Innenzahnradmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine, insbesondere eine Innenzahnradpumpe, mit den Merkmalen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Bei einer bekannten Innenzahnradmaschine der vorstehend angegebenen Art (DE-A-29 42 417) ist der Füllstückstift zur Abstützung des längsgeteilten Füllstückes um seine Längsachse drehbar gelagert. Hierdurch wird erreicht, dass die Füllstückteile sowohl in radialer Richtung auf der Stützfläche des Füllstückstiftes verschiebbar sind, als auch über die Drehbarkeit des Füllstückstiftes eine Verschwenkbewegung um die Längsachse des Füllstückstiftes ausführen können. Damit wird eine weitgehende Dichtanlage der Füllstückteile an den Zahnköpfen der zugeordneten Zahnräder auch bei Relativbewegungen, Verschleiss und dgl. erreicht. Die drehbare Lagerung des Füllstückstiftes muss jedoch äusserst präzise sein, damit der angestrebte Zweck erreicht wird; andernfalls würde der Füllstückstift und/oder das darauf abgestützte Füllstück nicht richtig geführt und könnte daher die erwünschten Ausgleichsbewegungen nicht ausführen. Die präzise beidendige Lagerung des Füllstückstiftes erfordert wiederum, dass die Gehäusewandungen, in denen sich der Füllstückstift abstützt, d.h. die einander gegenüberliegenden Gehäuseteile, sehr genau zueinander ausgerichtet und in dieser ausgerichteten Lage miteinander verbunden werden. Dies erfordert einen beträchtlichen Herstelluhgs- und Montageaufwand, der sich im Erstellungspreis der Innenzahnradmaschine kostenerhöhend niederschlägt.

[0003] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Innenzahnradmaschine der eingangs angegebenen Artso auszubilden, dass ohne Beeinträchtigung der Kompensations- und Dichtwirkung des Füllstückes auf eine besondere Präzision bei der Verbindung der das Gehäuse bildenden Teile miteinander verzichtet werden kann.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung zwei grundsätzlich Ausgestaltungen vor, die jeweils im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 3 angegeben sind.

[0005] Gemeinsam ist den beiden grundsätzlichen Ausführungen, dass an die Stelle eines drehbar gelagerten Füllstückstiftes ein Abstützelement tritt, welches undrehbar fest mit nur einer Gehäusewand verbunden ist. infolge dieser festen einseitigen Verbindung, die in einer zweckmässigen Ausführungsform durch einstückige Ausbildung des Abstützelements mit der Gehäusewand erreicht werden kann, kommen Spiele aufgrund von Lagertoleranzen in Wegfall und auch die elastischen Verformungen können klein gehalten werden. Um nun die erwünschte Schwenkbeweglichkeit der Füllstückteile zu realisieren, stützen sich bei der ersten grundsätzlichen Ausführungsform die Füllstückteile mit konvex gekrümmten Stirnseiten auf der Stützfläche des Abstützelements ab, so dass sie auf dieser in radialer Richtung - wie bisher - verschiebbar sind, zugleich aber Wälzbewegungen ausführen können. Diese Wälzbewegungen um die Krümmungsachse bewirken die notwendige Verschwenkung der Füllstückteile um diese Achse und damit die individuelle Anlage an den Zahnköpfen. Bei der zweiten grundsätzlichen Ausführungsform stützen sich die Füllstückteile an einem Zwischenstück ab, das auf der einen Seite die Stützfläche und auf der anderen Seite eine Gleitfläche aufweist, mit dem das Zwischenstück auf der zumindest teilzylindrischen Lagerfläche des Abstützelements verschwenken kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgen die radialen Verschiebebewegungen der Füllstückteile bei der Kompensation von Radialspalten auf der Stützfläche, während die Verschwenkbewegungen durch die Verstellung des Zwischenstückes auf der Lagerfläche bewirkt werden.

