arranged in the adjacent the sealing disc housing part, but in the gasket itself.

Statt eines Kolbenrings mit separater Dichtung kann auch ein abdichtendes, dreieck- bzw. trapezförmiges Gummiformteil vorgesehen sein, das mit einem abgewinkelten Blechteil kraftschlüssig armiert ist.Instead of a piston ring with a separate seal can also be provided a sealing, triangular or trapezoidal molded rubber part, which is reinforced non-positively with an angled sheet metal part.

Aus der DE 10 2004 016 440 A1 , die als nächstliegenden Stand der Technik angesehen wird, könnte möglicherweise implizit eine Innenzahnradmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt geworden sein. Bei dieser Konstruktion kann es zu einer Zerstörung und/oder zu einem kompletten Ablösen der Dichtung infolge von hochdynamischen Strömungsvorgängen kommen.From the DE 10 2004 016 440 A1 As the closest prior art, an internal gear machine according to the preamble of claim 1 may possibly have become implicitly known. This design can result in destruction and / or complete detachment of the seal due to highly dynamic flow processes.

Aus der DE WO 97/20145 A1 ist eine Innenzahnradmaschine in Form einer Innenzahnradpumpe bekannt geworden. Bei dieser Innenzahnradpumpe fehlt es an einer Dichtscheibe zwischen den axialen Seitenflächen der Zahnräder und einem Gehäuseteil des Gehäuses. Es ist eine elastische Dichtung vorgesehen, die sich um die drehende Pumpenwelle herum erstreckt und die zwischen dieser und einem Einlass oder einem Auslass angeordnet ist. Ferner ist ein massiver Stützring vorgesehen, der sich ebenfalls um die drehende Pumpenwelle herum erstreckt und der einen die Dichtung hintergreifenden sowie formschlüssig abstützenden Stützsteg aufweist. Mit Hilfe dieser strukturell völlig anderen Konstruktion soll eine größere Dichtigkeit erreicht werden, um Undichtigkeiten zwischen der Pumpenkammer und der Pumpenwelle und folglich zu der Umgebung hin zu verhindern.From the DE WO 97/20145 A1 an internal gear machine has become known in the form of an internal gear pump. In this internal gear pump, there is no lack of a sealing washer between the axial side surfaces of the gears and a housing part of the housing. There is provided an elastic seal which extends around the rotating pump shaft and between it and an inlet or outlet is arranged. Further, a solid support ring is provided, which also extends around the rotating pump shaft and around which has a seal engaging behind and a form-fitting supporting support web. With the help of this structurally completely different construction, a greater tightness is to be achieved in order to prevent leaks between the pump chamber and the pump shaft and consequently to the environment.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) zur Verfügung zu stellen, bei der sowohl das Druckfeld als auch die den Spalt zwischen der Dichtscheibe und dem Gehäuseteil abdichtenden und das Druckfeld begrenzenden Teile einfach und kostengünstig herstellbar sind und bei der sowohl eine Zerstörung als auch ein komplettes Ablösen der Dichtung infolge von hochdynamischen Strömungsvorgängen, insbesondere bei einer Erstinbetriebnahme der Innenzahnradmaschine, vermieden wird und bei der eine vorteilhafte Anlage des Stützrings am Innenumfang der diesen aufnehmenden Ausnehmung ermöglicht ist.It is an object of the invention to provide an internal gear machine (pump or motor) in which both the pressure field and the parts sealing the gap between the sealing disk and the housing part and delimiting the pressure field can be easily and inexpensively manufactured and both Destruction and complete detachment of the seal as a result of highly dynamic flow processes, in particular during initial startup of the internal gear machine, is avoided and in which an advantageous contact of the support ring on the inner circumference of this receiving recess is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, insbesondere dadurch gelöst, dass der Stützsteg nur einen Teil des Druckfelds umschließt, während ein anderer Teil des durch den Stützring begrenzten Druckfelds ohne Stützsteg gestaltet ist und dass der Stützring durch wenigstens einen Querverbindungssteg in wenigstens zwei Ring-Teile unterteilt ist, von denen wenigstens ein Ring-Teil mit dem Stützsteg gestaltet ist und von denen wenigstens ein anderer Ring-Teil ohne Stützsteg, also stützstegfrei ausgebildet ist.This object is achieved by the features of claim 1, in particular in that the support web encloses only part of the pressure field, while another part of the limited by the support ring pressure field is designed without support web and that the support ring by at least one transverse connecting web in at least two Ring parts is divided, of which at least one ring part is designed with the support bar and of which at least one other ring part without support bar, that is formed without support web.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen lässt sich überraschenderweise eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung einer die Dichtung aufnehmenden Ausnehmung im Gehäuseteil oder in der Dichtscheibe erreichen, bzw. ist die Herstellung der Ausnehmung bei spanloser Formgebung, wie Gießen, Spritzen und dergleichen deutlich vereinfacht. Trotzdem kann eine vorteilhafte Abstützung der Dichtung nach innen zum Zentrum des Druckfelds hin erreicht werden. Die vorzugsweise elastomere Dichtung und der Stützring sind besonders einfach und kostengünstig separat herstellbar, handhabbar sowie montier- bzw. demontierbar.The inventive measures can surprisingly be a particularly simple and cost-effective production of a seal receiving recess in the housing part or in the gasket achieve, or the production of the recess in non-cutting shaping, such as casting, spraying and the like is much easier. Nevertheless, an advantageous support of the seal inwards towards the center of the pressure field can be achieved. The preferably elastomeric seal and the support ring are particularly simple and inexpensive to produce separately, handled and assembled or disassembled.

Dadurch, dass der Stützsteg oder mehrere Stützstege nur einen Teil des Druckfeldes begrenzen, vorzugsweise in einem Bereich, in dem ein oder mehrere axiale Druckausgänge in das Druckfeld münden, während ein anderer Teil des durch den, vorzugsweise eine halbsichelförmige Außenkontur aufweisenden, Stützring begrenzten Druckfeldes ohne Stützsteg bzw. Stützstege, das heißt stützstegfrei gestaltet ist, kann sowohl eine Zerstörung als auch ein komplettes Ablösen der Dichtung infolge von hochdynamischen Strömungsvorgängen, insbesondere bei einer Erstinbetriebnahme der Innenzahnradmaschine, vermieden werden.Characterized in that the support web or a plurality of support webs limit only a portion of the pressure field, preferably in a region in which one or more axial pressure outputs into the pressure field, while another part of the, preferably a semi-crescent-shaped outer contour having, support ring limited pressure field without Support web or support webs, that is designed without support web, both destruction and a complete detachment of the seal due to highly dynamic flow processes, especially during initial commissioning of the internal gear, can be avoided.

Insbesondere in Bereichen, in denen ein oder mehrere axiale Druckausgänge in das Druckfeld münden, finden interne Steuervorgänge der Innenzahnradmaschine statt, beispielsweise dann wenn die Axialplatte bzw. die Axialplatten durch axiale Steuerbohrungen den Druckaufbau in der Zahnkammer steuern. In diesem Bereich kann es zu hochdynamischen Strömungsvorgängen kommen, insbesondere bei der Erstinbetriebnahme und durch dann vorhandene größere Luftblasen, kann es zu einer Zerstörung einer nicht gekammerten Axialdichtung kommen.Especially in areas where one or more axial pressure outputs open into the pressure field, internal control operations of the internal gear machine take place, for example, when the axial plate or the axial plates control the pressure build-up in the tooth chamber by axial control bores. In this area, highly dynamic flow processes can occur, in particular during initial startup and through the presence of larger air bubbles, it can lead to the destruction of a non-chambered axial seal.

Im Unterschied dazu sind in einem von den genannten Druckausgängen, insbesondere lateral, d. h. senkrecht zu den Achsen der Zahnräder weiter entfernt liegenden Bereich des Druckfeldes, derart hochdynamische Vorgänge schwächer oder gar nicht wirksam, so dass die Gefahr eines Hineinziehens der Dichtung dort gering ist. Folglich kann dieser Bereich des Stützringes ohne einen die Dichtung nach innen hin abstützenden Stützsteg gestaltet sein. Eine derartige Gestaltung ohne Stützsteg bzw. ohne Stützstege in diesem Bereich hat ferner den Vorteil, dass dadurch die Elastizität des Stützrings größer ist als in dem mit einem bzw. mit mehreren Stützstegen versehenen Bereich des Stützringes, so dass es dadurch zu einer verbesserten Anlage des Stützrings am Innenumfang der diesen aufnehmenden Ausnehmung kommt.In contrast, in one of the mentioned pressure outputs, in particular laterally, d. H. perpendicular to the axes of the gears farther away region of the pressure field, such highly dynamic processes weaker or not effective, so that the risk of pulling in the seal is low there. Consequently, this area of the support ring can be designed without a support web which supports the seal inwardly. Such a design without a support web or without support webs in this area also has the advantage that thereby the elasticity of the support ring is greater than in the provided with one or more support webs region of the support ring, thereby resulting in an improved investment of the support ring on the inner circumference of this receiving recess comes.

Der Stützring ist durch wenigstens einen Querverbindungssteg in wenigstens zwei Ring-Teile unterteilt, von denen wenigstens ein Ring-Teil ohne Stützsteg, also stützstegfrei ausgebildet ist, während wenigstens ein anderer Ring-Teil mit dem, vorzugsweise um ein oder mehrere axiale Druckausgänge umlaufenden, insbesondere eine halbsichelförmige Außenkontur aufweisenden, Stützsteg gestaltet ist.The support ring is divided by at least one cross-connecting web into at least two ring parts, of which at least one ring part without support web, that is formed without support web, while at least one other ring part with the, preferably one or more axial pressure outputs, in particular a semi-crescent-shaped outer contour having, support web is designed.

Durch den Querverbindungssteg weist der Stützring eine gewisse Elastizität auf, verhindert jedoch gleichzeitig ein Zusammendrücken des Stützrings in diesem Bereich. Dies ist insbesondere bei hohen dynamischen Druckänderungen wichtig, um ein komplettes "Verschwinden" bzw. Ablösen der Dichtung zu vermeiden.Through the cross-connecting web, the support ring has a certain elasticity, but at the same time prevents compression of the support ring in this area. This is especially important for high dynamic pressure changes, to avoid a complete "disappearance" or detachment of the seal.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Stützsteg einstückig mit dem Stützring verbunden ist. Dadurch kann der Stützring mit Stützsteg besonders kostengünstig hergestellt werden.According to an advantageous development can be provided that the support bar is integrally connected to the support ring. As a result, the support ring with support bar can be produced particularly inexpensively.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, kann der Stützsteg als Stützringsteg gestaltet sein. Abgesehen davon, dass ein ringförmig gestalteter Stützsteg noch kostengünstiger hergestellt werden kann, lassen sich mit einem derartigen Stützsteg vorteilhafte Elastizitätsverhältnisse erzielen.According to a particularly advantageous embodiment, the support bar can be designed as a support ring web. Apart from the fact that a ring-shaped support bar can be made even more cost-effective, can be achieved with such a support bridge advantageous elasticity conditions.

