(19)
(11)EP 1 701 038 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
07.03.2012  Patentblatt  2012/10

(21)Anmeldenummer: 05026417.5

(22)Anmeldetag:  03.12.2005
(51)Int. Kl.: 
F04C 2/10  (2006.01)
F04C 15/00  (2006.01)

(54)

Innenzahnradmaschine

Internal gear pump

Pompe à engrenages internes


(84)Benannte Vertragsstaaten:
DE FR IT

(30)Priorität: 02.02.2005 DE 102005004657

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
13.09.2006  Patentblatt  2006/37

(73)Patentinhaber: ECKERLE INDUSTRIE-ELEKTRONIK GmbH
76316 Malsch (DE)

(72)Erfinder:
  • Pippes, Reinhard
    75015 Bretten-Sprantal (DE)

(74)Vertreter: Geitz Truckenmüller Lucht 
Kirchheimer Strasse 60
70619 Stuttgart
70619 Stuttgart (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
WO-A1-97/20145
DE-A1-102004 016 440
DE-A1- 10 059 059
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] 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.

    [0002] 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.

    [0003] 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.

    [0004] 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.

    [0005] 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.

    [0006] Statt eines Kolbenrings mit separater Dichtung kann auch ein abdichtendes, dreieck- bzw. trapezförmiges Gummiformteil vorgesehen sein, das mit einem abgewinkelten Blechteil kraftschlüssig armiert ist.

    [0007] 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.

    [0008] 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.

    [0009] 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.

    [0010] 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.

    [0011] 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.

    [0012] 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.

    [0013] 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.

    [0014] 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.

    [0015] 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.

    [0016] 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.

    [0017] 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.

    [0018] 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.

    [0019] 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.

    [0020] 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.

    [0021] 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.

    [0022] 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.

    [0023] Weitere Vorteile, Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmbar, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben wird.

    [0024] 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.


    [0025] 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.

    [0026] 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.

    [0027] 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.

    [0028] 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.

    [0029] 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.

    [0030] 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.

    [0031] 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.

    [0032] 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.

    [0033] 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.

    [0034] 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.

    [0035] 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.

    [0036] 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.

    [0037] 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.

    [0038] 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.

    [0039] 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.

    [0040] 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.

    [0041] 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.

    [0042] 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.

    [0043] 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.

    [0044] 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.


    Ansprüche

    1. Innenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit einem mehrteiligen Gehäuse (30), mit zwei in dem Gehäuse (30) untergebrachten kämmenden Zahnrädern, bei denen es sich um ein außenverzahntes Ritzel (40) und ein mit dem Ritzel (40) mitlaufendes innenverzahntes Hohlrad (41) handelt, und mit wenigstens einer zwischen axialen Seitenflächen (24, 25) der Zahnräder (40, 41) und einem Gehäuseteil (23, 34) angeordneten Dichtscheibe (55), die durch ein an ihrer den Zahnrädern (40, 41) abgewandten Seite ausgebildetes Druckfeld (56) mit Hochdruck beaufschlagbar an den Seitenflächen (24, 25) der Zahnräder (40, 41) andrückbar ist, von dem ein zwischen dem Gehäuseteil (23, 34) und der Dichtscheibe (55) befindlicher Spalt (70) ausgeht, und mit einer der Abdichtung des Spalts (70) dienenden, um das Druckfeld (56) umlaufenden Dichtung (64), die auf ihrer dem Spalt (70) zugewandten Seite durch einen umlaufenden, in einer Ausnehmung (58) aufgenommenen Stützring (71) abgestützt ist, der mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden und die Dichtung (64) nach innen, also in Richtung des Zentrums des Druckfelds (56) betrachtet hintergreifenden sowie in Richtung des Zentrums des Druckfelds (56) formschlüssig abstützenden Stützsteg (75) gestaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stützsteg (75) nur einen Teil (76) des Druckfelds (56) umschließt, während ein anderer Teil (83) des durch den Stützring (71) begrenzten Druckfelds (56) ohne Stützsteg gestaltet ist und dass der Stützring (71) durch wenigstens einen Querverbindungssteg (85) in wenigstens zwei Ring-Teile (86, 87) unterteilt ist, von denen wenigstens ein Ring-Teil (86) mit dem Stützsteg (75) gestaltet ist und von denen wenigstens ein anderer Ring-Teil (87) ohne Stützsteg, also stützstegfrei ausgebildet ist.
     