[0006] Da bei beiden grundsätzlichen Ausführungsformen der Erfindung das Abstützelement für das Füllstück nur mit einer Gehäusewand unabhängig ist, bedarf es einer exakten Ausrichtung der beiden Gehäusewände zueinander allein wegen der Lagerung des Füllstück-Abstützelementes nicht. Dies gilt allgemein auch dann, wenn das Ritzel zu beiden Seiten im Gehäuse gelagert ist, da die Ritzellagerung nicht die gleiche Präzision wie die Lagerung des Füllstückstiftes erforderlich macht. In gesteigertem Masse jedoch kann auf eine besondere Präzision bei der Ausrichtung der Gehäuseteile zueinander verzichtet werden, wenn darüber hinaus das Ritzel ebenfalls nur einseitig (fliegend) im Gehäuse oder ausserhalb davon gelagert ist, so dass bei der Verbindung der Gehäuseteile miteinander auch auf die Ritzellagerung keine Rücksicht genommen zu werden braucht. In beiden Fällen stützt sich die von Lagerelementen freie Gehäusewand lediglich abdichtend an den Stirnseiten des Abstützelements und des Ritzels ab.

[0007] Die Stützfläche, auf der sich die konvexen Stirnseiten der Füllstückteile bei der ersten grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung abstützen, ist zweckmässigerweise eben, um die radiale Verschieblichkeit der Füllstückteile nicht zu behindern. Jedoch kann auch eine geringfügig konkave Krümmung erwogen werden, sofern diese nicht zu einer merklichen Verschiebung der Füllstückteile in Umfangsrichtung bei der Radialverschiebung führt, weil hierduch die Beanspruchung an der Kontaktstelle zwischen Füllstückteilen und Stützfläche herabgesetzt wird. Bei der zweiten grundsätzlichen Ausführungsform kann einezweckmässige Ausbildung darin bestehen, dass das Abstützelement ein in eine Bohrung der Gehäusewand eingepresster zylindrischer Zapfen oder Stift ist, der teilweise von der entsprechend teil-hohlzylindrischen Gleitfläche des Zwischenstücks umfasst ist. Die Stützfläche des Zwischenstückes kann darüber hinaus teilweise zurückgenommen sein, weil diese bei der grundsätzlichen zweiten Ausführungsform der Erfindung geringer belastet ist.

[0008] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht bei geöffnetem Gehäuse eines Beispiels für die grundsätzliche erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Beispiels für die grundsätzliche zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der aus Vereinfachungsgründen das Gehäuse nicht gezeichnet ist, und

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

[0009] Bei der in Fig. 1 dargestellten Innenzahnradpumpe ist in einer Bohrung 1 eines Gehäuses 2 ein innenverzahntes Hohlrad 3 gleitend gelagert. Das Gehäuse 2 besteht aus einem mittleren Gehäusering 2a und zwei stirnseitig darauf aufgesetzten Gehäuseplatten 2b und 2c, die miteinander und mit dem Gehäusering 2a durch Schrauben 6 dicht verspannt sind. Die Gehäuseplatte 2b weist eine Axialbohrung zur Hindurchführung und ggf. zur Lagerung einer Ritzelwelle 4 auf, über die ein Ritzel 5 antreibbar ist, das mit dem Hohlrad 3 in Eingriff steht. Das Ritzel 5 ist über seine Ritzelwelle 4 somit einseitig gelagert; seine (in Fig. 2) rechte Stirnseite liegt im Betrieb abdichtend an der Innenwand der Gehäuseplatte 2c an. Die Ritzelwelle 4 kann in der hierzu nicht näher gezeigten Axialbohrung der Gehäuseplatte 2b, aber auch ausserhalb davon gelagert sein, wobei im letzteren Fall die Gehäusebohrung lediglich eine Abdichtung enthält.