Der Querverbindungssteg kann als Bogen, vorzugsweise als Kreisbogen, gestaltet sein. Dies ermöglicht einen noch besseren Ausgleich einer gewissen Elastizität und der damit verbundenen Möglichkeit eines Toleranzausgleiches sowohl des Druckfeldes als auch des Stützringes selbst. Außerdem ist ein mit einem derartigen Querverbindungssteg gestalteter Stützsteg besonders einfach und kostengünstig herstellbar.The cross connecting web can be designed as a bow, preferably as a circular arc. This allows even better compensation of a certain elasticity and the associated possibility of a tolerance compensation of both the pressure field and the support ring itself. In addition, a designed with such a cross-connecting web support bar is particularly simple and inexpensive to produce.

Insbesondere dann, wenn der Stützring eine halbsichelförmige oder sichelförmige Außenkontur aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der Stützring im Bereich seiner Sichelspitze oder gegebenenfalls Sichelspitzen eine gegenüber benachbarten Randbereichen verringerte Querschnittsfläche, insbesondere eine verringerte Breite aufweist. Dadurch kann auch in diesem Bereich bzw. diesen Bereichen eine ausreichende Elastizität erreicht werden.In particular, when the support ring has a semi-crescent-shaped or crescent-shaped outer contour, it is advantageous if the support ring in the region of its sickle tip or optionally sickle tips has a reduced cross-sectional area, in particular a reduced width, compared to adjacent edge regions. As a result, sufficient elasticity can also be achieved in this area or these areas.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Stützring an seinem Innenumfang nach innen ragende Materialanhäufungen, vorzugsweise abgerundete bzw. halbrunde Noppen aufweist, die Kraftangriffsstellen für Auswerferteile eines Werkzeugs, vorzugsweise eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung des Stützringes ausbilden. Durch diese Maßnahmen lassen sich Stützringe mit einem Stützsteg bzw. mehreren Stützstegen besonders vorteilhaft, beispielsweise als Kunststoffteil und vorzugsweise im Spritzgießverfahren herstellen, ohne dass irgendwelche Auswerfermarkierungen die Dichtfunktion der Stützringe beeinträchtigen würden.According to an advantageous development can be provided that the support ring on its inner circumference inwardly projecting material accumulations, preferably rounded or Having semicircular knobs, the force application points for Auswerferteile a tool, preferably an injection mold for the production of the support ring form. By means of these measures, support rings with a support web or a plurality of support webs can be particularly advantageous. For example, as a plastic part and preferably by injection molding, without any ejector marks would affect the sealing function of the support rings.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Stützring als Winkelstützring mit einem L-förmigen Querschnitt gestaltet ist. Dadurch kann als Dichtung eine besonders kostengünstige und leicht montierbare bzw. demontierbare O-Ring-Richtung mit Kreisquerschnitt eingesetzt werden. Ein derartiger Winkel-Stützring lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen.In a further advantageous embodiment it can be provided that the support ring is designed as an angle support ring with an L-shaped cross-section. This can be used as a seal a particularly cost-effective and easy to assemble or disassemble O-ring direction with circular cross-section. Such an angular support ring can be produced in a particularly simple and cost-effective manner.

Weitere Vorteile, Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmbar, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben wird.Further advantages, features and aspects of the invention can be taken from the following description part, in which a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the figures.

Es zeigen:

Fig. 1

Einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe, in der durch die beiden Achsen der Zahnräder aufgespannten Ebene;

Fig. 2

einen Schnitt durch die Innenzahnradpumpe gemäß Figur 1, entlang der Schnittebene 2-2;

Fig. 3

einen Schnitt durch die Innenzahnradpumpe gemäß Figur 1 entlang der Schnittebene 3-3;

Fig. 4

einen vergrößerten Teilschnitt in demjenigen Bereich des Stützrings, der in Figur 1 mit einem strich-punktierten Kreis angedeutet ist;

Fig. 5

eine Draufsicht auf eine der Dichtscheiben von der Seite der Zahnräder her gesehen;

Fig. 6

einen stark vergrößerten Teilschnitt in demjenigen Bereich, der in Fig. 1 mit dem strichpunktierten Kreis angedeutet ist;

Fig. 7

einen stark vergrößerten Teilschnitt in dem stützstegfreien Bereich des Stützrings entlang der Schnittebene 7-7 in Figur 2;

Fig. 8

eine Draufsicht auf einen Stützring;

Fig. 9

einen vergrößerten Teilschnitt durch den Stützring entlang der Schnittebene 9-9 in Figur 8;

Fig. 8

einen Längsschnitt durch den in Figur 8 gezeigten Stützring entlang der Schnittebene 10-10.

