DE10109769A1

DE10109769A1 - Internal gear pump without filler

Info

Publication number: DE10109769A1
Application number: DE10109769A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Pippes; Stefan Bellemann
Original assignee: Eckerle Industrie Elektronik GmbH
Current assignee: Eckerle Industrie Elektronik GmbH
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2002-09-05
Also published as: WO2002070898A1; EP1364126A1; JP2004518866A; US20030161748A1; KR20030011826A

Abstract

An internal gear pump that does not contain any filler elements comprises a housing (1) and a bearing ring (5), which is accommodated inside a recess (13) of the housing in a manner that permits it to transversally move in relation to its axis but not to rotate. The internal gear pump also comprises an internal-geared ring gear (3), which is mounted inside the bearing ring in a manner that permits it to revolve, and a pinion (2), which is mounted inside the housing in a manner that permits it to rotate and which meshes with said ring gear. The inner peripheral surface of the housing recess (13) coaxially extends in relation to the pinion (2), and the bearing ring, which is eccentrically arranged with regard to the pinion axis (15), can pivot in relation to the housing recess about a parallel pivotal axis (22, 23) that is parallel to the axis thereof. The bearing ring can pivot without the tight contact between the tooth tips of the pinion (2) and ring gear (3) being lost. The inner peripheral surface of the bearing ring (5) that forms the bearing surface for the ring gear (3) coaxially extends in relation to its outer peripheral surface (20), and the pivotal path of the bearing ring is delimited to a pre-designated measure by a pin (25), which passes therethrough or which is arranged in the sickle-shaped gap (21), or by a projecting step located inside this gap.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an internal gear pump with the features according to the preamble of claim 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.An internal gear machine of this type is known (US-A 30 34 446). In it is the inner one Circumferential surface of the recess of the housing in which the unit Pinion / ring gear / bearing ring is added, cylindrical and coaxial to the two Bearing holes for the pinion and thus designed for this itself. Because the ring gear must be mounted eccentrically to the pinion, is also the inner peripheral surface of the Bearing rings, which form the bearing surface for the ring gear, eccentric to the pinion axis. The outer peripheral surface of the bearing ring, however, is eccentric to this bearing surface, namely formed coaxially with the pinion shaft, so that the bearing ring overall with little Radial play is pivotally received in the housing recess. Suction chamber and Pressure space between the toothing of the pinion and the ring gear are each limited by on the end faces of the pinion and the ring gear sealing inserts, of which one on an external thread of the pinion shaft and the other on an internal thread of the Housing is screwed on or.

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. In terms of production technology, this design of the housing, the housing inserts and the Bearing rings with mutually eccentric circumferential surfaces expensive because compliance with the great precision is required during production, particularly at higher operating pressures is complex.

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.There are also sensorless internal gear pumps with a swivel bearing ring for the Ring gear known, the bearing surface and outer peripheral surface concentric with each other are and is received with little radial play in the housing recess (EP-A 848 165). However, this design of the bearing ring means that the inner one Circumferential surface of the housing recess is coaxial with the ring gear axis and consequently eccentric to the bearing of the pinion shaft. Taking this axis offset into account is the separate housing parts containing the bearing of the pinion shaft also technically complex.

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.In the non-invasive area of the toothing, where only the tooth heads come into contact with each other stand, is the load in gear machines of this type because of the small contact area and thus the wear relatively largest. If it is - as with the Embodiments of EP-A 848 165 - in the toothing of pinion and ring gear is also involved in involute teeth, their teeth are only in the full range With their flanks and in the non-invasive area with their tooth tips in one mutual sealing contact. In the remaining part of the suction chamber and pressure chamber, the Teeth from each other so far that essentially each over the suction space and pressure space there is the same pressure, and only approach each other again in the entry-free area Establishing the sealing contact between the tooth heads. Those prevailing in the pressure room hydraulic pressure forces act so that their resultant in relation to the Pivot axis of the bearing ring generates a pivot moment on it, through which its section associated with the non-engagement area together with the ring gear radially Pinion axis is pressed. This makes the heads run in the non-invasive area approximating teeth on each other, being a combined rolling and Subject to sliding, which results in wear. It is therefore desirable that Limit sealing contact to a necessary but sufficient level at which the wear described above is minimal.

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.The object of the invention is therefore the manufacturing costs of the housing and the bearing ring to lower without running the risk of tooth tip wear due to the sealing system the tooth heads become excessive against one another in the non-engaging area of the toothings.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 1. According to the invention, this object is achieved by the configuration according to the patent claim 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.Characterized in that the housing recess receiving the pinion / ring gear / bearing ring unit concentric or coaxial to the pinion and its bearing holes, the corresponding surfaces in one setup by turning operations very economically getting produced. This also applies to the bearing ring, the bearing surface of which is to the outer Circumferential surface is formed concentrically. Due to the necessary eccentricity between With this design, the pinion and ring gear are non-uniform, namely increasing radial gap between the bearing ring and the Housing recess. In particular on internal gear machines of the type discussed here, where the teeth of the pinion and ring gear are involute teeth unlike trochoid teeth, the teeth did not turn in during the entire revolution Sealing contact with each other, but first diverge and after full engagement the tooth heads of some teeth only settle in the non-engaging area of the teeth the necessary sealing contact to each other. Therefore, there is a risk of excessive Wear of the tooth tips and thus a reduced service life of the machine, if the tooth heads due to the swiveling torque acting on the bearing ring pressed together excessively. According to the invention this is prevented by the fact that by limiting the swivel path of the bearing ring to a predetermined value Pressing force of the tooth heads against each other can be kept within limits.

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.There are various options for limiting the swivel path:
According to one embodiment, a bore running approximately parallel to its axial direction can be provided in the bearing ring, through which a pin fixed in the housing protrudes with a play determining the swivel path. This pin can be designed as a spiral spring, which presses the bearing ring in the pivoting direction in the depressurized state of the internal gear pump, but prevents or hinders the bearing ring from further pivoting after being relieved by the predominant hydraulic pressure forces.

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. According to another embodiment, the crescent-shaped radial gap between Bearing ring and housing recess project from the bottom of a stop pin which the bearing ring strikes after a certain swivel path. Most precisely lets determine the swivel path from the outset when this pin is about 90 ° is offset with respect to the pivot axis of the bearing ring.

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.In a further embodiment, the swivel path of the bearing ring can be limited by a step be axial in the crescent-shaped radial gap between the bearing ring and the housing wall protrudes and in the course of precision machining of the recess base by means of Milling tool can be made. Since this floor for the sealing system of the End faces of pinion and ring gear or corresponding axial plates on it centrally Ring gear axis is worked out, the step mentioned receives a sickle-shaped Radial gap corresponding contour.

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:Further advantages and features of the invention result from the following Description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings as well the subclaims. The drawings show:

Fig. 1 eine Stirnansicht der Einheit Ritzel/Hohlrad/Lagerring als Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 2; Figure 1 is an end view of the unit pinion / ring gear / bearing ring as a section along the line CC in Fig. 2.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 2 shows a section along the line AA 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. 3 is a detail in enlarged scale a partial section along the line BB in Fig 1, wherein the thrust plates are omitted.

Fig. 4 eine zu Fig. 1 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform; FIG. 4 shows a representation of a second embodiment analogous to FIG. 1;

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie D-D in Fig. 4; Fig. 5 is a partial section along the line DD in Fig. 4;

Fig. 6 eine zu Fig. 1 analoge Darstellung einer dritten Ausführungsform und Fig. 6 is an analogous to Fig. 1 representation of a third embodiment and

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie E-E in Fig. 6. Fig. 7 shows a partial section along the line EE 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. The internal gear pump shown in FIGS . 1 and 2 comprises a housing, designated as a whole by 1 , which is constructed from a cup-shaped housing part 11 and a likewise cup-shaped housing cover 12 fastened to the end face thereof. The housing 1 contains suction and pressure channels, not shown, which conduct the conveying liquid to and from the internal gear pump in the usual way.

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.In the housing 1 , a pinion shaft 14 with an axis of rotation 15 is rotatably supported by slide bearings (not designated in any more detail) and has a coupling part 16 on the right-hand end in FIG. 2 for engagement in the drive shaft of a drive motor (not shown). A pinion 2 , which meshes with a ring gear 3 , is formed in one piece on the pinion shaft 14 . The ring gear 3 is widened on its outer circumference to form a race 4 and rotatably mounted in a bearing ring 5 which is received in a housing recess 13 . A bearing bush 6 made of a bearing metal is pressed into the bearing ring 5 . On the end faces of the housing part 11 and the cover 12, on the one hand, and on the end faces of the pinion 2 and the ring gear 3, on the other hand, there are sealing axial plates 8 , which axially limit the tightly sealed suction and pressure chamber within the toothing of the pinion 2 and ring gear 3 and through this each connect an opening (not shown) to the suction channel or the pressure channel.

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.As is apparent from Fig. 1, the pinion 2 and the ring gear 3 are supported relative to each other with an eccentricity e. This distance between the pinion axis 15 and the ring gear axis 18 corresponds to the theoretical tooth geometry of the pinion and ring gear and presupposes that the toothings roll and slide together without play. In the exemplary embodiment shown, the tooth flanks of the toothings are each designed as involute curves, ie there is involute toothing, the tooth heads being rounded to achieve a bump-free collision with one another in the non-engaging area and for the purpose of sealing. The number of teeth of the ring gear 3 differs from that of the pinion 2 by 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.The teeth mesh in such a way that in Fig. 1 below the teeth of the pinion 2 fully engage in the tooth gaps of the ring gear 3 and rest sealingly on the tooth flanks, while on the opposite, in Fig. 1, the upper side completely from the Tooth gaps of the ring gear 3 have emerged. In this engagement-free ring gear area, several of the tooth heads (in the exemplary embodiment three tooth heads each) are supported one after the other in the course of the rotation and thereby separate the suction chamber from the pressure chamber in the toothings.

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.In the exemplary embodiment shown, the housing recess 13 receiving the bearing ring 5 and the outer surface 17 of the housing part 11 with the radii R1 and R2 are machined concentrically to the pinion axis 15 . The bearing surface 19 and the outer circumferential surface 20 of the bearing 5, on the other hand, are both concentric to the ring gear axis 18 , from which it follows that the outer circumferential surface 20 of the bearing ring 5 with its radius R3 is in turn eccentric to the housing recess 13 and forms a sickle-shaped radial gap 21 therewith ,

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.The wall of the recess 13 is partially penetrated by a bearing pin 22 which is pressed into the bottom of this recess. With the largely semi-cylindrical partial peripheral surface of the bearing pin 22 protruding beyond the wall, the latter protrudes into an axial groove 23 of the bearing ring 5 , which is adapted to the circular cylindrical cross section of the bearing pin 22 . For the bearing ring 5, this bearing pin forms a pivot axis parallel to the axes of the pinion 2 and the ring gear 3 , about which the bearing ring 5 can be pivoted in the recess 13 . As can be seen from FIG. 1, this pivot axis is offset by approximately 80 ° in the direction of rotation indicated by the arrow in relation to the apex of the non-engaging region in which two tooth heads lie exactly opposite one another.

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.The bearing ring 5 has a through bore 24 , which is parallel to the axes of rotation 15 and 18 and through which a pin 25 designed as a bar spring extends ( FIG. 3). The bore 24 is offset from both ends to form a shoulder, so that an annular projection 26 is thereby created in the longitudinal center of the bore. The bore 24 opens at both ends in the region of a recess 28 in the housing or cover wall, which has a conically tapering bottom 30 , which in turn merges into a housing bore 32 for supporting the bar spring 25 . In this exemplary embodiment, the two housing bores 32 are aligned with one another and are offset radially with respect to the pinion axis 15 with respect to the bore 24 . This results in the bending prestress of the bar spring 25 shown in FIG. 3, which rests with its longitudinal center on the contact projection 26 and consequently loads the bearing ring 5 with a spring force directed towards the pinion axis 15 . Otherwise, the bar spring in the state shown in FIG. 3 extends contact-free through the bore 24 and the housing recesses 28 . The support ends of the bar spring 25 are fixed in the housing bores 32 ; this passes through the part of the bore 24 formed by the contact projection 26 with a play which is predetermined according to the amount, the meaning of which is explained below.

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.The arrangement works as follows:
When the pinion 2 rotates in the direction of rotation shown by the arrow, the medium is conveyed through the suction channel into the suction chamber (to the left of line AA in FIG. 1) between the teeth of the pinion 2 and the ring gear 3 . From the pressure chamber (to the right of line AA in FIG. 1), the pumped medium is pressed through the pressure channel with increased pressure. Since the toothing of the pinion and ring gear is an involute toothing in the exemplary embodiment, its teeth are in mutual sealing contact only in the area of full engagement with their flanks and in the non-engagement area with their tooth heads. In the remaining part of the suction chamber and pressure chamber, the teeth move away from each other to such an extent that essentially the same pressure prevails over the suction chamber and the pressure chamber, and approach each other again in the entry-free area to produce the sealing contact between the tooth heads.

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.The hydraulic pressure forces prevailing in the pressure chamber act in such a way that their resultant, in relation to the pivot axis 22, generates a pivoting moment on the bearing ring 5 , by means of which, more precisely: its section assigned to the non-engaging region, together with the ring gear 3 radially towards the pinion axis 15 is pressed. As a result, the heads of the teeth approaching one another in the non-engaging region run onto one another, whereby they are subject to a combined rolling and sliding process which results in wear. During this process, they are kept in mutual sealing contact in proportion to the pressure. Since this function is known from EP-A 848 165 mentioned at the outset, no further explanation is required here.

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.The prestressed bar spring 25 generates a pivoting moment on the bearing ring 5 in the unpressurized state, ie outside the operation of the internal gear pump and in its start-up phase, approximately in the same direction as the compressive forces, and thereby ensures correct mutual engagement regardless of the occurrence of the hydraulic compressive forces. and arrangement of the teeth as well as for the required sealing contact in the non-engaging area. However, it is desirable to limit the sealing contact to just the necessary extent at which the wear described above is minimal. Therefore, the bias of the bar spring 25 is selected so that in the operating state of the internal gear pump, the hydraulic pressure forces alone ensure the sealing contact and the bar spring 25 is relieved and rests on the opposite side while consuming the play in the annular contact projection 26 . In this position, the bar spring has a limiting effect on a further pivoting of the bearing ring 5 and thus relieves the tooth heads of a further contact pressure.

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.The embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs from the previous one in that, instead of the bar spring 25, two stop pins 35 are pressed into the bottom of the housing recess 13 and project axially into the crescent-shaped annular gap 21 , one of which is about 70 ° and the other another is offset by approximately 170 ° in the direction of rotation indicated by the arrow relative to the pivot axis 22 . The thickness of the stop pins 35 and their position are coordinated with respect to the local width of the annular gap 21 so that when the bearing ring 5 bears against the housing wall on one side, there is a predetermined distance from its peripheral surface 20 which defines the limited pivoting path of the bearing ring 5 .

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.The embodiment according to FIGS. 6 and 7 has, as a swivel path limitation for the bearing ring 5, an axially protruding step 45 in the annular gap 21 , which extends with the radius R4 concentrically to the ring gear axis and whose contour is matched to the crescent-shaped annular gap. The annular gap 46 present between the step 45 and the outer surface 20 of the bearing ring 5 determines the total pivoting path of the bearing ring 5 on one side of the housing wall diametrically opposite the step 45 .