[0010] In dem zwischen den Zahnrädern 3 und 5 befindlichen sichelförmigen Raum ist ein im Ganzen mit 7 bezeichnetes Füllstück angeordnet, das aus zwei Füllstückteilen 7a und 7b zusammengesetzt ist. Die Füllstückteile 7a, 7b liegen längs einer Trennfläche 8 aneinander und stützen sich mit ihren dem Saugraum zugewendeten Stirnseiten 10, 11 an einer ebenen Fläche 12 eines Abstützelements 13 ab. Das Abstützelement 13, das im wesentlichen dem sog. « Füllstückstift» bekannter Innenzahnradmaschinen entspricht, durchsetzt den sichelförmigen Saugraum, in dem das Füllstück 7 angeordnet ist, in axialer Richtung und ist einstükkig mit der Gehäuseplatte 2b ausgebildet (vgl. Fig. 2). Seine dem Hohlrad 3 bzw. dem Ritzel 5 zugewendeten Seiten sind in Anpassung an den Kopfreisdurchmesser derselben entsprechend ausgeführt.

[0011] Die Stirnflächen 10, 11 der Füllstückteile 7a, 7b sind teilzylindrisch konvex gekrümmt, wobei die Zylinderachse oder Krümmungsachse parallel zu der Achse der Zahnräder 3 und 5 und zur «Längsachse» des Abstützelements 13 verläuft.

[0012] Das Füllstückteil 7a ist schalenförmig ausgebildet und weist eine nicht näher bezeichnete Druckausgleichsbohrung auf, die zu einem Raum in dem Füllstückteil 7b führt, in welchem zwei zueinander parallele Dichtwalzen gelagert sind. Die Wirkungsweise dieser Ausbildung ist bekannt und bedarf an dieser Stelle keiner ins Detail gehenden Erläuterung.

[0013] Das Hohlrad 3 weist ausgehend von dem Grund seiner Zahnlücken radial durchgehende Bohrungen 3a auf, die für den Zu- und Abfluss des durch nicht näher bezeichnete Gehäusekanäle geförderten Strömungsmediums dienen.

[0014] Die Ausführungsform gemäss den Fig. 3 und 4 ist mit Ausnahme der Abstützung des Füllstückes gleich aufgebaut wie diejenige gemäss den Fig. 1 und 2. Aus diesem Grund ist in der zeichnerischen Darstellung davon das Gehäuse weggelassen und übereinstimmende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0015] Abweichend von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die Füllstückteile 17a, 17b ebene saugraumseitige Stirnflächen 20, 21 auf, die an der ebenfalls ebenen Stützfläche 22 eines Zwischenstückes 23 anliegen. Das Zwischenstück 23 hat im wesentlichen die Gestalt eines flachen Quaders und weist auf seiner der Stützfläche 23 gegenüberliegenden Seite eine teilzylindrische Längsnut auf, die eine Gleitfläche 24 bildet. Mit dieser Gleitfläche ist das Zwischenstück 23 auf dem Umfang eines zylindrischen Zapfens 25 gelagert, der in eine Bohrung 26 der Ge" häuseplatte 2b eingepresst ist.

[0016] Beim Betrieb des Ausführungsbeispiels gemäss den Fig. 1, 2 stützen sich die Füllstückteile 7a, 7b mit ihren konvexen Stirnflächen 10, 11 an der Stützfläche 12 des Abstützelements 13 ab und können aufgrund der an ihnen wirkenden Druckkräfte Ausgleichsbewegungen in radialer Richtung ausführen, indem sie auf der Stützfläche 12 verschoben werden. Darüber hinaus können sie aufgrund der konvexen Gestalt der Stirnflächen 10, 11 auf dieser Stützfläche 12 Abwälz- oder Rollbewegungen ausführen, die eine Verschwenkung der Füllstückteile 7a, 7b ergeben. Auf diese Weise kann das Füllstück 7 den während des Betriebes auftretenden Relativbewegungen folgen und das Auftreten von Radialspalten zwischen dichtend aneinanderliegenden Teilen verhindern.

[0017] Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 3 und 4 sind die Füllstückteile 17a, 17 in radialer Richtung (nach innen oder aussen) auf der Stützfläche 22 verschiebbar. Darüber hinaus ist eine Schwenkeinstellung des Füllstückes 17 aufgrund der drehbaren Lagerung des Zwischenstückes 23 auf dem Zapfen 25 möglich.

