DE102010008062B3

DE102010008062B3 - Zahnringpumpe

Info

Publication number: DE102010008062B3
Application number: DE201010008062
Authority: DE
Inventors: Andreas 98544 Blechschmidt
Original assignee: Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
Current assignee: Nidec GPM GmbH
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: EP2357362A2; EP2357362A3

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochdynamische Zahnringpumpe zu entwickeln, die auch bei sehr kleiner Baugröße kostengünstig herstellbar ist, dabei unter allen Einsatzbedingungen stets robust, zuverlässig und störunanfällig arbeitet und selbst in kleiner Baugröße (z. B. mit Außenabmessungen von ca. 40 mm × 40 mm × 40 mm und einem Fördervolumenstrom von ca. 8 l/min) stets zuverlässig einen hohen Gesamtwirkungsgrad gewährleistet. Die erfindungsgemäße Zahnringpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im Pumpengehäuse (1) dem Laufradsatz (3) in axialer Richtung benachbart, ein in einer Ausgleichskolbenführung (12) des Pumpengehäuses (1) verdrehsicher geführter, stirnwandseitig am Außenrotor (5) des Laufradsatzes (3) anliegender Ausgleichskolben (13), mit einer in diesem Ausgleichskolben (13) befindlichen Lagerbohrung (14) in der die Antriebswelle (2) des Laufradsatzes (3) drehbar gelagert ist, angeordnet ist, wobei dem Laufradsatz (3) gegenüberliegend am Ausgleichskolben (13) ein in einer Steuerkolbenführung (15) geführter, über einen Steuerdruckraum (16) druckbeaufschlagbarer Steuerkolben (17) anliegt, und der Steuerdruckraum (16) über Druckkanäle (18) und/oder Druckkammer/n (19) direkt mit der/den Druckniere/n (9) oder indirekt mit dieser/n über den Druckanschlusskanal (11) verbundenen ist. Die Erfindung betrifft eine Zahnringpumpe für flüssige Medien mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, von einer Antriebswelle angetriebenen Laufradsatz.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnringpumpe für flüssige Medien mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, von einer Antriebswelle angetriebenen Laufradsatz.
Zahnringpumpen sind selbstansaugende Flüssigkeitspumpen mit einer sehr kompakten Bauform, welche einen kontinuierlichen Pumpenförderstrom erzeugen, der gegenüber den in den Anschlussleitungen auftretenden Druckschwankungen relativ unempfindlich ist.
Der in Zahnringpumpen eingesetzte Laufradsatz besteht dabei aus einem außenverzahnten Innenrotor, welcher drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist, und einem innenverzahnten Außenrotor, welcher drehbar in einer zylindrischen Kammer des Pumpengehäuses so gelagert ist, dass die Zähne des Innenrotors, welcher exzentrisch zum Außenrotor gelagert ist und weniger Zähne als der Außenrotor aufweist, bereichsweise mit den Zähnen des Außenrotors kämmen. Im Druck- und Saugbereich des Laufradsatz sind im Pumpengehäuse nierenförmige Pumpenkammern (Druck- und Saugniere/n) angeordnet, welche über Anschlusskanäle direkt mit am Pumpengehäuse angeordneten Druck- und Sauganschlussleitungen in Verbindung stehen und gewährleisten, dass die zu pumpende Flüssigkeit von der Sauganschlussleitung über den Laufradsatz in Druckanschlussleitung gepresst wird.
Zahnringpumpen werden in der Bauform von Gerotorpumpen beispielsweise als elektromotorisch angetriebene Kraftstoffpumpen eingesetzt, wobei im allgemeinen in einem Gehäuse neben der Gerotorpumpe gleichzeitig auch ein Gleichstrommotor untergebracht ist.
Aus der DE 42 20 554 A1 ist eine derartige als Kraftstoffpumpe eingesetzte Zahnradpumpe bekannt, deren Axialspiel mit Hilfe einer dem Gerotor axial ausweichbar benachbart angeordneten, ringflächenseitig druckbeaufschlagbaren, axialen Abdichtringscheibe, mit Aussparungen zum Fluidein- bzw. austritt, variiert werden kann.