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.In the embodiments according to FIGS. 4 to 7, the bearing ring 5 is acted upon solely by hydraulic pressure forces and the pivoting moment generated thereby about the pivot axis 22 in order to maintain the sealing contact of the tooth heads in the entry-free area. It comes into contact with the stop pins 35 or the step 45 in the course of the swivel movement, which then take over part of the swivel torque and thereby relieve the tooth heads of a stronger contact pressure. In addition, this system prevents lifting of the bearing ring 5 from the pivot axis 22 and the resulting spinning of the bearing ring. In these embodiments, too, a bar spring of the type described above can additionally be provided, which either also contributes to limiting the pivoting path of the bearing ring or only ensures the sealing contact of the tooth heads in the unpressurized state of the pump in the pretensioned state.

Claims

1. Filling-free internal gear pump with a housing ( 1 ), a bearing ring ( 5 ) that can be moved in a recess ( 13 ) of the housing but is rotatably received in a non-rotatable manner, an internally toothed ring gear ( 3 ) mounted in the bearing ring and one in which Housing rotatably mounted pinion ( 2 ) which meshes with the ring gear, the teeth of which through full engagement in tooth gaps of the ring gear on the one hand and a sealing contact with the tooth heads of the ring gear in an engagement-free ring gear region approximately diametrically opposite the tooth gap engagement on the other hand, a suction chamber and a pressure chamber in the Define toothing, the inner circumferential surface of the housing recess ( 13 ) receiving the bearing ring ( 5 ) running coaxially with the pinion ( 2 ) and the bearing ring lying eccentrically to the pinion axis ( 15 ) relative to the housing recess about a pivot axis ( 22 parallel to its axis , 23 ) is pivotable such that the you Contact between the tooth heads of the pinion ( 2 ) and the ring gear ( 3 ) is maintained, characterized in that the inner circumferential surface of the bearing ring ( 5 ) forming the bearing surface ( 19 ) for the ring gear ( 3 ) is coaxial with its outer circumferential surface ( 20 ) runs and the swivel path of the bearing ring is limited to a predetermined dimension.

2. Internal gear pump according to claim 1, characterized in that the pivoting path is limited by a pin ( 25 ) which, with predetermined play, passes through a bore in the bearing ring ( 25 ) approximately in its axial direction and is supported on the housing.

3. Internal gear pump according to claim 2, characterized in that the pin ( 25 ) is a bar spring which, in the depressurized state of the internal gear pump, loads the bearing ring in such a way that there is a sealing contact between the tooth heads of the pinion and ring gear in the non-engaging area of the toothings.

4. Internal gear pump according to claim 1, characterized in that the pivoting path is limited by at least one stop pin ( 35 ) which is arranged in the crescent-shaped gap ( 21 ) between the outer peripheral surface ( 20 ) of the bearing ring and the inner peripheral surface of the housing recess ( 13 ) is.

5. internal gear pump according to claim 4, characterized in that the stop pin axially parallel to the pinion axis in the bottom of the housing recess is attached.

6. Internal gear pump according to claim 4 or 5, characterized in that the stop pin is arranged offset by approximately 90 ° with respect to the pivot axis ( 22 ) of the bearing ring.

7. Internal gear pump according to one of claims 4 to 7, characterized in that Two stop pins are provided, which are offset by the same angle on both sides of the pressure space vertex are arranged.

8. Internal gear pump according to claim 1, characterized in that the pivoting path is limited by an axially projecting step ( 45 ) from the bottom of the housing recess ( 13 ) into the gap ( 21 ) between the bearing ring and the housing recess.

9. Internal gear pump according to claim 8, characterized in that the contour of the step is adapted to the gap and the step forms an annular gap ( 46 ) with the outer peripheral surface ( 20 ) of the bearing ring.