[0018] Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich. So ist es nicht erforderlich, die Krümmung der Stirnseiten 10,11 der Füllstückteile 7a und 7b kreiszylindrisch auszuführen; es ist auch eine Krümmung mit nicht konstantem Krümmungsradius denkbar, um die notwendige Abwälz- und Verschwenkbewegung zu erhalten. Entsprechendes gilt für die Lagerfläche des Zapfens 25 und die darauf gleitende Gleitfläche 24 des Zwischenstückes 23. Die hier beschriebene Innenzahnradmaschine kann vollständig aus Kunststoff gefertigt sein, wobei sich die einstückige Ausbildung des Abstützelements 13 bzw. 23 mit der zugehörigen Gehäusewand anbietet.

Ansprüche

1. Innenzahnradmaschine, insbesondere Innenzahnradpumpe, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse mit seinem Umfang drehbar gelagerten Hohlrad (3), einem damit in Eingriff stehenden aussenverzahnten Ritzel (5) und einem längs einer sich etwa in Umfangsrichtung erstreckenden Teilfläche geteilten sichelförmigen Füllstück (7), dessen Füllstückteile sich mit ihren saugseitigen Stirnflächen an einer Stützfläche eines den Raum zwischen Hohlrad und Ritzel axial durchsetzenden Abstützelements (13) derart abstützen, dass sie in radialer Richtung auf der Stützfläche verschiebbar und um eine parallel zur Ritzelachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (13) nur mit einer Gehäusewand (2b) fest verbunden ist und die Stirnflächen (10, 11) der Füllstückteile (7a, 7b) eine konvexe Krümmung mit einer zur Schwenkachse parallel verlaufenden Krümmungsachse aufweisen.

2. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (13) mit der Gehäusewand (2b) einstückig ist.

3. lnnenzahnradmaschine, insbesondere Innenzahnradpumpe, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse mit seinem Umfang drehbar gelagerten Hohlrad (3), einem damit in Eingriff stehenden aussenverzahnten Ritzel (5) und einem längs einer sich etwa in Umfangsrichtung erstreckenden Teilfläche geteilten sichelförmigen Füllstück, dessen Füllstückteile sich mit ihren saugseitigen Stirnflächen an einer Stützfläche eines den Raum zwischen Hohlrad und Ritzel axial durchsetzenden Abstützelements derart abstützen, dass sie in radialer Richtung verschiebbar und um eine parallel zur Ritzelachse verla'ufende Schwenkachse verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement durch einen fest mit nur einer Gehäusewand (2b) verbundenen Zapfen (25) mit einer zumindest teilzylindrischen Lagerfläche und durch ein die Stützfläche (22) für die Füllstückteile (17a, 17b) aufweisendes Zwischenstück (23) gebildet ist, das sich mit einer zu der Lagerfläche komplementär gekrümmten Gleitfläche (24) verschwenkbar auf der Lagerfläche abstützt.

4. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Zapfen (25) in eine Bohrung (26) der Gehäusewand (2b) eingepresst ist.

5. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (12, 22) eben ist.

6. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (22) an dem Zwischenstück (23) teilweise zurückgenommen ist.

Claims

1. An internal-gear machine, in particular an internal-gear pump, comprising a casing (2), an annular gear (3) which is mounted rotatably with its periphery in the casing, an externally toothed pinion (5) meshing with the annular gear, and a sickle-shaped filling member (7) which is divided along a substantially circumferentially extending junction surface, the portions of the filling member being supported with their end faces which are on the suction side against a support surface of a support element (13) which extends axially through the space between the annular gear and the pinion, in such a way that they are displaceable in a radial direction against the support surface and are pivotable about a pivot axis extending parallel to the axis of the pinion, characterised in that the support element (13) is fixedly connected only to one casing wall (2b) and the end faces (10, 11 ) of the filling member portions (7a, 7b) have a convex curvature with an axis of curvature extending parallel to the pivot axis.

2. An internal-gear machine according to claim 1, characterised in that the support element (13) is in one piece with the casing wall (2b).

3. An internal-gear machine, in particular an internal-gear pump, comprising a casing (2), an annular gear (3) which is mounted rotatably with its periphery in the casing, an externally toothed pinion (5) meshing with the annular gear, and a sickle-shaped filling member (7) which is divided along a substantially circumferentially extending junction surface, the portions of the filling member being supported with their end faces which are on the suction side against a support surface of a support element which extends axially through the space between the annular gear and the pinion, in such a way that they are displaceable in a radial direction and are pivotable about a pivot axis extending parallel to the axis of the pinion, characterised in that the support element is formed by a pin (25) which is fixedly connected to only one casing wall (2b), with an at least part-cylindrical bearing surface, and by an intermediate member (23) which has the support surface (22) for the filling member portions (17a, 17b) and which bears pivotably against the bearing surface with a sliding surface (24) which is of complementary curvature to the bearing surface.

4. An internal-gear machine according to claim 3, characterised in that the cylindrical pin (25) is pressed into a bore (26) in the casing wall (2b).

5. An internal-gear machine according to one of claims 1 to 4, characterised in that the support surface (12, 22) is flat.

6. An internal-gear machine according to claim 3 or claim 4, characterised in that the support surface (22) is partially set back at the intermediate portion (23).

Revendications

1. Machine à roue à denture intérieure, en particulier pompe à roue à denture intérieure, comprenant un boîtier (2), une roue creuse (3) supportée dans le boîtier par sa périphérie, de manière à pouvoir pivoter, un pignon (5) à denture extérieure qui est en prise avec la roue et une pièce de remplissage (7) en forme de croissant qui est divisée le long d'une surface de division qui s'étend approximativement suivant la direction périphérique et dont les parties s'appuyent, par leur face frontale du côté aspiration, sur une surface d'appui d'un élément d'appui (13) traversant axialement l'espace compris entre la roue creuse et le pignon, de telle sorte qu'elles soient capables de coulisser en direction radiale sur la surface d'appui et de pivoter autour d'un axe de pivotement qui s'étend parallèlement à l'axe du pignon, caractérisée en ce que l'élément d'appui (13) n'est relié de manière fixe qu'à une paroi (2b) du boîtier et en ce que les faces frontales (10, 11 ) des parties (7a, 7b) de la pièce de remplissage présentent une courbure convexe ayant un axe de courbure disposé parallèlement à l'axe de pivotement.

2. Machine à roue à denture intérieure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'appui (13) est d'une pièce avec la paroi (2b) du boîtier.

3. Machine à roue à denture intérieure, en particulier pompe à roue à denture intérieure, comprenant un boîtier, une roue creuse (3) supportée dans le boîtier par sa périphérie, de manière à pouvoir pivoter, un pignon (5) à denture extérieure qui est en prise avec la roue et une pièce de remplissage en forme de croissant qui est divisée le long d'une surface de division qui s'étend approximativement suivant la direction périphérique et dont les parties s'appuyent, par leur face frontale du côté aspiration, sur une surface d'appui d'un élément d'appui traversant axialement l'espace compris entre la roue creuse et le pignon, de telle sorte qu'elles soient capables de coulisser suivant une direction radiale et de pivoter autour d'un axe de pivotement qui s'étend parallèlement à l'axe du pignon, caractérisée en ce que l'élément d'appui est formé par un tourillon (25) qui est relié de manière fixe uniquement à une paroi (2b) du boîtier et qui présente une surface de support au moins partiellement cylindrique, et par une pièce intercalaire (23) qui présente la surface d'appui (22) pour les parties (17a, 17b) de la pièce de remplissage et qui s'appuie sur la surface de support, de manière à pouvoir pivoter, par une surface de glissement (24) courbée de manière complémentaire à la surface de support.

4. Machine à roue à denture intérieure suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le tourillon cylindrique (25) est enfoncé dans un alésage (26) de la paroi (2b) du boîtier.

5. Machine à roue à denture intérieure suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface (12, 22) est plane.

6. Machine à roue à denture intérieure suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la surface d'appui (22) est partiellement réduite sur la pièce intercalaire (23).

Zeichnung