    2. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützsteg (75) einstückig mit dem Stützring (71) verbunden ist.
     
    3. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützsteg (75) als Stützringsteg gestaltet ist.
     
    4. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbindungssteg (85) des Stützrings (71) als Bogen, vorzugsweise als Kreisbogen (88), gestaltet ist.
     
    5. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine halbsichelförmige Außenkontur aufweisende Stützring (71) im Bereich seiner Sichelspitze (74) eine gegenüber benachbarten Randbereichen (89, 90) verringerte Querschnittsfläche, insbesondere eine verringerte Breite (93), aufweist.
     
    6. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (71) an seinem Innenumfang (94) nach innen ragende Materialanhäufungen (95) aufweist, die Kraftangriffsstellen für Auswerferteile eines Werkzeugs, vorzugsweise eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung des Stützrings (71), bilden.
     
    7. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (71) als Winkelstützring mit einem L-förmigen Querschnitt (73) gestaltet ist.
     


    Claims

    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).
     


    Revendications

    1. Machine à engrenages internes (pompe ou moteur), comportant un carter (30) en plusieurs parties, comportant deux roues dentées engrenant l'une dans l'autre et logées dans le carter (30), l'une étant un pignon (40) à denture extérieure et l'autre étant une couronne (41) à denture intérieure entraînée en rotation avec ledit pignon (40), et comportant au moins un disque d'étanchéité (55), qui est agencé entre des faces latérales (24, 25) axiales des roues dentées (40, 41) et une partie (23, 34) du carter et qui peut être pressé contre les faces latérales (24, 25) des roues dentées (40, 41) en étant sollicité par une pression élevée par l'intermédiaire d'une zone de pression (56), qui est réalisée sur la face du disque d'étanchéité opposée aux roues dentées (40, 41) et à partir de laquelle une fente (70) s'étend entre la partie (23, 34) du carter et le disque d'étanchéité (55), et comportant un joint d'étanchéité (64), qui s'étend tout autour de la zone de pression (56) et sert à étancher la fente (70) et qui, sur sa face orientée vers la fente (70), prend appui sur une bague d'appui (71) périphérique logée dans un évidement (58), laquelle est configurée avec une branche de support (75) orientée dans la direction axiale et enserrant par l'arrière le joint d'étanchéité (64) vers l'intérieur, c'est-à-dire vers le centre de la zone de pression (56), et le supportant par conjugaison de forme vers le centre de la zone de pression (56),
    caractérisée en ce que
    la branche de support (75) entoure seulement une partie (76) de la zone de pression (56), alors qu'une autre partie (83) de la zone de pression (56) délimitée par la bague d'appui (71) est réalisée sans branche de support, et en ce que la bague d'appui (71) est divisée par au moins une traverse de jonction (85) en au moins deux parties (86, 87), parmi lesquelles au moins une partie (86) est réalisée avec la branche de support (75) et au moins une autre partie (87) est réalisée sans branche de support, donc exempte de branche de support.
     
    2. Machine à engrenages internes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la branche de support (75) est reliée d'un seul tenant avec la bague d'appui (71).
     
    3. Machine à engrenages internes selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la branche de support (75) est réalisée sous forme de branche de support annulaire.
     
    4. Machine à engrenages internes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la traverse de jonction (85) de la bague d'appui (71) est réalisée en forme d'arc, de préférence en forme d'arc de cercle (88).
     
    5. Machine à engrenages internes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la bague d'appui (71), munie d'un contour extérieur en forme de demi-croissant, possède dans la zone de son sommet (74), une surface de section transversale diminuée par rapport aux zones de bordure (89, 90) adjacentes, en particulier une largeur (93) diminuée.
     
    6. Machine à engrenages internes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la bague d'appui (71) comporte, sur son pourtour intérieur (94), des accumulations de matière (95) en saillie vers l'intérieur, formant les zones d'application de force pour les éjecteurs d'un moule, de préférence d'un moule de moulage par injection pour la réalisation de la bague d'appui (71).
     
    7. Machine à engrenages internes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la bague d'appui (71) est configurée sous la forme d'une bague d'appui angulaire avec une section transversale (73) en forme de L.
     




    Zeichnung












    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente