Innenzahnradpumpe für Hydraulikflüssigkeit

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Diese Pumpe ist bekannt durch die DE-OS 34 48 253 (PP-1372).

[0002] Dabei ist das Innenrad in der Ausnehmung eines Rotors zur Pumpenachse exzentrisch gelagert. Der Rotor wiederum ist drehbar in dem durch das Außenrad gebildeten Raum gelagert und ist mit der Pumpenwelle, die dem Antrieb des Rotors dient, fest verbunden. Als Einlaß weist die bekannte Pumpe einen in einer Stirnwand liegenden kreiszylindrischen Einlaßraum sowie ein in dem Rotor angeordnetes Kanalsystem auf, welche mit dem kreiszylindrischen Einsatzraum kämmt und dauernd in leitender Verbindung steht.

[0003] Diese Ausgestaltung ist nur dann zweckmäßig, wenn der gesamte durch den Kopfkreis des Außenrades umschriebene Innenraum, soweit er außerhalb des Eingriffsbereichs der Verzahnung liegt, durch den Rotor ausgefüllt wird.

[0004] Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradpumpe mit exzentrisch umlaufendem Innenrad so auszugestalten, daß die durch den Umlauf des Innenrades und der Druckzone entstehenden, umlaufenden Kräfte sich auf die Antriebswelle nicht auswirken und nicht zu einer Ausbiegung der Welle und einer Verkantung des Innenrades führen.

[0005] Hierbei wird der ringförmige Einlaßraum durch das umlaufende Rad so überdeckt, daß die Eingriffszone auf der Druckseite keine Verbindung zum Einlaß hat.
Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

[0006] Dabei ergibt sich als besonderer Vorteil, daß statische Überbestimmungen in der Lagerung der Pumpenwelle und der von ihr angetriebenen Teile vermieden werden. Insbesondere kann die Ausbiegung der Pumpenwelle nicht zu einer Verkantung des Innenrades und damit zur Undichtigkeit der Pumpe und Herabsetzung ihres Wirkungsgrades führen. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere dann aus, wenn die Pumpenwelle auch zum Antrieb weiterer Maschinenteile dient und/oder wenn über den Antrieb der Pumpenwelle Querkräfte in die Pumpenwelle eingebracht werden, die zu Fluchtungsfehlern führen können.

[0007] Aus FR-A-2350469 ist es bekannt, den Rotor einer Drehkolbenpumpe auf einem gehäusefesten Zapfen unabhängig von der Antriebswelle zu lagern, wobei der Rotor durch Mitnehmer der Antriebswelle direkt angetrieben wird.

[0008] Die Lösung nach Anspruch 2 dient dem weiteren Zweck, statische Überbestimmungen zu vermeiden, da hierbei das Innenrad hinsichtlich seiner momentanen Drehachse nicht durch das Außenrad formschlüssig festgelegt wird.

[0009] Die Lösung nach Anspruch 3 erzielt eine gute Kühlung und Schmierung des Exzenters, der durch die Gleitlagerungen innen und außen wärme- und verschleißbelastet ist.

[0010] Vorteilhafterweise wird die Pumpe mit Saugdrosselung betrieben, bei der der Einlaß gedrosselt und im Auslaß für jede durch die Verzahnung gebildete Zelle ein gesondertes Auslaßventil vorgesehen ist. Eine solche Pumpe hat den Vorteil, daß die Förderung nur im unteren Drehzahlbereich drehzahlabhängig ist, im oberen Drehzahlbereich jedoch konstant bleibt.

[0011] Eine Lösung für die Lage der Einlaßdrosselung ergibt sich alternativ aus den Ansprüche 4 oder 5. Die Lösung nach Anspruch 5 bringt den Vorteil, daß die Außendichtungen der Pumpe nicht druckbelastet sind. Ein Unterdruck entsteht erst beim Einlaß in die Pumpe.

[0012] Der besondere Vorteil der Bauweise nach dieser Erfindung ergibt sich beim Einsatz als Hydraulikpumpe für den hydraulischen Wandler bzw. die hydraulische Kupplung eines automatischen Kraftfahrzeuggetriebes. Hierbei wird die Pumpe nach der Erfindung in ihrer Auslegung und Zentrierung unabhängig von der Auslegung und Zentrierung des hydraulischen Wandlers bzw. der hydraulischen Kupplung. Bei der Lösung nach Anspruch 6 können sich die Belastungen des Pumpen- und Turbinenrades des hydraulischen Wandlers nicht auf die Hydraulikpumpe auswirken.

[0013] Eine weitere Verbesserung der Kühlung und Schmierung des Exzenters ergibt sich durch Anspruch 7.

[0014] Bei der Ausführung nach Anspruch 8 wird erreicht, daß sich die Druckkräfte, die an dem Innenrad und an dem Exzenter angreifen, sowie die Kraft, mit der der Kupplungslappen der Antriebswelle in dem Exzenter angreift, im wesentlichen kompensieren und parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierzu liegt die Mitnehmertasche des Exzenters hinter der durch die Pumpenachse gehenden Symmetrieebene. Die in Drehrichtung weisende radiale Begrenzungswand der Mitnehmertasche liegt im wesentlichen parallel zu der Sekante des Innenrades, welche die Druckzone am Innenrad begrenzt.

[0015] Die Parallelanmeldung EP 91113737 (veröffentlicht als EP-A-475109) hat ebenfalls Ansprüche, die teilweise den Gegenstand des vorliegenden Patents umfassen.

[0016] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1

einen Axialschnitt,

Fig. 2

einen Radialschnitt durch die Pumpe,

Fig. 3

einen Radialschnitt (schematisch) durch einen hydraulischen Wandler mit einer Hydraulikpumpe;

Fig. 4

eine Teilansicht der Pumpe bei geöffnetem Deckel 3.

[0017] Das Pumpengehäuse wird gebildet durch den Pumpenmantel 1 und die Stirnplatten 2 und 3, die aufeinandergeschichtet sind.

[0018] Der Gehäusemantel 1 weist einen kreiszylindrischen Innenraum auf, in dessen zylindrischen Innenmantel eine umlaufende Nut 4 eingestochen ist. Auf den seitlich stehen bleibenden Stegen 5 ist das Außenrad 6 befestigt. Das gesamte Paket aus Gehäusemantel 1, Stirnplatten 2 und 3 sowie Außenrad 6 wird durch eine Verschraubung 7 zusammengehalten. Die Verschraubung 7 durchdringt mit Löchern 8 das Außenrad im Bereich der Zahnköpfe.

[0019] Das Außenrad weist eine Innenverzahnung auf. Der Innenraum der Pumpe wird also durch die Innenverzahnung mit Kopfkreis 9 des Außenrades umschrieben. In der Stirnplatte 3 ist ein Zapfen 10 mit einem Ende fest eingefügt. Das andere Ende des Zapfens 10 ragt in den Innenraum der Pumpe. Auf dem Zapfen 10 ist ein Exzenter 11 frei drehbar gelagert. Die axiale Breite des Exzenters entspricht im wesentlichen der axialen Breite des Gehäusemantels 1 und des Außenrades 6. Der Exzenter besitzt einen kreiszylindrischen Außenumfang, dessen Mittelachse bei 12 angedeutet ist und der mit der Exzentrizität E um die Achse 13 des Zapfens 10 umläuft. Auf dem Exzenter 11 ist das Innenrad 14 frei drehbar gelagert. Das Innenrad 14 weist eine Außenverzahnung auf. Die Exzentrizität E des Exzenters und die Außenverzahnung des Innenrades sind so dimensioniert und die Verzahnungen sind so ausgeführt, daß die Außenverzahnung des Innenrades mit der Innenverzahnung des Außenrades kämmt.
Daher schneiden sich die Kopfkreise 9 und 15 der Verzahnung in den umlaufenden Schnittpunkten 21 und 22. Auf dem Innenumfang des Kopfkreises 9 des Außenrades entstehen dadurch zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 einerseits auf der Seite der Achse 13, in die die Exzentrizität E weist, der umlaufende Eingriffsbereich und andererseits auf der Seite der Achse 13, die von der Exzentrizität abgewandt ist, der umlaufende Innen-Sichelraum 23 der Pumpe.

[0020] Die Verzahnung ist so ausgeführt, daß die Zähne des Außen- und Innenrades zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 der Kopfkreise 9 und 15 mit ihren Flanken in dichtendem Eingriff sind. Es entstehen daher zwischen den Schnittpunkten 21 und 22 im Eingriffsbereich mehrere Zahnzellen, die durch Berührung ihrer Flanken zueinander und zu dem von der Exzentrizität abgewandten Innensichelraum 23 abgedichtet sind.