In Verbindung mit anderen Einsatzfällen sind Zahnringpumpen in der Bauform von Gerotorpumpen auch in separaten Pumpengehäusen untergebracht.
Seitens der Anmelderin wurde in der DE 198 26 367 C2 eine derartige in der Praxis bewährte Bauform mit einem geteilten inneren Lagerkörper offenbart, welcher der Optimierung der Gleitpaarung zwischen dem Gerotor und den dem Gerotor benachbarten Baugruppen dient.
Aus der DE 10 2008 054 758 A1 ist eine weitere Bauform einer Zahnradpumpe mit einem separaten Pumpengehäuse bekannt, bei der zur Realisierung einer Axialspaltminimierung zwei miteinander verbundene, den Gerotor umgebende Gehäuseteile zusätzlich zur Verbindungskraft mittels geeigneter Federelemente gegeneinander verspannt werden.
Die Pumpengehäuse erfordern aufgrund der in diesen integrierten Bau- und Funktionselementen, wie beispielsweise den erforderlichen Dichtungen, den Lagerstellen für Antriebswelle und Außenrotor, den Pumpenkammern und deren Anschlußkanäle u. a. m. einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand, der sich auf Grund der Wirkungsgrad stark beeinträchtigenden Spaltgeometrien mit kleiner werdender Baugröße überproportional erhöht.
Um die Fertigungsgenauigkeit und damit den Fertigungsaufwand zu reduzieren, werden die Gehäuse der Zahnringpumpen, wie beispielsweise der von Gerotorpumpen, auch aus mehreren Bauteilen zusammengefügt. Dabei werden die zwischen den benachbarten Bauteilen angeordneten Elastdomerdichtungen auch zum Toleranzausgleich eingesetzt. Beim Verspannen der benachbarten Bauteile treten bei einem derartig elastischen Toleranzausgleich zwangsläufig „Restspannungen” auf, welche an den Stirnseiten des Laufradsatzes dann zu Reibmomenten führen, oder wenn zwischen den benachbarten Bauteilen toleranzbedingte Spalte verbleiben, können stirnseitig am Laufradsatz Leckageverluste auftreten, die den Wirkungsgrad, insbesondere bei sehr klein bauenden Zahnringpumpen (wie beispielsweise auch bei kleinen Gerotorpumpen), stark beeinträchtigen.
Um nun diese fertigungsbedingten, entweder aus Leckageverlusten resultierenden, oder aus der „Verspannung” der Elastdomerdichtungen gegen den Laufradsatz resultierenden Wirkungsgradverluste zu reduzieren, muss zur Axialspaltkompensation die Fertigungsgenauigkeit und damit der Herstellungsaufwand erhöht werden.
Im Stand der Technik werden zur Axialspaltkompensation dem Pumpenlaufradsatz beidseitig benachbart axial verschiebbare Dichtplatten angeordnet. Auf deren dem Pumpenlaufradsatz abgewanden Seite dieser axial verschiebbare Dichtplatten sind von Elastdomerdichtungen umschlossene Hohlräume angeordnet, welche im Betriebszustand der Pumpe druckbeaufschlagt werden.
Doch selbst bei klein bauenden Zahnringpumpen ist diese Lösung mit beidseitig des Pumpenlaufradsatzes benachbart angeordneten, axial verschiebbaren Dichtplatten nicht geeignet, um mit vertretbaren Fertigungskosten einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, da der Einsatz dieser Dichtplatten mit Druckbeaufschlagung eines von Elastdomerdichtungen umschlossenen, zwischen den benachbarten Bauteilen angeordneten Hohlraumes bewirkt, dass der Hohlrauminnendruck dabei auch randseitig auf die Elastdomerdichtung einwirkt, wobei mit kleiner werdender Pumpenbaugröße dieser axiale Toleranzausgleich mit druckbeaufschlagten Elastdomerdichtungen zur Folge hat, dass das Verhältnis der „Elastdomerdichtungskraft” zur hydraulisch generierten Kraft immer ungünstiger wird, wodurch mit keiner werdender Baugröße der Zahnringpumpen (z. B. bei Gerotorpumpen mit einem Fördervolumenstrom von ca. 8 l/min und Außenabmessungen von ca. 40 mm × 40 mm × 40 mm) die nicht kalkulierbaren „Störkräfte” überwiegen und diese dann den Gesamtwirkungsgrad Pumpe dominierend beeinflussen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hochdynamische Zahnringpumpe zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, d. h. auch bei sehr kleiner Baugröße kostengünstig herstellbar ist, dabei unter allen Einsatzbedingungen stets robust, zuverlässig und störunanfällig arbeitet und selbst in kleiner Baugröße (z. B. mit Außenabmessungen von ca. 40 mm × 40 mm × 40 mm und einem Fördervolumenstrom von ca. 8 l/min) stets zuverlässig einen hohen Gesamtwirkungsgrad gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zahnringpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten wie auch weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.
Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit sechs zeichnerischen Darstellungen näher erläutert werden.
Es zeigt dabei die
1: eine Explosivdarstellung der erfindungsgemäßen Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe in einer perspektivischen Ansicht von „oben/vorn”;
2: eine Explosivdarstellung der erfindungsgemäßen Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe in einer perspektivischen Ansicht von „oben/hinten”;
3: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe im Endmontagezustand;
4: die Seitenansicht der im Endmontagezustand in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Zahnringpumpen in der Bauform einer Gerotorpumpe im Schnitt;
5: Vorderansicht des Einzelteils Ausgleichskolben 13 mit Formdichtring 29 vor dem Einbau in die erfindungsgemäßen Zahnringpumpen in der Bauform einer Gerotorpumpe;
6: Draufsichtsicht auf den in der 5 dargestellten Ausgleichskolben 13;
7: Schnitt bei A-A (gemäß 5) durch den in der 5 dargestellten Ausgleichskolben 13;
Die in den 1 bis 7 dargestellte, erfindungsgemäße Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe besitzt ein aus mehreren Gehäuseteilen gebildetes Pumpengehäuse 1 in dem ein von einer Antriebswelle 2 angetriebener Laufradsatz 3 angeordnet ist, der aus einem drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden außenverzahnten Innenrotor 4 und einem innenverzahnten Außenrotor 5 besteht welcher drehbar in einer zylindrischen Rotorlagerung 6 des Pumpengehäuses 1 gelagert ist.
In der stirnwandseitig benachbarten Deckfläche 7 des Laufradsatzes 3 sind im Saugbereich des Pumpengehäuses 1 eine Saugniere 8 und im Druckbereich des Pumpengehäuses 1 eine Druckniere 9 angeordnet.
Die Saugniere 8 ist mit dem im Pumpengehäuse 1 angeordneten Sauganschlusskanal 10 und die Druckniere 9 mit dem am Pumpengehäuse 1 angeordneten Druckanschlusskanal 11 verbunden, so dass die zu pumpende Flüssigkeit vom Sauganschlusskanal 10 über den Laufradsatz 3 in den Druckanschlusskanal 11 gepresst wird.
Erfindungsgemäß ist im Pumpengehäuse 1, in axialer Richtung der Deckfläche 7 gegenüberliegend am Laufradsatz 3, ein in einer Ausgleichskolbenführung 12 des Pumpengehäuses 1 verdrehsicher geführter, stirnwandseitig am Außenrotor 5 des Laufradsatz 3 anliegender Ausgleichskolben 13 angeordnet, dessen Außendurchmesser, wie in der 4 dargestellt, etwa dem des Laufradsatzes 3 entspricht.
Kennzeichnend ist, dass mittig in diesem Ausgleichskolben 13 eine Lagerbohrung 14 angeordnet ist, in der die Antriebswelle 2 des Laufradsatzes 3 drehbar gelagert ist.
Dabei ist wesentlich, dass dem Laufradsatz 3 gegenüberliegend am Ausgleichskolben 13 ein in einer Steuerkolbenführung 15 geführter, über einen Steuerdruckraum 16 druckbeaufschlagbarer Steuerkolben 17 anliegt, wobei dieser Steuerdruckraum 16 über Druckkanäle 18 und eine Druckkammer 19 mit der Druckniere 9 über den Druckanschlusskanal 11 verbundenen ist.
Der Steuerkolben 17 ist dabei exzentrisch am Ausgleichskolben 13, im Bereich der Druckniere/n 9 angeordnet.
Mittels dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, mit fertigungstechnisch vertretbaren Toleranzen eine hochdynamische Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe zu produzieren, welche selbst bei sehr kleiner Baugröße (z. B. mit Außenabmessungen von ca. 40 mm × 40 mm × 40 mm und einem Fördervolumenstrom von ca. 8 l/min) kostengünstig herstellbar ist und unter allen Einsatzbedingungen stets robust, zuverlässig und störunanfällig arbeitet und auch in dieser kleinen Baugröße stets zuverlässig einen hohen Gesamtwirkungsgrad gewährleistet, da das fertigungstechnisch bedingte axiale Montagespiel beidseitig des Laufradsatzes 3 dadurch reduziert wird, indem der durch den vom Pumpendruck beaufschlagte Steuerkolben 17 den Ausgleichskolben 13 an den Laufradsatz 3 bis auf das durch die Bearbeitungsrauhigkeit bedingte Spaltmaß anpresst.
Vorteilhaft ist dabei, dass in der Rotorlagerung 6 des Pumpengehäuses 1 mehrere Lagertaschen 20 angeordnet sind, welche eine gezielte Druckbeaufschlagung des Außenrotors 5 zur Richtungsbestimmung der resultierende Rotorkraft ermöglichen.
Kennzeichnend ist, dass im Druckübergangsbereich der Pumpe, wie in den 1 und 2 dargestellt, asymmetrisch am Umfang der zylindrischen Rotorlagerung 6 eine mit den Drucknieren 9 und dem Druckanschlusskanal 11 über Druckkanäle 18 verbundene Druckkammer 19 derart angeordnet ist, dass deren Innenmantel in Verbindung mit der der Druckkammer 19 benachbart angeordneten Mantelfläche der Rotorlagerung 6 eine in Drehrichtung des Außenrotors gerichtete Radialspaltkompensatorzunge 21 bildet, und die Druckkammer 19 über einen Ausgleichskanal 22/mehrere Ausgleichskanäle 22 mit mindestens einer der Lagertaschen 20 verbunden ist, wodurch neben einer Radialspaltkompensation, auf der Saugseite, auf der bedingt durch dynamische Rotorkräfte der Außenring des Außenrotors 5 anliegt, auch ein hydrodynamisches Druckpolster erzeugt wird,
Durch die Gesamtheit der im Bereich der Mantelfläche der Rotorlagerung 6 angeordneten erfindungsgemäßen Bauteile wird mittels des von der erfindungsgemäßen Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe erzeugten Pumpendruckes eine auf den Laufradsatz 3 einwirkende „resultierende” Kraft erzeugt, die das Zahnspiel zwischen den Zähnen des innenverzahnten Außenrotors 5 und den Zähnen des außenverzahnten Innenrotors 4 im Druckübergabebereich des Laufradsatzes 3 der erfindungsgemäßen Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe reduziert, und dadurch kostengünstig, robust, und zuverlässig selbst bei kleinen Pumpenbaugröße einen hohem Gesamtwirkungsgrad gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass am Ausgleichskolben 13 ein Lagefixierstift 23 angeordnet ist, welcher in einer neben der Steuerkolbenführung 15 angeordneten Stiftführungsbohrung 24 axial verschiebbar angeordnet ist, wobei neben der Stiftführungsbohrung 24 eine Austrittsbohrung 25 angeordnet ist, welche über einen Rückströmkanal 26 mit der Stiftführungsbohrung 24 und der/den Saugniere/n 8, bzw. dem Sauganschlusskanal 10 verbundenen ist.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird eine exakte Lagesicherung bei gleichzeitig exakt definierter, leichtgängiger translatorischer Verschiebbarkeit des Ausgleichskolbens 13 gewährleistet.
