WO2004109110A1

WO2004109110A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: WO2004109110A1
Application number: PCT/DE2004/000986
Authority: WO
Inventors: David Ribaric
Original assignee: Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2004-12-16
Also published as: EP1629203A1; DE112004000064D2

Abstract

Zahnradpumpe, beispielsweise für Öl oder Kraftstoff, insbesondere Diesel-Vorförderpumpe, mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad ausgebildet sein kann und das Ritzel zum Hohlrad exzentrisch gelagert ist.

Description

Zahnradpumpe

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, beispielsweise für Öl- oder Kraftstoff, insbesondere eine Diesel-Vorförderpumpe, mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad ausgebildet sein kann und das Ritzel zum Hohlrad exzentrisch gelagert ist.

Derartige Zahnradpumpen sind bekannt. Bei den dort eingesetzten Spezialverzahnun- gen handelt es sich um Verzahnungen, die sehr empfindlich auf Achsversatz reagieren. Weicht der exzentrische Abstand der Achsen von Hohlrad und Ritzel leicht von seinem Sollwert ab (fertigungsbedingte Toleranzen), so wird das Dichten der Zahnflanken beim Verdrängen nicht mehr gewährleistet. Es tritt Leckage auf, und Druck und Fördervolumen fallen unter die geforderten Werte.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Verzahnung gegen den fertigungsbedingt unvermeidlichen Achsversatz unempfindlich zu gestalten.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Zahnradpumpe, beispielsweise für Öl oder Kraftstoff, insbesondere eine Diesel-Vorförderpumpe, mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad ausgebildet sein kann und das Ritzel zum Hohlrad exzentrisch gelagert ist, wobei die Zähne des ersten Zahnrades oder des zweiten Zahnrades mit einer Nut in der Zahnmitte, ausgehend vom Kopfkreisdurchmesser, ausgebildet sind. Diese Nut ermöglicht eine Verformung des Zahnrades dergestalt, dass die Flanken eines Zahnes zueinander ge- staucht werden können.

Bevorzugt wird eine Zahnradpumpe, bei welcher das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad mit den Zähnen mit einer Nut in der Zahnmitte aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise einem gleitmodifizierten PEEK, gefertigt ist. Das hat den Vorteil, dass das erste Zahnrad klein und leicht ausfällt. Auch stellt die Form des ersten Zahnrades mit den Zähnen mit der Nut in der Zahnmitte eine besonders kunststoffgerechte Konstruktion dar. Eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad mit Übermaß gefertigt ist. Das hat den Vorteil, dass das Zahnrad gegenüber dem Hohlrad bzw. dem Ritzel beim Einbau einen festen Sitz hat.

Bevorzugt wird auch eine Zahnradpumpe, bei welcher das zweite Zahnrad oder das erste Zahnrad, also das Gegenrad zum Kunststoffrad, vorzugsweise aus gesintertem Stahl gefertigt ist. Das hat z. B. beim Hohlrad den Vorteil, dass sowohl die Innen- als auch die Außenform des Hohlrades sehr frei gestaltbar ist.

Eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das Ritzel aus Kunststoff auf dem Exzenter unmittelbar, d.h. ohne Einsatz einer Gleitbuchse, gelagert ist. Der elastische Hochtemperaturkunststoff PEEK weist so gute tribologische Eigenschaften auf, dass der Einsatz einer Gleitbuchse nicht notwendig ist.

Weiterhin wird eine Zahnradpumpe bevorzugt, bei welcher die Verzahnung eine Zykloi- den-Verzahnung darstellt.

Auch wird eine Zahnradpumpe bevorzugt, bei welcher das erste und das zweite Zahn- rad als die Zahnräder einer Außenzahnradpumpe ausgebildet sind.

Die Erfindung wird nun an einem Beispiel anhand einer Figur beschrieben.

In der Figur ist in Aufsicht ein Ritzel 1 dargestellt, welches innerhalb eines Hohlrades 3 exzentrisch gelagert ist. Das Ritzel 1 ist dabei auf einer Exzenterwelle 5 angeordnet, welche um die Exzentrizität 7 gegenüber dem Mittelpunkt des Hohlrades 3 versetzt ist. Das Hohlrad 3 kann aus gesintertem Stahl hergestellt sein und damit eine beliebige Außenkontur 9 annehmen, welche z. B. der Außen kontur des Zahnradpumpengehäuses entsprechen kann. Öffnungen 11 innerhalb des Hohlradbauteiles 3 dienen zur Durchführung von Befestigungsmitteln wie z. B. Schrauben, mit denen eine vordere und hintere Abdeckung des Pumpenraumes montiert werden können, sowie zur Durchführung von Fluidleitungen. Das Ritzel 1 besitzt mehrere Zähne 13, welche mit einer Nut 15 in der Zahnmitte ausgebildet sind, wobei der Nutgrund 17 etwa vom Kopfkreisdurchmesser ausgeht. Taucht ein Ritzelzahn 13 beispielsweise in einen Hohlrad-Zahnzwi- schenraum 19, so können seine Flanken 21 im Hundertstel-mm-Bereich zueinander gestaucht werden. Die tatsächliche Stauchung hängt vom Achsversatz ab. Die Möglichkeit des Ritzelzahnes 13, sich durch diese Stauchung auf den Achsversatz einstellen zu können, erlaubt minimale Dichtspalte zwischen den Zahnflanken auch bei extremem Achsversatz, wie z. B. bei +/- 0,1 mm. Die Konstruktionsform des Ritzels 1 löst nicht nur die Aufgabenstellung, sondern stellt auch eine kunststoffgerechte Konstruktion mit ihren Abrundungen dar. Das Ritzel 1 ist klein und leicht und kann deshalb auch mit dem relativ teueren Werkstoff PEEK wirtschaftlich gefertigt werden. Die guten tribologischen Eigenschaften des gleitmodifizierten PEEKs erlauben auch eine Lagerung des Ritzels 1 auf dem Exzenter 5 ohne den Einsatz einer Gleitbuchse.

Somit führt die Erfindung zu einer achsversatz-unempfindlichen Verzahnung für bei- spielsweise eine Diesel-Vorförderpumpe, welche aus wenigen Einzelteilen besteht und auch bei hohen Temperaturen und niedrigen Drehzahlen einen guten volumetrischen Wirkungsgrad gewährleistet. Die Erfindung ist aber nicht nur auf Innenzahnradpumpen beschränkt. So ist es ebenso denkbar, dass das erste und zweite Zahnrad zu einer Au- ßenzahnradpumpe gehören.

Claims

Patentansprüche

1. Zahnradpumpe, beispielsweise für Öl oder Kraftstoff, insbesondere Diesel-Vorförderpumpe, mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad als Ritzel (1) und das zweite Zahnrad als Hohlrad (3) ausgebildet sein kann und das Ritzel (1) zum Hohlrad (3) exzentrisch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (13) des ersten Zahnrades oder des zweiten Zahnrades mit einer Nut (15) in der Zahnmitte, ausgehend vom Kopfkreisdurchmesser, ausgebildet sind.

2. Zahnradpumpenach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad mit den Zähnen (13) mit einer Nut (15) in der Zahnmitte aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise aus einem gleitmodifizierten PEEK, gefertigt ist.

3. Zahnradpumpe, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad mit Übermaß gefertigt ist.

4. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad oder das erste Zahnrad, also das Gegenrad zum Kunststoffrad, vorzugsweise aus gesintertem Stahl gefertigt ist.

5. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel auf dem Exzenter unmittelbar, d.h. ohne Einsatz einer Gleitlagerbuchse, gelagert ist.

6. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung eine Zykloiden-Verzahnung darstellt.

7. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Zahnrad als die Zahnräder einer Außen- zahnradpumpe ausgebildet sind.