DE10109769A1 - Füllstücklose Innenzahnradpumpe - Google Patents
Füllstücklose InnenzahnradpumpeInfo
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
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Abstract
Eine füllstücklose Innenzahnradpumpe mit einem Gehäuse (1), einem in einer Ausnehmung (13) des Gehäuses quer zu seiner Achse bewegbar, jedoch undrehbar aufgenommenen Lagerring (5), einem in dem Lagerring umlaufend gelagerten innenverzahnten Hohlrad (3) und einem in dem Gehäuse drehbar gelagerten, mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel (2), dessen Zähne durch einen vollen Eingriff in Zahnlücken des Hohlrads einerseits, und einen Dichtkontakt mit den Zahnköpfen des Hohlrads in einem dem Zahnlückeneingriff annähernd diametral gegenüberliegenden eingriffsfreien Hohlradbereich andererseits, einen Saugraum und einen Druckraum in den Verzahnungen definieren. Die innere Umfangsfläche der den Lagerring (5) aufnehmenden Gehäuseausnehmung (13) verläuft koaxial zu dem Ritzel (2) und der exzentrisch zu der Ritzelachse (15) liegende Lagerring ist relativ zu der Gehäuseausnehmung um eine zu deren Achse parallele Schwenkachse (22, 23) derart schwenkbar, daß der Dichtkontakt zwischen den Zahnköpfen von Ritzel (2) und Hohlrad (3) aufrechterhalten bleibt. Die die Lagerfläche für das Hohlrad (3) bildende innere Umfangsfläche des Lagerrings (5) verläuft koaxial zu dessen äußerer Umfangsfläche (20) und der Schwenkweg des Lagerrings ist durch einen ihn durchsetzenden oder in dem sichelförmigen Spalt (21) angeordneten Stift (25) oder durch eine vorspringende Stufe in diesem Spalt auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Eine Innenzahnradmaschine dieser Art ist bekannt (US-A 30 34 446). Darin ist die innere
Umfangsfläche der Ausnehmung des Gehäuses, in welcher die Einheit
Ritzel/Hohlrad/Lagerring aufgenommen ist, zylindrisch und koaxial zu den beiden
Lagerbohrungen für das Ritzel und mithin zu diesem selbst ausgebildet. Da das Hohlrad
exzentrisch zu dem Ritzel gelagert sein muß, liegt auch die innere Umfangsfläche des
Lagerrings, die die Lagerfläche für das Hohlrad bildet, exzentrisch zur Ritzelachse. Die
äußere Umfangsfläche des Lagerrings hingegen ist exzentrisch zu dieser Lagerfläche, nämlich
koaxial mit der Ritzelwelle ausgebildet, sodaß der Lagerring insgesamt mit geringem
Radialspiel schwenkbar in der Gehäuseausnehmung aufgenommen ist. Saugraum und
Druckraum zwischen Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad sind jeweils eingegrenzt durch
an den Stirnflächen von Ritzel und Hohlrad dichtend anliegende Gehäuseeinsätze, von denen
einer auf ein Außengewinde der Ritzelwelle und der andere in ein Innengewinde des
Gehäuses auf bzw. eingeschraubt ist.
Fertigungstechnisch ist diese Gestaltung des Gehäuses, der Gehäuseeinsätze und des
Lagerrings mit zueinander exzentrischen Umfangsflächen aufwendig, weil die Einhaltung der
insbesondere bei höheren Betriebsdrücken nötigen großen Präzision bei der Herstellung sehr
aufwendig ist.
Es sind auch fühlstücklose Innenzahnradpumpen mit einem schwenkbaren Lagerring für das
Hohlrad bekannt, dessen Lagerfläche und äußere Umfangsfläche konzentrisch zueinander
sind und der mit geringem Radialspiel in der Gehäuseausnehmung aufgenommen ist
(EP-A 848 165). Diese Gestaltung des Lagering bringt es aber mit sich, daß die innere
Umfangsfläche der Gehäuseausnehmung koaxial zu der Hohlradachse liegt und folglich
exzentrisch zu der Lagerung der Ritzelwelle. Die Berücksichtigung dieses Achsenversatzes in
den die Lagerung der Ritzelwelle enthaltenden getrennten Gehäuseteilen ist
fertigungstechnisch ebenfalls aufwendig.