[0021] Zum Antrieb der Pumpe dient die Antriebswelle 16. Die Antriebswelle 16 ist konzentrisch zur Mittelachse 13 des Zapfens 10 in der anderen Stirnplatte 2 drehbar gelagert und schließt mit ihrem Ende im wesentlichen bündig mit der Innenseite der Pumpenkammer ab. Dort bildet die Welle 16 eine Stirnfläche, an der exzentrisch ein Kupplungslappen 17 befestigt ist. Dieser Kupplungslappen 17 ragt axial in eine Mitnehmertasche 18, die in die benachbarte Stirnfläche des Exzenters 11 im Bereich der Exzentrizität eingebracht ist.

[0022] Als Einlaß besitzt die Pumpe einen im wesentlichen radialen Einlaßkanal 19 in der Stirnplatte 3. Der Einlaßkanal mündet in einen Verteilerraum 20 ein, der den Zapfen 10 konzentrisch umgibt. Der Verteilerraum ist als kreiszylindrische Ausnehmung der Stirnfläche der Stirnplatte ausgebildet, die den Pumpenraum begrenzt. Ihr Radius ist kleiner als der Radius Fi des Fußkreises des Innenrades.

[0023] In der Stirnfläche der gegenüberliegenden Stirnplatte 2 ist eine weitere kreiszylindrische Ausnehmung konzentrisch zu der Achse 13 eingebracht. Diese Ausnehmung dient als Einlaßkammer 28. Der Verteilerraum 20 und die Einlaßkammer 28 sind durch Kanäle, welche den Exzenter axial durchdringen, miteinander verbunden. Diese Kanäle sind vorzugsweise als Nuten der Innenbohrung des Exzenters ausgebildet und dienen der Schmierung des Gleitlagers des Exzenters auf dem Zapfen 10 wie auch der Kühlung des Exzenters 11. Als ein solcher Kanal dient die Mitnehmertasche 18, die deshalb den Exzenter 11 axial durchdringt und mit ihrer äußeren Kante auf einem Radius umläuft, der etwas größer ist als der Radius der Welle. Es können auch mehrere solcher Kanäle vorgesehen sein. Aus Fig. 2 ergeben sich zwei weitere solcher Schmierkanäle 29 und 30 im Gleitlagerbereich des Innenrades, die in Umfangsrichtung des Mantels des Exzenters 11 jeweils um 60° versetzt sind. Entsprechende Kanäle können auch in der Innenbohrung des Exzenters angelegt sein, so daß durch den in diesen Kanälen 29, 30 und in der Mitnehmertasche 18 fließenden Ölstrom eine symmetrische Verteilung des Öls und gleichzeitig hydrodynamische Abstützung des Exzenters bewirkt wird. Dabei kommt diesen Ölströmen aber insbesondere auch die Funktion der Kühlung des Exzenters zu. Diese Funktion der Kühlung ist deswegen von besonderer Wichtigkeit, weil der Exzenter selbst in seiner Innenbohrung drehbar gelagert ist und auf seinem Außenmantel als drehbare Lagerung des Innenrades dient.

[0024] Der Außenradius R der Einlaßkammer 28, bezogen auf die Achse 13 des Zapfens 10, hat sich erfindungsgemäß in bestimmten Grenzen zu halten, die später noch erörtert werden. Die Dimensionierung des Außenradius R der Einlaßkammer 28 ist so, daß der Fußkreis Fi des Innenrades bzw. die von diesem Fußkreis umschriebene Kreisfläche die Einlaßkammer 28 mit Ausnahme einer sichelförmigen Einlaßfläche 27 überdeckt. Die Einlaßfläche wird teilweise auch von den Seiten der Zähne des Innenrades überdeckt. Die Einlaßfläche 27 läuft auf der der Exzentrizität abgewandten Seite des Innenraums mit um.

[0025] Durch die erfindungsgemäße Dimensionierung des Außenradius R der Einlaßkammer 28 einerseits und des Fußkreises Fi des Innenrades andererseits wird erreicht, daß die sichelförmige Einlaßfläche 27 niemals von einer der geschlossenen Zahnzellen des Eingriffsbereiches überdeckt wird. Dadurch wird ein Totweg dieser Zahnzellen im Druckbereich vermieden und der hydraulische Wirkungsgrad verbessert.

[0026] Der Auslaßkanal 24 liegt radial im Gehäusemantel 2 und ist mit der Umfangsnut 4 des Gehäusemantels verbunden. Diese Umfangsnut wird nach innen durch den Außenumfang des Außenrades begrenzt und bildet eine Außenkammer.

[0027] Das Außenrad weist im Bereich jeder Zahnlücke mindestens eine Auslaßbohrung 25 auf. In Fig. 1 ist gezeigt, daß in axialer Richtung pro Zahnlücke jeweils zwei Auslaßbohrungen 25.1 und 25.2 nebeneinander liegen. Dabei sind die Auslaßbohrungen jeweils in parallelen Radialebenen angeordnet. Jede Radialebene wird überdeckt von einem elastischen Ventilring 26.1 und 26.2, der die sämtlichen Auslaßbohrungen einer Normalebene überdeckt und dabei in einer Axialebene durchtrennt ist. Das eine Ende ist z.B. durch einen Niet festgehalten, das andere Ende ist frei beweglich. Diese Ventilringe 26.1, 26.2 dienen als Rückschlagventile für jede der Auslaßbohrungen.

[0028] Zur Funktion:
Die Antriebswelle 16 wird mit Drehrichtung 31 angetrieben. Dabei greift der Kupplungslappen 17 in die Mitnehmertasche 18 des Exzenters ein und nimmt den Exzenter mit. Das Außenrad 6 führt dadurch eine taumelnde Bewegung im Innenraum der Pumpe aus, wobei es sich infolge des Eingriffs seiner Verzahnung mit der Verzahnung des Außenrades mit Drehrichtung 32 dreht. Dabei bildet es mit der Verzahnung des Außenrades in dem Eingriffsbereich zwischen den Schnittpunkten 21, 22 der beiden Kopfkreise mehrere Zahnzellen, die sich fortlaufend vergrößern und verkleinern. In dem nachlaufenden Bereich vergrößern sich die Zellen, bis sie sich öffnen und mit dem mit Öl gefüllten Innensichelraum 23 in Verbindung kommen. Auf der vorlaufenden Seite des Innenrades verkleinern sich die Zellen. Hier wird also das Öl unter Druck gesetzt. Wenn der Druck in einer Zelle den in der Umfangsnut 4 herrschenden Systemdruck übersteigt, werden dort die Ventilringe 26.1 und 26.2 von den Auslaßbohrungen 25.1, 25.2 infolge der Druckdifferenz abgehoben, so daß das Öl aus der Zelle ausgestoßen werden kann.

[0029] Infolge des auf der Einlaßseite entstehenden Unterdrucks wird Öl aus der Einlaßkammer 28 durch die Verbindungskanäle 29, 30 sowie durch die Mitnehmertasche 18 über den Außenumfang des Zapfens 10 aus dem Verteilerraum 20 und Einlaßkanal 19 angesaugt. Im Bereich der Gleitlagerung des Exzenters 11 entsteht hierdurch ein guter Schmierfilm, der gleichzeitig zur Schmierung und zur hydrodynamischen Abstützung dient.
Der Außendurchmesser der Einlaßkammer 28 ist nun so dimensioniert, daß die Zellen auf der Druckseite keine Verbindung mit der Einlaßkammer 28 haben. Vielmehr wird die Einlaßkammer im Druckbereich von der Stirnfläche des Innenrades, d.h. von der durch den Fußkreis eingeschlossenen Fläche und den Zahnköpfen umschriebenen Fläche überdeckt. Daher darf die Weite der sichelförmigen Einlaßfläche 27, die außen durch die Umfangsfläche der Einlaßkammer 28 und innen durch den Fußkreis des Innenrades begrenzt wird, nur um eine Teilung größer sein als die Weite des sichelförmigen Innenraumes 23, welcher durch die beiden Fußkreise begrenzt wird. Die Weite dieser sichelförmigen Räume und der Teilung wird dabei jeweils als Zentriwinkel um die zentrische Achse 13 der Pumpe gemessen.

[0030] Die Pumpe ist vorzugsweise auch als sauggedrosselte Pumpe verwendbar. In diesem Falle weist der Einlaßkanal 19 eine Drossel 33 auf. Infolge dieser Drossel kann nur eine zeitlich begrenzte Ölmenge angesaugt werden. Diese zeitlich begrenzte Ansaugmenge reicht nur bis zu einer bestimmten Drehzahl zur vollständigen Füllung der Pumpe aus. Nur bis zu dieser Drehzahl ist daher die Fördermenge der Pumpe proportional zur Drehzahl. Bei Erhöhung der Drehzahl erfolgt keine weitere Steigerung der Fördermenge. Daher ist die Erhöhung der Drehzahl auch nicht mit einer erhöhten Leistungsaufnahme verbunden. Die Pumpe ist daher insbesondere für Verbraucher in Kraftfahrzeugen geeignet, die einen Ölbedarf haben, der nicht von der stark schwankenden Motordrehzahl abhängig ist.