Show it:

Fig. 1

A section through an internal gear pump, in the plane spanned by the two axes of the gears;

Fig. 2

a section through the internal gear pump according to FIG. 1 along the cutting plane 2-2;

Fig. 3

a section through the internal gear pump according to FIG. 1 along the cutting plane 3-3;

Fig. 4

an enlarged partial section in that region of the support ring which in FIG. 1 indicated by a dash-dotted circle;

Fig. 5

a plan view of one of the sealing disks seen from the side of the gears forth;

Fig. 6

a greatly enlarged partial section in the area which in Fig. 1 indicated by the dot-dashed circle;

Fig. 7

a greatly enlarged partial section in the support web-free area of the support ring along the cutting plane 7-7 in FIG. 2 ;

Fig. 8

a plan view of a support ring;

Fig. 9

an enlarged partial section through the support ring along the cutting plane 9-9 in FIG. 8 ;

Fig. 8

a longitudinal section through the in FIG. 8 shown support ring along the cutting plane 10-10.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Innenzahnradpumpe 20 besitzt ein Gehäuse 30, das sich aus einem ringförmigen Mittelteil 31, das eine Pumpenkammer 32 radial einschließt, einem ersten Deckelteil 32, einem Lagerteil 23 und einem zweiten Deckelteil 34 zusammensetzt.The in the FIGS. 1 to 3 illustrated internal gear pump 20 has a housing 30 which is composed of an annular central part 31, which includes a pump chamber 32 radially, a first cover part 32, a bearing part 23 and a second cover part 34.

Der Lagerteil 23 und der Deckelteil 34 begrenzen die Pumpenkammer 32 in axialer Richtung. Der Mittelteil 31 übergreift den Lagerteil 23 und den Deckelteil 34 im Bereich jeweils einer äußeren Eindrehung 15. Der Lagerteil 23 besitzt eine durchgehende Bohrung 36, in die ein Gleitlager 37 eingepresst ist. Mit der Bohrung 36 fluchtet eine Sackbohrung 38 des Deckelteils 34, in die ebenfalls ein Gleitlager 37 eingepresst ist. In den beiden Gleitlagern 37 ist eine Antriebswelle 39 der Pumpe gelagert. Der Deckelteil 33 weist eine Bohrung 21 auf, in der eine Radialwellendichtung 22 eingesetzt ist. Es versteht sich jedoch, dass anstelle des Lagerteils 23 gegebenenfalls auch nur ein zweiter Deckelteil eingesetzt sein kann, der dann selbstredend mit einer Bohrung zum Einpressen eines Gleitlagers für die Antriebswelle 39 versehen sein kann.The bearing part 23 and the cover part 34 define the pump chamber 32 in the axial direction. The middle part 31 engages over the bearing part 23 and the cover part 34 in the region of an outer recess 15. The bearing part 23 has a through bore 36 into which a sliding bearing 37 is pressed. With the bore 36 is aligned a blind bore 38 of the cover part 34, in the likewise a sliding bearing 37 is pressed. In the two sliding bearings 37, a drive shaft 39 of the pump is mounted. The cover part 33 has a bore 21 in which a radial shaft seal 22 is inserted. It is understood, however, that instead of the bearing part 23, if appropriate, only a second cover part can be used, which can then of course be provided with a bore for pressing in a sliding bearing for the drive shaft 39.

Ein außen verzahntes Ritzel 40 ist innerhalb der Pumpenkammer 32 auf der Antriebswelle 39 befestigt oder einstückig mit dieser hergestellt. Das Ritzel 40 befindet sich innerhalb eines innen verzahnten Hohlrades 41, dessen Achse exzentrisch zur Achse 27 des Ritzels 40 angeordnet ist und das an seinem Außenumfang im Mittelteil 31 des Gehäuses 30 gelagert ist. Im Bereich beiderseits einer durch die Achse 27 des Ritzels 40 und die Achse des Hohlrades 41 aufgespannten Mittelebene 42 kämmen die beiden Zahnräder 40 und 41 miteinander, zwischen denen sich im Übrigen ein sichelförmiger Freiraum 43 befindet. Dieser Freiraum 43 ist etwa zur Hälfte durch ein zweiteiliges Füllstück 44 ausgefüllt, das an den Zähnen des Ritzels 40 und des Hohlrads 41 anliegt. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch bei füllstücklosen Innenzahnradmaschinen eingesetzt werden kann.An externally toothed pinion 40 is fixed within the pumping chamber 32 on the drive shaft 39 or made in one piece therewith. The pinion 40 is located within an internally toothed ring gear 41 whose axis is arranged eccentrically to the axis 27 of the pinion 40 and which is mounted on its outer periphery in the central part 31 of the housing 30. In the area on both sides of a spanned by the axis 27 of the pinion 40 and the axis of the ring gear 41 center plane 42 mesh the two gears 40 and 41 with each other, between which, moreover, a crescent-shaped space 43 is. This free space 43 is approximately half filled by a two-part filler 44, which rests against the teeth of the pinion 40 and the ring gear 41. It is understood, however, that the invention can also be used in filler-less internal gear machines.

Das Füllstück 44 ist über sich axial erstreckende Lagerkörper 26 an nicht näher gezeigten axialen Bolzen in dem Deckelteil 34 und in dem Lagerteil 23 drehbar gelagert. Die axiale Ausdehnung des Füllstückes 44 stimmt mit der axialen Ausdehnung der beiden Zahnräder 40 und 41 überein.The filler 44 is rotatably mounted on axially extending bearing body 26 to axial bolts not shown in detail in the cover part 34 and in the bearing part 23. The axial extent of the filler 44 is consistent with the axial extent of the two gears 40 and 41 match.

In die Pumpenkammer 32 mündet ein Saugkanal 46 und ein hier dazu senkrecht angeordneter Druckkanal 47, wobei der Durchmesser des Saugkanals 46 größer ist als der Durchmesser des Druckkanals 47.In the pumping chamber 32 opens a suction channel 46 and a thereto perpendicularly arranged pressure channel 47, wherein the diameter of the suction channel 46 is greater than the diameter of the pressure channel 47th

Die Pumpe nach den Figuren 1 bis 3 ist so aufgebaut, dass das Ritzel 40 im Betrieb, nach Figur 3 betrachtet, entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil) angetrieben werden muss. Auch das Hohlrad 41 dreht sich dann entgegen dem Uhrzeigersinn.The pump after the FIGS. 1 to 3 is constructed so that the pinion 40 in operation, after FIG. 3 viewed, counterclockwise (arrow) must be driven. The ring gear 41 then rotates counterclockwise.

In den Zahnlücken der Zahnräder 40 und 41 befindliche Hydraulikflüssigkeit wandert mit den Zahnlücken am Füllstück 44 entlang und gelangt in den Zahneingriffsbereich der beiden Zahnräder 40, 41. Dort wird die Hydraulikflüssigkeit durch nicht näher gezeigte Radialbohrungen des Hohlrades 41 hindurch in den Druckkanal 47 verdrängt. Durch nicht näher dargestellte Kanäle wird Hydraulikflüssigkeit aus dem Saugkanal 46 in den Freiraum 43 angesaugt. Außerdem wird Hydraulikflüssigkeit durch axiale Druckausgänge 77, 78, 79 in axial neben den Stirnflächen 24, 25 der Zahnräder 40, 41 anliegenden Dichtscheiben 55 hindurch in einen axialen Druckausgang 48 gefördert. Es versteht sich, dass anstelle der vorbeschriebenen Ausführung mit radialem Druckkanal 47 und axialem Druckausgang 48 auch alternativ nur ein radialer Druckkanal oder nur ein axialer Druckausgang vorgesehen sein kann. Es versteht sich ferner, dass der radiale Druckkanal 47 bzw. Druckausgang den Arbeitsanschluss der Innenzahnradpumpe 20 bilden kann und/oder dass der axiale Druckausgang 48 für die Ansteuerung von im Deckelteil 34 integrierten, hier nicht näher dargestellten Ventilen dienen kann.In the tooth gaps of the gears 40 and 41 located hydraulic fluid migrates along with the tooth gaps on the filler 44 and enters the tooth engagement region of the two gears 40, 41. There, the hydraulic fluid is displaced by not shown in detail radial bores of the ring gear 41 into the pressure channel 47. By not shown channels hydraulic fluid is sucked from the suction channel 46 into the free space 43. In addition, hydraulic fluid is conveyed through axial pressure exits 77, 78, 79 in axial adjacent to the end faces 24, 25 of the gears 40, 41 sealing washers 55 through into an axial pressure outlet 48. It is understood that instead of the above-described embodiment with radial pressure channel 47 and axial pressure outlet 48, alternatively only one radial pressure channel or only one axial pressure outlet can be provided. It is further understood that the radial pressure channel 47 or the pressure outlet can form the working connection of the internal gear pump 20 and / or that the axial pressure outlet 48 can serve for the control of valves integrated in the cover part 34, not shown here.

Für einen hohen Wirkungsgrad der Pumpe 20 ist eine gute axiale Abdichtung der Hochdruckseite der Pumpe 20 notwendig. Diese lässt sich durch einen Bereich der Pumpenkammer 32 abgrenzen, in dem sich das Füllstück 44 befindet und in dem im Anschluss an das Füllstück 44 die beiden Zahnräder 40, 41 allmählich immer weiter ineinander greifen.For a high efficiency of the pump 20, a good axial sealing of the high pressure side of the pump 20 is necessary. This can be delimited by a region of the pump chamber 32, in which the filler 44 is located and in which, following the filler 44, the two gears 40, 41 gradually interlock more and more.

Für eine gute Abdichtung zwischen den Zahnrädern 20 und 21 und dem Deckelteil 34 sowie dem Lagerteil 23, ist hier jeweils eine Dichtplatte 35 angeordnet, die von einem zwischen ihr und dem Deckelteil 34 bzw. dem Lagerteil 23 bestehenden Druckfeld 56 axial gegen die Zahnräder 20 und 21 gedrückt wird. Jede Dichtplatte 35 umgibt eng die Antriebswelle 39 und den in Figur 2 gezeigten Lagerkörper 26 des Füllstücks 44, der sich in axialer Richtung durch Bohrungen 57 der Dichtscheiben 55 hindurch erstreckt und ist dadurch in einer Ebene senkrecht zur Achse 27 der Antriebswelle 39 in ihrer Lage gesichert.For a good seal between the gears 20 and 21 and the cover part 34 and the bearing part 23, in each case a sealing plate 35 is arranged here, of a between her and the cover part 34 and the bearing part 23 existing pressure field 56 axially against the gears 20 and 21 is pressed. Each sealing plate 35 closely surrounds the drive shaft 39 and the in FIG. 2 shown bearing body 26 of the filler 44, which extends in the axial direction through holes 57 of the sealing discs 55 therethrough and is thereby secured in a plane perpendicular to the axis 27 of the drive shaft 39 in position.