Im eingriffsfreien Bereich der Verzahnungen, wo nur die Zahnköpfe miteinander in Kontakt
stehen, ist bei Zahnradmaschinen dieser Art wegen der geringen Kontaktfläche die Belastung
und damit der Verschleiß relativ am größten. Wenn es sich - wie bei den
Ausführungsbeispielen der EP-A 848 165 - bei der Verzahnung von Ritzel und Hohlrad
zudem um eine Evolventenverzahnung handelt, stehen deren Zähne nur im Bereich des vollen
Eingriffs mit ihren Flanken und im eingriffsfreien Bereich mit ihren Zahnköpfen in einem
gegenseitigen Dichtkontakt. Im übrigen Teil von Saugraum und Druckraum entfernen sich die
Zähne voneinander so weit, daß über Saugraum und Druckraum jeweils im wesentlichen
gleicher Druck herrscht, und nähern sich erst im eintrittsfreien Bereich wieder einander an zur
Herstellung des Dichtkontakts zwischen den Zahnköpfen. Die im Druckraum herrschenden
hydraulischen Druckkräfte wirken dabei so, daß ihre Resultierende in Bezug auf die
Schwenkachse des Lagerrings ein Schwenkmoment an diesem erzeugt, durch welches dessen
dem eingriffsfreien Bereich zugeordneter Abschnitt zusammen mit dem Hohlrad radial zur
Ritzelachse hin gedrückt wird. Dadurch laufen die Köpfe der sich im eingriffsfreien Bereich
einander annähernden Zähne aufeinander auf, wobei sie einem kombinierten Wälz- und
Gleitvorgang unterliegen, der Verschleiß zur Folge hat. Daher ist es wünschenswert, den
Dichtkontakt auf ein notwendiges aber hinreichendes Maß zu begrenzen, bei dem der
vorstehend geschilderte Verschleiß minimal ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Fertigungskosten des Gehäuses sowie des Lagerrings
zu senken, ohne Gefahr zu laufen, daß der Zahnkopfverschleiß durch die abdichtende Anlage
der Zahnköpfe aneinander im eingriffsfreien Bereich der Verzahnungen übermäßig wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch
1.
Dadurch, daß die die Einheit Ritzel/Hohlrad/Lagerring aufnehmende Gehäuseausnehmung
konzentrisch bzw. koaxial zu dem Ritzel und dessen Lagerbohrungen verläuft, können die
entsprechenden Flächen in einer Aufspannung durch Drehoperationen sehr wirtschaftlich
hergestellt werden. Dies gilt auch für den Lagerring, dessen Lagerfläche zu der äußeren
Umfangsfläche konzentrisch ausgebildet ist. Infolge der notwendigen Exzentrizität zwischen
Ritzel und Hohlrad entsteht bei dieser Gestaltung allerdings ein ungleichmäßiger, nämlich
sichelförmig zunehmender Radialspalt zwischen dem Lagerring und der
Gehäuseausnehmung. Insbesondere an Innenzahnradmaschinen der hier besprochenen Art,
bei denen die Verzahnungen von Ritzel und Hohlrad Evolventenverzahnungen sind, stehen
die Zähne im Unterschied zu Trochoidverzahnungen nicht während der ganzen Umdrehung in
Dichtkontakt miteinander, sondern laufen nach dem vollen Eingriff zunächst auseinander und
erst im eingriffsfreien Bereich der Verzahnungen setzen die Zahnköpfe einiger Zähne sich mit
dem notwendigen Dichtkontakt aneinander. Daher besteht die Gefahr eines übermäßigen
Verschleißes der Zahnköpfe und damit einer verringerten Lebensdauer der Maschine, wenn
durch das auf den Lagerring wirkende Schwenkmoment druckproportional die Zahnköpfe
übermäßig aneinander gedrückt werden. Erfindungsgemäß wird das dadurch verhindert, daß
durch eine Begrenzung des Schwenkweges des Lagerrings auf einen vorbestimmten Wert die
Andrückkraft der Zahnköpfe aneinander in Grenzen gehalten werden kann.