[0031] In Fig. 3 ist schematisch ein hydraulischer Wandler mit einer integrierten Hydraulikpumpe nach dieser Erfindung gezeigt. Ein solcher hydraulischer Wandler ist z. B. in dem Buch "Dubbel", Taschenbuch des Maschinenbaus, S. 904/905, 14. Aufl., beschrieben. Das Pumpenrad 34 wird von der Pumpenwelle 35 angetrieben. Der Abtrieb erfolgt über Turbinenrad 36 und Turbinenwelle 37. Zwischengeschaltet ist das Leitrad 38, das auf dem Leitradzapfen 10 drehbar gelagert ist. Das Pumpenrad 34 ist mit einer hohlzylindrischen Antriebswelle 16 verbunden, die den Leitradzapfen 10 konzentrisch umgibt. Der Leitradzapfen 10 ist in dem Wandlergehäuse 39 befestigt.

[0032] Die Hydraulikpumpe ist in eine Ausnehmung des Wandlergehäuses 39 eingepaßt. Sie besteht aus Stirnplatte 2 und 3 und dem dazwischen durch Verschraubung 7 befestigten Außenrad 6. Auf dem Leitradzapfen 10 ist der Exzenter 11 frei drehbar mittels Gleitlagerung gelagert. Auf dem Exzenter 11 ist das Innenrad 14 frei drehbar gelagert. Der Exzenter 11 besitzt eine achsparallele Ausnehmung (Mitnehmertasche 18), in die ein Kupplungslappen 17 der Antriebswelle 16 eingreift. Zwischen der Stirnplatte 3 und der Antriebswelle 16 befindet sich eine Dichtung 40. Durch diese Dichtung 40 wird die zuvor beschriebene Einlaßkammer 28 abgegrenzt. Diese kreiszylindrische Einlaßkammer 28 ist so ausgelegt, daß sie den Fußkreis des Innenrades 14 im Einlaßbereich nur so geringfügig überragt, daß sich die für die Saugdrosselregelung erforderliche Drosselung unmittelbar an dem Innenrad ergibt. Das hat wiederum zur Folge, daß die Einlaßkammer 28 unter Atmosphärendruck steht, so daß die Dichtung 40 nicht druckbelastet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Exzenters 11 ist im Deckel 3 der kreiszylindrische Verteilerraum 20 gebildet. Im übrigen wird auf die vorangegangene Beschreibung der Pumpe Bezug genommen.

[0033] Aus Fig. 4 ergibt sich eine weitere Einzelheit zum Antrieb des Exzenters. Gezeigt ist eine Teilansicht der Pumpe bei geöffnetem Deckel 3. Die Darstellung ist schematisch. Auf dem Zapfen 10 ist der Exzenter 11 frei drehbar gelagert. Auf dem Exzenter 11 ist das Innenrad 14 frei drehbar gelagert. Die Verzahnung des Innenrades kämmt mit der Verzahnung des Außenrades 6. Auf dem Außenumfang des Außenrades wird ein Druckraum 4 gebildet. Die Auslaßkanäle der durch die Verzahnung gebildeten Druckzelle verbinden jede zwischen zwei Zähnen des Außenrades gebildeten Zelle mit dem Druckraum 4. Als Rückschlagventil dient ein Ventilring 26, der den Außenumfang umgibt. Der Druckraum 4 ist nach außen durch das Wandlergehäuse 39 begrenzt. Der Druckraum 4 weist einen weiterführenden Auslaßkanal 29 auf.