Ein Druckfeld 56 wird durch eine Ausnehmung 45 in dem Deckelteil 34 bzw. in dem Lagerteil 23 gebildet, wobei die Ausnehmungen 45 mit ineinander übergehende Nuten 58 und 61 gebildet sind (Figuren 6 und 7. Das Druckfeld 56 hat, wie beispielsweise aus Figur 2 hervorgeht, eine halbsichelförmige Gestalt und erstreckt sich etwa ausgehend von den Anlenkstellen, wo der Füllstückstift 26 mit dem Füllstück 44 verbunden ist, bis nahe an die Mittelebene 42 heran.A pressure field 56 is formed by a recess 45 in the cover part 34 or in the bearing part 23, wherein the recesses 45 are formed with grooves 58 and 61 merging into one another ( FIGS. 6 and 7 , The pressure field 56 has, as for example FIG. 2 shows a semi-crescent shape and extends approximately starting from the articulation points where the Füllstückstift 26 is connected to the filler 44, close to the center plane 42 zoom.

Die durch Ausnehmungsränder 52 begrenzte halbsichelförmige Innenkontur der Ausnehmungen 45 (der Druckfelder 56) entspricht im wesentlichen der halbsichelförmigen Außenkontur 72 eines Stützrings 71, wie er insbesondere in Figur 8 gezeigt ist. Die Ausnehmung 45 ist durch eine an ihren Rändern 52 umlaufende Dichtanordnung zu einem Spalt 70 zwischen der Dichtscheibe 55 und dem Deckelteil 34 bzw. dem Lagerteil 23 hin abgedichtet. Im Bereich der Dichtanordnung weist die Ausnehmung 45 eine stets gleiche Tiefe 53 auf und ist durch einen hier planen Ausnehmungsgrund 51 axial sowie durch ihre dazu senkrecht verlaufenden Ränder 52 seitlich begrenzt. Der Übergang des Ausnehmungsgrundes 51 zu den Rändern 52 ist abgerundet gestaltet.The limited by Ausnehmungsränder 52 semi-crescent-shaped inner contour of the recesses 45 (the pressure fields 56) substantially corresponds to the semi-crescent-shaped outer contour 72 of a support ring 71, as in particular figure 8th is shown. The recess 45 is sealed by a circumferential at its edges 52 sealing arrangement to a gap 70 between the sealing washer 55 and the cover member 34 and the bearing member 23 through. In the area of the sealing arrangement, the recess 45 always has the same depth 53 and is bounded laterally by a recess 51 projecting here, as well as by its perpendicular edges 52. The transition of the Ausnehmungsgrundes 51 to the edges 52 is designed rounded.

In die Ausnehmung 45 ist eine elastomere Dichtung 64 eingelegt, die hier als Ringdichtung mit einem einen Kreisquerschnitt und demgemäß einen Durchmesser aufweisenden O-Ring ausgebildet ist. Diese Dichtung 64 stützt sich nach außen an den Rändern 52 der Ausnehmung 45 ab. Damit die Dichtung 64 nicht in die von dem Druckfeld 56 bzw. der Ausnehmung 45 ausgehenden Spalte 70 zwischen der Dichtscheibe 55 und dem Deckelteil 34 bzw. dem Lagerteil 23 hineinwandert, ist der Stützring 71 vorgesehen. Dieser besteht vorzugsweise aus Kunststoff und läuft um das Druckfeld 56 um, umschließt dieses also. Der Stützring 71 weist eine halbsichelförmige Außenkontur auf (Figur 8) und ist hier mit zwei Ring-Teilen 86 und 87 gestaltet, die durch einen Querverbindungssteg 85 abgeteilt sind. Der Querverbindungssteg 85 ist hier mit einem Kreisbogen 88 gestaltet. Der Stützring 71 ist auf seinem ganzen Umfang mit einem Stütz- und Dichtsteg 84 gebildet, der eine Spaltextrusion der Dichtung 64 in den Spalt 70 verhindert. Der Stütz- und Dichtsteg 84 weist eine rechteckförmige Gestalt und eine Höhe 96 auf.In the recess 45, an elastomeric seal 64 is inserted, which is designed here as a ring seal with a circular cross-section and accordingly having a diameter O-ring. This seal 64 is supported outwardly at the edges 52 of the recess 45. So that the seal 64 does not migrate into the column 70 extending from the pressure field 56 or the recess 45 between the sealing disk 55 and the cover part 34 or the bearing part 23, the support ring 71 is provided. This is preferably made of plastic and runs around the pressure field 56, so surrounds this. The support ring 71 has a semi-crescent-shaped outer contour ( FIG. 8 ) and is here designed with two ring parts 86 and 87, which are separated by a cross connecting web 85. The cross connecting web 85 is designed here with a circular arc 88. The support ring 71 is formed on its entire circumference with a support and sealing web 84, which prevents a gap extrusion of the seal 64 in the gap 70. The support and sealing web 84 has a rectangular shape and a height 96.

In dem Ring-Teil 87 des Stützrings 71 ist dieser nur als Stütz- und Dichtsteg 84 gestaltet. In diesem Bereich weist der Stütz- und Dichtsteg 84 einen rechteckigen Querschnitt auf (Figur 7). Im Unterschied dazu weist der Stützsteg 71 in seinem anderen Ring-Teil 86 einen als Ringsteg gestalteten Stützsteg 75 auf, der sich senkrecht zu dem Stütz- und Dichtsteg 84 und von den axialen Seitenflächen der Zahnräder 40, 41 weg erstreckt (Figuren 4 und 6). Der Stützring 71 ist in diesem Bereich mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden und die Dichtung 64 nach innen hintergreifenden sowie formschlüssig abstützenden, ringförmigen Stützsteg 75 gestaltet, der hier einstückig mit dem Stütz- und Dichtsteg 84 verbunden ist.In the ring part 87 of the support ring 71 this is designed only as a support and sealing web 84. In this area points the supporting and sealing web 84 has a rectangular cross-section (FIG. FIG. 7 ). In contrast, the support web 71 has in its other ring part 86 an annular web designed as a support web 75 which extends perpendicular to the support and sealing web 84 and from the axial side surfaces of the gears 40, 41 away ( FIGS. 4 and 6 ). The support ring 71 is designed in this area with an axially extending and the seal 64 inwardly engages behind and positively supporting, annular support rib 75 which is integrally connected here with the support and sealing web 84.

Der Stützsteg 75 weist ebenfalls eine halbsichelförmige Außenkontur auf (Figur 8). Die Höhe 99 des Stützsteges 75 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser bzw. die Höhe der Dichtung 64, so dass deren Abdichtfunktion nicht beeinträchtigt wird, dass jedoch zugleich eine ausreichende Abstützung der Dichtung 64 nach innen hin erreicht wird, d. h. in einer Richtung normal zu den die Ränder 52 der Ausnehmung 45 bildenden Randflächen, bzw. zum Zentrum des Druckfelds 56 hin.The support bar 75 also has a semi-crescent-shaped outer contour ( FIG. 8 ). The height 99 of the support web 75 is slightly smaller than the diameter or the height of the seal 64, so that their sealing function is not impaired, but at the same time sufficient support of the seal 64 is achieved inwardly, ie in a direction normal to the the edges 52 of the recess 45 forming edge surfaces, or to the center of the pressure field 56 out.

Die Höhe 97 des Stützsteges 75 ist gleich groß oder kleiner als die Tiefe 53 der Ausnehmung 45 bzw. des Druckfeldes 56. Der Stütz- und Dichtsteg 84 weist vorzugsweise eine Breite 100 auf, die größer ist als der Durchmesser bzw. die Breite der Dichtung 64, so dass die Dichtung 64 im wesentlichen nur oder ausschließlich zwischen dem Ausnehmungsgrund 51 der Ausnehmung 45 und der gegenüberliegenden Andrückfläche 66 des Stütz- und Dichtsteges 84 definiert mit Druckkräften beaufschlagt, wobei zum Zwecke einer seitlichen Verformungsmöglichkeit für die Dichtung 64 hierzu ausreichend Platz besteht. Der Übergang zwischen der zu der Dichtung 64 weisenden Andrückfläche 66 des Dichtsteges 84 zu den Abstützflächen 67 des Stützsteges 65 für die Dichtung 64 ist abgerundet gestaltet.The height 97 of the support web 75 is equal to or smaller than the depth 53 of the recess 45 and the pressure field 56. The support and sealing web 84 preferably has a width 100 which is greater than the diameter or the width of the seal 64th in that the seal 64 is subjected to compressive forces essentially only or exclusively between the recess bottom 51 of the recess 45 and the opposing pressure surface 66 of the support and sealing web 84, wherein there is sufficient space for the purpose of lateral deformation possibility for the seal 64. The transition between the seal to the 64th pointing pressing surface 66 of the sealing web 84 to the support surfaces 67 of the support web 65 for the seal 64 is rounded.

Der Stützring 71 ist hier vollumfänglich durchgehend, d. h. geschlossen ausgebildet. Es versteht sich jedoch, dass der Stützring auch wie in der DE 43 45 273 C2 "offen" , d. h. vorzugsweise mit zwei überlappenden Enden gestaltet sein kann.The support ring 71 is here completely continuous, ie formed closed. It is understood, however, that the support ring also as in the DE 43 45 273 C2 "open", ie preferably can be designed with two overlapping ends.

Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, umschließt der ringförmige Stützsteg 75 nur einen Teil 76 des Druckfeldes 56 in einem Bereich, in dem mehrere axiale Druckausgänge, hier in Form des Druckkanals 77 und der beiden Steuerbohrungen 78 und 79 in der Dichtscheibe 55 in das Druckfeld 56 münden. In diesem Bereich können bei der Erstinbetriebnahme und/oder beim Betrieb der Innenzahnradpumpe 20 hochdynamische Strömungsvorgänge mit entsprechenden Druckspitzen auftreten. Um in diesem Bereich ein Hineinziehen der Dichtung 64 in Richtung nach innen zu vermeiden, ist der um die Druckausgänge 77, 78, 79 umlaufende Stützring 75 zur Abstützung der Dichtung 64 nach innen hin vorgesehen.As in particular from FIG. 2 can be seen, the annular support rib 75 encloses only a portion 76 of the pressure field 56 in a region in which several axial pressure outputs, here in the form of the pressure channel 77 and the two control bores 78 and 79 in the sealing disc 55 in the pressure field 56 open. In this area, highly dynamic flow processes with corresponding pressure peaks can occur during initial startup and / or during operation of the internal gear pump 20. In order to avoid pulling the seal 64 inwards in this area, the support ring 75 running around the pressure exits 77, 78, 79 is provided to support the seal 64 inwards.

Im Unterschied dazu ist der Stützring 71 in einem Bereich, der sich an die Sichelspitze 74 anschließt, ohne Stützsteg bzw. stützstegfrei gestaltet, übernimmt dort also nur die Funktion eines Stütz- und Dichtsteges zur Vermeidung einer Spaltextrusion der Dichtung 64 nach außen durch den Spalt 70.In contrast, the support ring 71 is designed in a region which adjoins the sickle tip 74, without supporting web or support web free, so assumes there only the function of a support and sealing web to avoid a gap extrusion of the seal 64 to the outside through the gap 70th ,

Im Bereich der Sichelspitze 74 weist der Stützring 71 eine Breite 93 bzw. eine Querschnittsfläche auf, die gegenüber den Breiten 92 und 93 bzw. Querschnittsflächen der unmittelbar benachbarten Randbereiche 89, 90 des Stützringes 71 verringert ist, um in diesem Bereich eine ausreichende Elastizität des Stützringes 71 zu gewährleisten.In the area of the sickle tip 74, the support ring 71 has a width 93 or a cross-sectional area, which in relation to the widths 92 and 93 or cross-sectional areas of the immediately adjacent edge portions 89, 90 of the support ring 71 is reduced to ensure sufficient elasticity of the support ring 71 in this area.

Der Stützring 71 weist an seinem Innenumfang 94 hier acht nach innen ragende Materialanhäufungen in Form von jeweils halbrunden Noppen auf. Diese bilden Kraftangriffsstellen für nicht näher gezeigte Auswerferteile, beispielsweise eines Spritzgießwerkzeuges, das zur Herstellung des Stützringes 71 aus Kunststoff eingesetzt wird. Dadurch behindern etwaige Auswerfermarkierungen die Abdichtfunktion des Stützringes 71 nicht. Es versteht sich jedoch, dass der Stützring 71 auch aus Metall bestehen kann.The support ring 71 has on its inner circumference 94 here eight inwardly projecting accumulations of material in the form of each semicircular knobs. These form force application points for ejector parts, not shown in detail, for example, an injection mold, which is used for the production of the support ring 71 made of plastic. As a result, any ejector marks do not hinder the sealing function of the support ring 71. It is understood, however, that the support ring 71 may also be made of metal.

Claims (7)

1. Internal gear machine (pump or motor) with a multi-part housing (30), with two meshing gearwheels which are accommodated in the housing (30) and which are an externally toothed pinion (40) and an internally toothed internal gear (41) running together with the pinion (40), and with at least one sealing disc (55), which is arranged between axial end surfaces (24, 25) of the gearwheels (40, 41) and a housing part (23, 34) and which can be pressed by a high pressure at a pressure zone (56), which is formed at its side remote from the gearwheels (40, 41), against the side surfaces (24, 25) of the gearwheels (40, 41), from which a gap (70) present between the housing part (23, 34) and the sealing disc (55) emanates, and with a seal (64), which serves for the sealing gap (70) and encircles the pressure zone (56) and which on its side facing the gap (70) is supported by an encircling support ring (71), which is received in a recess (58) and which is formed with a support web (75) extending in axial direction and engaging inwardly, thus as considered in the direction of the centre of the pressure zone (56), behind the seal (64) as well as mechanically positively supporting the seal in the direction of the centre of the pressure zone (56), characterised in that the support web (75) encloses only a part (76) of the pressure zone (56), whilst another part (83) of the pressure zone (56) bounded by the support ring (71) is formed without a support web, and that the support ring (71) is subdivided by at least one transverse connecting web (85) into at least two ring parts (86, 87), of which at least one ring part (86) is formed with the support web (75) and of which at least one other ring part (87) is formed without a support web, thus support-web-free.
2. Internal gear machine according to claim 1, characterised in that the support web (75) is integrally connected with the support ring (71).
3. Internal gear machine according to claim 1 or 2, characterised in that the support web (75) is formed as a support-ring web.
4. Internal gear machine according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the transverse connecting web (85) of the support ring (71) is formed as a curve, preferably as an arc (88).
5. Internal gear machine according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the support ring (71), which has a semi-crescent-shaped outer profile, has in the region of its crescent point (74) a cross-sectional area reduced relative to adjacent edge regions (89, 90), particularly a reduced width (93).
6. Internal gear machine according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the support ring (71) has at the inner circumference (94) thereof inwardly protruding material enlargements (95) which form force action points for ejector parts of a tool, preferably an injection-moulding tool for producing the support ring (71).
7. Internal gear machine according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the support ring (71) is formed as an angle support ring with an L-shaped cross-section (73).

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