Für die Begrenzung des Schwenkwegs stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung:
Nach einer Ausführungsform kann in dem Lagerring eine etwa parallel zu dessen Achsrichtung verlaufende Bohrung vorgesehen sein, durch welche mit einem den Schwenkweg bestimmenden Spiel ein im Gehäuse befestigter Stift hindurchragt. Dieser Stift kann als Biegefeder ausgebildet sein, die im drucklosen Zustand der Innenzahnradpumpe den Lagerring in Schwenkrichtung drückt, jedoch nach ihrer Entlastung durch die überwiegenden hydraulischen Druckkräfte den Lagerring an einer weiteren Schwenkung hindert oder behindert.
Nach einer Ausführungsform kann in dem Lagerring eine etwa parallel zu dessen Achsrichtung verlaufende Bohrung vorgesehen sein, durch welche mit einem den Schwenkweg bestimmenden Spiel ein im Gehäuse befestigter Stift hindurchragt. Dieser Stift kann als Biegefeder ausgebildet sein, die im drucklosen Zustand der Innenzahnradpumpe den Lagerring in Schwenkrichtung drückt, jedoch nach ihrer Entlastung durch die überwiegenden hydraulischen Druckkräfte den Lagerring an einer weiteren Schwenkung hindert oder behindert.
Nach einer anderen Ausführungsform kann in den sichelförmigen Radialspalt zwischen
Lagerring und Gehäuseausnehmung von deren Boden ein Anschlagstift vorspringen, an
welchem der Lagerring nach einem bestimmten Schwenkweg anschlägt. Am genauesten läßt
sich hierbei der Schwenkweg von vornherein festlegen, wenn dieser Stift etwa um etwa 90°
bezüglich der Schwenkachse des Lagerring versetzt angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführung kann der Schwenkweg des Lagerrings durch eine Stufe begrenzt
sein, die in den sichelförmigen Radialspalt zwischen Lagerring und Gehäusewand axial
vorspringt und im Zuge der Präzisionsbearbeitung des Ausnehmungsbodens mittels
Fräswerkzeug hergestellt werden kann. Da dieser Boden zur dichtenden Anlage der
Stirnseiten von Ritzel und Hohlrad bzw. entsprechender Axialplatten daran zentrisch zur
Hohlradachse ausgearbeitet wird, erhält die genannte Stufe eine dem sichelförmigen
Radialspalt entsprechende Kontur.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus
den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Stirnansicht der Einheit Ritzel/Hohlrad/Lagerring als Schnitt längs der Linie
C-C in Fig. 2;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 als Einzelheit in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1,
wobei die Axialplatten weggelassen sind;
Fig. 4 eine zu Fig. 1 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie D-D in Fig. 4;
Fig. 6 eine zu Fig. 1 analoge Darstellung einer dritten Ausführungsform und
Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie E-E in Fig. 6.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Innenzahnradpumpe umfaßt ein im Ganzen mit 1
bezeichnetes Gehäuse, das aus einem topfförmigen Gehäuseteil 11 und einem an dessen
Stirnseite befestigten, ebenfalls topfförmigen Gehäusedeckel 12 aufgebaut ist. Das Gehäuse 1
enthält nicht gezeigte Saug- und Druckkanäle, die in üblicher Weise die Förderflüssigkeit zur
Innenzahnradpumpe und aus dieser heraus leiten.