[0034] Bezogen auf Fig. 3 und Fig. 1 wird darauf hingewiesen, daß beidseits des Exzenters einerseits der Verteilerraum 20 und andererseits die Einlaßkammer 28 liegen. In Fig. 4 sind nun kreiszylindrische Kanäle 29 dargestellt, die den Exzenter durchdringen und die Einlaßkammer 28 mit dem Verteilerraum 20 verbinden. Dieser Verbindung dient weiterhin die mit rechteckigem Querschnitt ausgeführte Mitnehmertasche 18, die ebenfalls den Exzenter axial durchdringt. In die Mitnehmertasche 18 greift der Kupplungslappen 17 der Antriebswelle 16 (nicht zu sehen) ein. Die Mitnehmertasche 18 ist, in Drehrichtung 31 des Exzenters gesehen, hinter der Symmetrieebene 41 des Exzenters angeordnet. Als Symmetrieebene wird hier die Axialebene des Exzenters bezeichnet, in der sowohl der Drehmittelpunkt des Exzenters, nämlich die Pumpenachse 13, als auch der Kreismittelpunkt 42 des Exzenters liegen. Die Mitnehmertasche 18 ist so gelegt, daß die Vortriebskraft, die der Kupplungslappen 17 auf die radiale Begrenzungswand der Mitnehmertasche 18 ausübt, im wesentlichen parallel läuft zu der Resultierenden der Druckkräfte, die sich auf das Innenrad und den Exzenter auswirken. Dabei ist zu berücksichtigen, daß es sich hier um eine sauggedrosselte Pumpe handelt. Der ungünstigste Belastungsfall liegt bei dieser Pumpe im unteren Drehzahlbereich, in dem sämtliche, in der Verzahnung gebildeten, abgeschlossenen Zellen mit Öl gefüllt und daher in der Druckzone einem Druck unterworfen sind. Die vordere radiale Begrenzungswand der Mitnehmertasche 18 liegt daher im wesentlichen parallel zu der Sekante, welche Beginn und Ende der Druckzone schneidet. Der Beginn der Druckzone liegt in der Symmetrieebene 41 und das Ende der Druckzone liegt dort, wo sich die Kopfkreise des Innenrades und des Außenrades schneiden, d. h. dort, wo der letzte Zahneingriff von Innenrad und Außenrad stattfindet. Dies ist bei der sauggedrosselten Pumpe vorzugsweise im Schnittpunkt der Kopfkreise der Fall.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

[0035] 

1

Gehäusemantel, Pumpenmantel

2

Stirnplatte

3

Stirnplatte

4

Nut, Druckraum

5

Stege

6

Außenrad

7

Verschraubung

8

Löcher

9

Kopfkreis

10

Zapfen, Leitradzapfen

11

Exzenter

12

Mittelachse

13

Achse

14

Innenrad

15

Kopfkreis

16

Antriebswelle

17

Kupplungslappen

18

Mitnehmertasche

19

Einlaßkanal

20

Verteilerraum

21

Schnittpunkt

22

Schnittpunkt

23

Innensichelraum

24

Auslaßkanal

25.1

Auslaßbohrung

25.2

Auslaßbohrung

26.1

Ventilring

26.2

Ventilring

27

Einlaßfläche

28

Einlaßkammer

29

Schmierkanal, Verbindungskanal

30

Schmierkanal, Verbindungskanal

31

Drehrichtung

32

Drehrichtung

33

Drossel

34

Pumpenrad

35

Pumpenwelle

36

Turbinenrad

37

Turbinenwelle

38

Leitrad

39

Wandlergehäuse

40

Dichtung

Ansprüche

1. Innenzahnradpumpe für Hydraulikflüssigkeit,
bei der das Außenrad mit Innenverzahnung stationär ist und einen geschlossenen Innenraum bildet,
bei der das kleinere Innenrad mit Außenverzahnung mit dem Außenrad kämmt und auf einem Exzenter frei drehbar gelagert ist
und bei der der Exzenter (11) um die zum Außenrad (6) konzentrische Pumpenachse (13) und durch die dazu ebenfalls konzentrische Antriebswelle (16) drehbar angetrieben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Exzenter (11) auf einem im Gehäuse fest stehenden und auskragend gelagerten, zur Pumpenachse (13) konzentrischen Zapfen (10) frei drehbar gelagert ist und durch eine Kupplung (17), (18) mit der Antriebswelle (16) drehfest verbunden ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenz der Zähnezahl von Außenrad (6) und Innenrad (14) mindestens 2 beträgt.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einlaß eine in der Stirnwand angeordnete, zum Außenrad konzentrische, kreiszylindrische Einlaßkammer (28) aufweist, deren Außenradius kleiner ist als die Summe von Exzentrizität und Radius des Fußkreises des Innenrades (14) und größer ist als die Differenz zwischen dem Radius des Fußkreises des Innenrades und der Exzentrizität,
daß das Innenrad (14) die Einlaßkammer (28) teilweise überdeckt und eine umlaufende, sichelförmige Einlaßfläche (27) freiläßt, die sich über einen an der Pumpenachse (13) gemessenen Zentriwinkel erstreckt, der kleiner ist als die Summe aus Teilungswinkel und dem an der Pumpenachse (13) gemessenen Zentriwinkel des umlaufenden Innen-Sichelraums (23), der auf der von der Exzentrizität abgewandten Seite definiert wird durch die Kopfkreise.

4. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einlaßkanal (19) eine Drossel (33) aufweist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verteilerraum (28) kreisringförmig und konzentrisch zur Pumpenachse ausgelegt ist und einen Radius hat, der geringfügig größer ist als die Differenz zwischen Fußkreisradius des Innenrades und Exzentrizität und mit den durch die Verzahnung gebildeten Zellen lediglich drosselnd verbunden ist.

6. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Exzenter auf dem Zapfen (10) des Leitrades eines hydraulischen Wandlers drehbar gelagert ist und mit der Pumpenantriebswelle des hydraulischen Wandlers drehfest gekuppelt ist.

7. Pumpe nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Exzenter (11) einerseits an der Einlaßkammer (28) und andererseits an einem kreiszylindrischen Verteilerraum (20) anliegt, welcher Verteilerraum mit dem Einlaßkanal (19) verbunden ist und einen Außenradius hat, der kleiner ist als der Fußkreisradius des Innenradius,
und daß die Verteilerkammer und die Einlaßkammer durch achsparallele Kanäle (19, 29, 30) verbunden sind, die den Exzenter durchdringen und vorzugsweise in die Gleitlagerung des Exzenters auf dem Zapfen und/oder in die Gleitlagerung des Innenrades auf dem Exzenter in Form von axialen Nuten eingebracht sind, wobei auch die zur Kupplung mit der Antriebswelle dienende Mitnehmertasche (18) als ein solcher Kanal dienen kann.

8. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebswelle (16) mit dem Exzenter (11) durch einen axialen Kupplungslappen (17) verbunden ist, der in eine Mitnehmertasche (18) des Exzenters eingreift, und daß die Mitnehmertasche (18) bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle hinter der Symmetrieebene des Exzenters, d.h. die Axialebene, in der sowohl die Pumpenachse (13) als auch der Kreismittelpunkt des Exzenters liegen angeordnet ist, und zwar derart, daß sich die Anlagekraft des Kupplungslappens in der Mitnehmertasche und die Resultierende der Druckkräfte im wesentlichen kompensieren.

Claims

1. Internal gear pump for hydraulic fluid,
wherein the external gear with internal toothing is stationary and forms a closed inner chamber, wherein the smaller internal gear with external toothing meshes with the external gear and is supported in a freely rotatable manner on an eccentric
and wherein the eccentric (11) is driven rotatably about the pump axis (13) by the drive shaft (16), said axis and said shaft being concentric to the external gear (6),
characterized in that
the eccentric (11) is freely rotatably journalled on a stud (10) affixed within the housing in a cantilevered manner and concentric to the pump axis (13), and is non-rotatably connected to the drive shaft (16) by a coupling (17), (18).

2. Pump according to claim 1,
characterized in that
the difference between the number of teeth of the external gear (6) and that of the internal gear (14) is at least two.

3. Pump according to claim 1 or 2,
characterized in that
the inlet has a circular-cylindrical inlet chamber (28) disposed in the end wall and concentric relative to the external gear, the external radius of said chamber being smaller than the sum of the eccentricity and radius of the root circle of the internal gear (24) and greater than the difference between the radius of the root circle of the internal gear and the eccentricity,
that the internal gear (14) partially overlaps the inlet chamber (28) and leaves free a rotating sickle-shaped inlet surface (27) extending over a central angle, which is measured at the pump axis (13) and is smaller than the sum of the angular pitch and the central angle, measured at the pump axis (13), of the rotating internal sickle chamber (23) which, at the side remote from the eccentricity, is defined by the tip circles.

4. Pump according to one of the preceding claims,
characterized in that
the inlet channel (19) has a throttle (33).

5. Pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the distributor chamber (28) is designed so as to be annular and concentric relative to the pump axis and has a radius, which is slightly greater than the difference between the root circle radius of the internal gear and the eccentricity and is connected merely in a throttling manner to the cells formed by the toothing.

6. Pump according to one of the preceding claims,
characterized in that
the eccentric is rotatably supported on the journal (10) of the stator of a hydraulic converter and is non-rotatably coupled to the pump drive shaft of the hydraulic converter.

7. Pump according to claim 3,
characterized in that
the eccentric (11) lies on the one hand adjacent to the inlet chamber (28) and on the other hand adjacent to a circular-cylindrical distributor chamber (20), which is connected to the inlet channel (19) and has an external radius which is smaller than the root circle radius of the internal radius,
and that the distributor chamber and the inlet chamber are connected by paraxial channels (19, 29, 30), which penetrate the eccentric and are preferably introduced into the sliding bearing of the eccentric on the journal and/or into the sliding bearing of the internal gear on the eccentric in the form of axial grooves, with it being possible for the driver pocket (18) used for coupling to the drive shaft also to be used as such a channel.