In dem Gehäuse 1 ist über nicht näher bezeichnete Gleitlager eine Ritzelwelle 14 mit einer
Drehachse 15 drehbar gelagert und weist an dem in Fig. 2 rechten Ende einen Kuppelteil 16
zum Eingriff in die Antriebswelle eines nicht gezeigten Antriebsmotors auf. Auf der
Ritzelwelle 14 ist ein Ritzel 2 einstückig ausgebildet, das mit einem Hohlrad 3 kämmt. Das
Hohlrad 3 ist an seinem Außenumfang zu einem Laufring 4 verbreitert und in einem
Lagerring 5 drehbar gelagert, der in einer Gehäuseausnehmung 13 aufgenommen ist. In den
Lagerring 5 ist eine Lagerbüchse 6 aus einem Lagermetall eingepreßt. An den Stirnflächen
des Gehäuseteils 11 und des Deckels 12 einerseits und an den Stirnflächen von Ritzel 2 und
Hohlrad 3 andererseits liegen abdichtend Axialplatten 8 an, welche innerhalb der
Verzahnungen von Ritzel 2 und Hohlrad 3 den dicht abgeschlossenen Saug- und Druckraum
axial begrenzen und diese durch jeweils einen nicht gezeigten Durchbruch mit dem Saugkanal
bzw. dem Druckkanal verbinden.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind das Ritzel 2 und das Hohlrad 3 relativ zueinander mit einer
Exzentrizität e gelagert. Dieser Abstand zwischen der Ritzelachse 15 und der Hohlradachse
18 entspricht der theoretischen Verzahnungsgeometrie von Ritzel und Hohlrad und setzt
spielfreies Abwälzen bzw. Gleiten der Verzahnungen aneinander voraus. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel sind die Zahnflanken der Verzahnungen jeweils als Evolventenkurven
ausgebildet, d. h. es liegt eine Evolventenverzahnung vor, wobei die Zahnköpfe zur Erzielung
eines stoßfreien Auflaufens aufeinander im eingriffsfreien Bereich und zum Zweck der
Abdichtung gerundet sind. Die Zähnezahl des Hohlrads 3 unterscheidet sich von derjenigen
des Ritzels 2 um 1.
Die Verzahnungen kämmen in einer Weise miteinander, daß in Fig. 1 unten die Zähne des
Ritzels 2 voll in die Zahnlücken des Hohlrads 3 eingreifen und an den Zahnflanken dichtend
anliegen, während sie auf der gegenüber liegenden, in Fig. 1 oberen Seite ganz aus den
Zahnlücken des Hohlrads 3 ausgetreten sind. In diesem eingriffsfreien Hohlradbereich stützen
sich mehrere der Zahnköpfe (in dem Ausführungsbeispiel jeweils drei Zahnköpfe)
nacheinander im Verlauf der Umdrehung aufeinander ab und trennen dadurch den Saugraum
von dem Druckraum in den Verzahnungen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die den Lagerring 5 aufnehmende
Gehäuseausnehmung 13 und die Außenfläche 17 des Gehäuseteils 11 mit den Radien R1 bzw.
R2 konzentrisch zur Ritzelachse 15 bearbeitet. Die Lagerfläche 19 und die äußere
Umfangsfläche 20 des Lagernngs 5 hingegen liegen beide konzentrisch zur Hohlradachse 18,
woraus sich ergibt, daß die äußere Umfangsfläche 20 des Lagerrings 5 mit ihrem Radius R3
ihrerseits exzentrisch zu der Gehäuseausnehmung 13 ist und mit dieser einen sichelförmigen
Radialspalt 21 bildet.
Die Wand der Ausnehmung 13 wird teilweise von einem Lagerstift 22 durchsetzt, der in den
Boden dieser Ausnehmung eingepreßt ist. Mit der über die Wand überstehenden, weitgehend
halbzylindrischen Teil-Umfangsfläche des Lagerstifts 22 ragt dieser in eine Axialnut 23 des
Lagerrings 5, die dem kreiszylindrischen Querschnitt des Lagerstifts 22 angepaßt ist. Dieser
Lagerstift bildet für den Lagerring 5 eine zu den Achsen von Ritzel 2 und Hohlrad 3 parallele
Schwenkachse, um welche der Lagerring 5 in der Ausnehmung 13 schwenkbar ist. Wie aus
Fig. 1 hervorgeht, liegt diese Schwenkachse etwa um 80° in der durch Pfeil angedeuteten
Drehrichtung versetzt gegenüber dem Scheitel des eingriffsfreien Bereichs, in dem zwei
Zahnköpfe einander genau gegenüber liegen.