8. Pump according to one of the preceding claims,
characterized in that
the drive shaft (16) is connected to the eccentric (11) by an axial coupling lug (17) which engages into a driver pocket (18) of the eccentric,
and that the driver pocket (18) is disposed, in relation to the direction of rotation of the drive shaft, behind the plane of symmetry of the eccentric, i.e. the axial plane in which both the pump axis (13) and the centre of the circle of the eccentric lie, and is disposed in such a way that the contact pressure of the coupling lug in the driver pocket and the resultant of the pressure forces are substantially balanced out.

Revendications

1. Pompe à engrenages internes pour liquide hydraulique, dans laquelle la roue extérieure pourvue d'une denture intérieure est fixe et définit une chambre interne fermée, dans laquelle la roue intérieure plus petite pourvue d'une denture extérieure engrène avec la roue extérieure et est montée libre en rotation sur un excentrique et dans laquelle l'excentrique (11) est entraîné en rotation autour de l'axe de pompe (13) concentrique avec la roue extérieure (6) par l'arbre d'entraînement (16) qui est également concentrique à celui-ci, caractérisée par le fait que l'excentrique (11) est monté libre en rotation sur un tourillon (10) concentrique à l'axe de pompe (13), monté fixe et en porte-à-faux sur le carter et est rendu solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement (16) par un moyen d'accouplement (17), (18).

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la différence de nombre de dents de la roue extérieure par et de la roue intérieure (14) est d'au moins 2.

3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'aspiration comporte une chambre d'aspiration (28) cylindrique circulaire, concentrique avec la roue extérieure, qui est aménagée dans la paroi frontale et dont le rayon extérieur est inférieur à la somme de l'excentricité et du rayon du cercle de pied de la roue intérieure (14) et supérieur à la différence entre le rayon du cercle de pied de la roue intérieure et l'excentricité, par le fait que la roue intérieure (14) couvre partiellement la chambre d'aspiration (28) en laissant libre une surface d'aspiration (27) en forme de croissant qui tourne et s'étend sur un angle au centre mesuré à partir de l'axe de pompe (13) qui est inférieur à la somme de l'angle de pas et de l'angle au centre, mesuré à partir de l'axe de pompe (13), de l'espace intérieur (23) tournant en forme de croissant qui est défini par les cercles de tête du côté opposé à l'excentricité.

4. Pompe selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le conduit d'aspiration (19) comporte un étranglement (33).

5. Pompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la chambre de répartition (28) a une forme d'anneau circulaire, est concentrique à l'axe de pompe, a un rayon qui est légèrement supérieur à la différence entre le rayon de cercle de pied de la roue intérieure et l'excentricité et communique exclusivement par étranglement avec les cellules formées par la denture.

6. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'excentrique est monté tournant sur le tourillon (10) de l'aubage directeur d'un convertisseur hydraulique et est solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement de la pompe du convertisseur hydraulique.

7. pompe selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'excentrique (11) est contigu d'une part à la chambre d'aspiration (28) et d'autre part à une chambre de répartition (20) cylindrique circulaire, qui communique avec le conduit d'aspiration (19) et a un rayon extérieur qui est inférieur au rayon du cercle de pied de la roue intérieure, par le fait que la chambre de répartition et la chambre d'aspiration communiquent par des conduits (19, 29, 30) parallèles qui traversent l'excentrique et, de préférence, sont aménagés sous forme de rainure axiales dans le palier lisse de montage de l'excentrique sur le tourillon et/ou dans le palier lisse de montage de la roue intérieure sur l'excentrique, le logement d'entraînement (18) servant à l'accouplement avec l'arbre d'entraînement pouvant aussi être utilisé à cet effet.

8. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arbre d'entraînement (16) est lié à l'excentrique (11) par une languette (17) d'accouplement axiale qui pénètre dans un logement d'entraînement (18) de l'excentrique et par le fait que, par rapport au sens de rotation de l'arbre d'entraînement, le logement d'entraînement (18) est situé derrière le plan de symétrie de l'excentrique , c'est-à-dire le plan axial dans lequel se trouvent l'axe de pompe (13) et le centre du cercle de l'excentrique, de manière telle que la force d'appui de la languette d'accoupiement dans le logement d'entraînement et la résultante des forces de pression se compensent sensiblement mutuellement.

Zeichnung