Etwa um den gleichen Betrag entgegen der Drehrichtung versetzt weist der Lagerring 5 eine
zu den Drehachsen 15 und 18 parallel gerichtete Durchgangsbohrung 24 auf, durch welche
sich ein als Stabfeder ausgebildeter Stift 25 hindurch erstreckt (Fig. 3). Die Bohrung 24 ist von
beiden Enden her jeweils zu einer Schulter abgesetzt, sodaß dadurch in Längsmitte der
Bohrung ein Ringvorsprung 26 geschaffen ist. Die Bohrung 24 mündet beidendig jeweils im
Bereich einer Ausnehmung 28 in der Gehäuse- bzw. Deckelwandung, die einen sich konisch
verjüngenden Boden 30 aufweist, der wiederum in eine Gehäusebohrung 32 zur Abstützung
der Stabfeder 25 übergeht. Die beiden Gehäusebohrungen 32 fluchten in diesem
Ausführungsbeispiel miteinander und liegen bezüglich der Bohrung 24 radial zur Ritzelachse
15 hin versetzt. Daraus ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte Biegevorspannung der Stabfeder 25,
die mit ihrer Längsmitte an dem Anlagevorsprung 26 anliegt und folglich den Lagerring 5 mit
einer zur Ritzelachse 15 hin gerichteten Federkraft belastet. Im übrigen verläuft die Stabfeder
in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand kontaktfrei durch die Bohrung 24 und die
Gehäuseausnehmungen 28. In den Gehäusebohrungen 32 sind die Abstützenden der Stabfeder
25 fixiert; diese durchsetzt den von dem Anlagevorsprung 26 gebildeten Teil der Bohrung 24
mit einem dem Betrag nach vorbestimmten Spiel, dessen Bedeutung weiter unten erläutert ist.
Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende:
Bei Drehung des Ritzels 2 in der durch Pfeil gezeigten Drehrichtung wird Fördermedium durch den Saugkanal in den Saugraum (in Fig. 1 links von der Linie A-A) zwischen den Verzahnungen von Ritzel 2 und Hohlrad 3 eingefördert. Aus dem Druckraum (in Fig. 1 rechts von der Linie A-A) wird das Fördermedium mit erhöhtem Druck durch den Druckkanal gedrückt. Da es sich im Ausführungsbeispiel bei der Verzahnung von Ritzel und Hohlrad um eine Evolventenverzahnung handelt, stehen deren Zähne nur im Bereich des vollen Eingriffs mit ihren Flanken und im eingriffsfreien Bereich mit ihren Zahnköpfen in einem gegenseitigen Dichtkontakt. Im übrigen Teil von Saugraum und Druckraum entfernen sich die Zähne voneinander so weit, daß über Saugraum und Druckraum jeweils im wesentlichen gleicher Druck herrscht, und nähern sich im eintrittsfreien Bereich wieder einander an zur Herstellung des Dichtkontakts zwischen den Zahnköpfen.
Bei Drehung des Ritzels 2 in der durch Pfeil gezeigten Drehrichtung wird Fördermedium durch den Saugkanal in den Saugraum (in Fig. 1 links von der Linie A-A) zwischen den Verzahnungen von Ritzel 2 und Hohlrad 3 eingefördert. Aus dem Druckraum (in Fig. 1 rechts von der Linie A-A) wird das Fördermedium mit erhöhtem Druck durch den Druckkanal gedrückt. Da es sich im Ausführungsbeispiel bei der Verzahnung von Ritzel und Hohlrad um eine Evolventenverzahnung handelt, stehen deren Zähne nur im Bereich des vollen Eingriffs mit ihren Flanken und im eingriffsfreien Bereich mit ihren Zahnköpfen in einem gegenseitigen Dichtkontakt. Im übrigen Teil von Saugraum und Druckraum entfernen sich die Zähne voneinander so weit, daß über Saugraum und Druckraum jeweils im wesentlichen gleicher Druck herrscht, und nähern sich im eintrittsfreien Bereich wieder einander an zur Herstellung des Dichtkontakts zwischen den Zahnköpfen.
Die im Druckraum herrschenden, hydraulischen Druckkräfte wirken so, daß ihre Resultierende
in Bezug auf die Schwenkachse 22 ein Schwenkmoment an dem Lagerring 5 erzeugt, durch
welches dieser, genauer: sein dem eingriffsfreien Bereich zugeordneter Abschnitt, zusammen
mit dem Hohlrad 3 radial zur Ritzelachse 15 hin gedrückt wird. Dadurch laufen die Köpfe der
sich im eingriffsfreien Bereich einander annähernden Zähne aufeinander auf, wobei sie einem
kombinierten Wälz- und Gleitvorgang unterliegen, der einen Verschleiß zur Folge hat.
Während dieses Vorgangs werden sie druckproportional in gegenseitigem Dichtkontakt
gehalten. Da diese Funktion aus der eingangs genannten EP-A 848 165 bekannt ist, bedarf es
hierzu keiner näheren Erläuterung.
Die vorgespannte Stabfeder 25 erzeugt im drucklosen Zustand, d. h. außerhalb des Betriebs
der Innenzahnradpumpe und in deren Anlaufphase, etwa in gleicher Richtung wie die
Druckkräfte ein Schwenkmoment an dem Lagerring 5 und sorgt dadurch unabhängig von dem
Auftreten der hydraulischen Druckkräfte sowohl für eine richtige gegenseitige Zu- und
Anordnung der Verzahnungen als auch für den erforderlichen Dichtkontakt im eingriffsfreien
Bereich. Es ist jedoch wünschenswert, den Dichtkontakt gerade auf das notwendige Maß zu
begrenzen, bei dem der vorstehend geschilderte Verschleiß minimal ist. Deshalb ist die
Vorspannung der Stabfeder 25 so gewählt, daß im Betriebszustand der Innenzahnradpumpe
die hydraulischen Druckkräfte allein für den Dichtkontakt sorgen und die Stabfeder 25
entlastet und unter Aufbrauchen des Spiels in dem ringförmigen Anlagevorsprung 26 an
dessen gegenüber liegenden Seite anliegt. In dieser Lage wirkt die Stabfeder begrenzend auf
eine weitere Schwenkung des Lagerring 5 ein und entlastet damit die Zahnköpfe von einem
weitergehenden Anpreßdruck.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der vorgehenden
dadurch, daß anstelle der Stabfeder 25 in den Boden der Gehäuseausnehmung 13 zwei
Anschlagstifte 35 eingepreßt sind und axial in den sichelförmigen Ringspalt 21 ragen, von
denen einer etwa um 70° und der andere etwa um 170° in der durch Pfeil angegebenen
Drehrichtung gegenüber der Schwenkachse 22 versetzt ist. Die Dicke der Anschlagstifte 35
und ihre Position sind in Bezug auf die örtliche Breite des Ringspalts 21 so abgestimmt, daß
sich bei einseitiger Anlage des Lagerring 5 an der Gehäusewand ein vorbestimmter Abstand
zu dessen Umfangsfläche 20 ergibt, der den begrenzten Schwenkweg des Lagerrings 5
definiert.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und 7 weist als Schwenkwegbegrenzung für den
Lagerring 5 eine axial in den Ringspalt 21 vorspringende Stufe 45 auf, die mit dem Radius R4
konzentrisch zu der Hohlradachse verläuft und deren Kontur an den sichelförmigen Ringspalt
angeglichen ist. Der zwischen der Stufe 45 und der Außenfläche 20 des Lagerrings 5
vorhandene Ringspalt 46 bestimmt bei einseitiger Anlage des Lagerrings 5 an der der Stufe 45
diametral gegenüber liegenden Gehäusewand dessen Gesamt-Schwenkweg.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 bis 7 ist der Lagerring 5 allein durch
hydraulische Druckkräfte und dem davon erzeugten Schwenkmoment um die Schwenkachse
22 beaufschlagt, um den Dichtkontakt der Zahnköpfe im eintrittsfreien Bereich aufrecht zu
erhalten. Er kommt im Zuge der Schwenkbewegung an den Anschlagstiften 35 bzw. an der
Stufe 45 zur Anlage, die dann einen Teil des Schwenkmoments übernehmen und dadurch die
Zahnköpfe von einem stärkeren Anpreßdruck entlasten. Außerdem verhindert diese Anlage
ein Abheben des Lagerrings 5 von der Schwenkachse 22 und ein daraus resultierendes
Durchdrehen des Lagerrings. Auch bei diesen Ausführungsformen kann zusätzlich eine
Stabfeder der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen sein, die entweder auch mit zur
Begrenzung des Schwenkwegs des Lagerrings beiträgt oder nur im vorgespannten Zustand für
den Dichtkontakt der Zahnköpfe im drucklosen Zustand der Pumpe sorgt.
Claims (9)
1. Füllstücklose Innenzahnradpumpe mit einem Gehäuse (1), einem in einer
Ausnehmung (13) des Gehäuses quer zu seiner Achse bewegbar, jedoch undrehbar
aufgenommenen Lagerring (5), einem in dem Lagerring umlaufend gelagerten,
innenverzahnten Hohlrad (3) und einem in dem Gehäuse drehbar gelagerten, mit dem
Hohlrad kämmenden Ritzel (2), dessen Zähne durch einen vollen Eingriff in
Zahnlücken des Hohlrads einerseits und einen Dichtkontakt mit den Zahnköpfen des
Hohlrads in einem dem Zahnlückeneingriff annähernd diametral gegenüberliegenden,
eingriffsfreien Hohlradbereich andererseits einen Saugraum und einen Druckraum in
den Verzahnungen definieren, wobei die innere Umfangsfläche der den Lagerring (5)
aufnehmenden Gehäuseausnehmung (13) koaxial zu dem Ritzel (2) verläuft und der
exzentrisch zu der Ritzelachse (15) liegende Lagerring relativ zu der
Gehäuseausnehmung um eine zu deren Achse parallele Schwenkachse (22, 23) derart
schwenkbar ist, daß der Dichtkontakt zwischen den Zahnköpfen von Ritzel (2) und
Hohlrad (3) aufrecht erhalten bleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die die Lagerfläche (19) für das Hohlrad (3) bildende, innere Umfangsfläche des
Lagerrings (5) koaxial zu dessen äußerer Umfangsfläche (20) verläuft und der
Schwenkweg des Lagerrings auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt ist.
2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwenkweg durch einen Stift (25) begrenzt ist, der mit vorbestimmtem Spiel eine
in dem Lagerring (25) etwa in dessen Achsrichtung verlaufende Bohrung durchsetzt
und sich an dem Gehäuse abstützt.
3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stift (25) eine Stabfeder ist, die im drucklosen Zustand der Innenzahnradpumpe
den Lagerring derart belastet, daß ein Dichtkontakt zwischen den Zahnköpfen von
Ritzel und Hohlrad im eingriffsfreien Bereich der Verzahnungen besteht.
4. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwenkweg durch mindestens einen Anschlagstift (35) begrenzt ist, der in dem
sichelförmigen Spalt (21) zwischen der äußeren Umfangsfläche (20) des Lagerrings
und der inneren Umfangsfläche der Gehäuseausnehmung (13) angeordnet ist.
5. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Anschlagstift achsparallel zur Ritzelachse in dem Boden der Gehäuseausnehmung
befestigt ist.
6. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Anschlagstift etwa um 90° gegenüber der Schwenkachse (22) des Lagerrings
versetzt angeordnet ist.
7. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Anschlagstifte vorgesehen sind, die um gleiche Winkel versetzt zu beiden Seiten
des Druckraum-Scheitelpunkts angeordnet sind.
8. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwenkweg durch eine von dem Boden der Gehäuseausnehmung (13) in den
Spalt (21) zwischen dem Lagerring und der Gehäuseausnehmung axial vorspringende
Stufe (45) begrenzt ist.
9. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontur der Stufe dem Spalt angepaßt ist und die Stufe einen Ringspalt (46) mit der
äußeren Umfangsfläche (20) des Lagerrings bildet.
Priority Applications (6)
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