Kennzeichnend ist auch, dass in der Lagerbohrung 14 des Ausgleichskolben 13, wie in den 3 und 4 dargestellt, eine Durchgangsbohrung 27 angeordnet ist, welche den Austritt der Leckageflüssigkeit aus der Lagerbohrung 14 ermöglicht, und dadurch eine zuverlässige Schmierung der in dieser Lagerbohrung 14 gleitgelagerten Antriebswelle 2 gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass am Ausgleichskolben 13, wie in der 4 dargestellt, neben der zentrisch angeordneten Lagerbohrung 14, an der dem Laufradsatz 3 benachbarten Stirnseite, im Saugbereich eine Saugniere 8 und im Druckbereich eine Druckniere 9 angeordnet sind. Dadurch wird eine „innere” Strömungsoptimierung in der Pumpe, u. a. auch für eine optimalen Befüllung der Förderzellen, gewährleistet.
Kennzeichnend ist, wie in den 2, 3 und 4 dargestellt, dass die Antriebswelle 2 einerseits in der Lagerbohrung 14 am Ausgleichskolben 13 und andererseits in einem Lagersitz 35 im Lagergehäuse 34 des Pumpengehäuses 1 gelagert ist, wobei sowohl zwischen der Lagerbohrung 14 am Ausgleichskolben 13 und der Druckniere 9 am Ausgleichskolben 13, wie in der 5 dargestellt, und auch zwischen dem Lagersitz 35 im Lagergehäuse 34 des Pumpengehäuses 1 und der Druckniere 9 im Lagergehäuse 34 des Pumpengehäuses 1, wie in der 2 dargestellt, jeweils eine Druckübergabenut 28 angeordnet ist, wodurch eine optimale Schmierung der beiden Gleitlagerstellen der Antriebswelle 2 bewirkt wird, so dass eine reibungsarme Lagerung der Antriebswelle 2 der erfindungsgemäßen Zahnringpumpe in der Bauform einer Gerotorpumpe gewährleistet ist.
Erfindungswesentlich ist weiterhin, dass am Umfang des Ausgleichskolben 13, wie in den 1 bis 7 dargestellt, ein Formdichtring 29 mit einem, in einer, in der Ausgleichskolbenführung 12 und der Rotorlagerung 6 angeordneten, Fixierzapfenführung 30 geführten, Lagefixierzapfen 31, und einer, wie in den 4 und 5 dargestellt, im Bereich der Druckniere 9 am Außenrand des Formdichtringes 29 angeordneten Drucknut 32, welche über am Formdichtring 29 wie auch am Ausgleichskolben 13 angeordnete, mit der am Ausgleichskolben 13 angeordneten Druckniere 9 in Verbindung stehende, Druckkanäle 18 verbunden ist.
Diese erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet, unter Betriebsbedingungen bei minimalem Fertigungsaufwand, eine robuste, zuverlässige, störunanfällige sichere und reibungsarme Verschiebung des Ausgleichskolbens 13 bei zugleich optimaler Abdichtung des Ausgleichskolbens 13 in der Ausgleichskolbenführung 12.
Erfindungsgemäß ist, wie in den 1, 2 und 4 dargestellt, dass am Umfang des Steuerkolbens 17 ein Steuerkolbendichtring 33 angeordnet ist.
Dieser Steuerkolbendichtring 33 bewirkt eine zuverlässige, störunanfällige, dynamische Verschiebung des Ausgleichskolbens 13.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass das Pumpengehäuse, wie in den 1 bis 4 dargestellt, modulartig aufgebaut und sandwichartig zusammengefügt ist, und dabei aus einem Lagergehäuse 34 mit einem Lagersitz 35, einem Dichtungssitz 36, einer Saugniere 8, dem mit dieser verbundenem Rückströmkanal 26, einem mit der Saugniere 8 verbundenem Sauganschlusskanal 10 und einem zwischen der Kammer mit dem Dichtungssitz 36 und der Saugniere 8 bzw. dem Sauganschlusskanal 10 angeordneten Rückströmkanal 26, einer Druckniere 9 und dem mit dieser verbundenen Druckanschlusskanal 11 und einem mit der Druckniere 9 und oder dem Druckanschlusskanal 11 verbundenen Druckkanal 18, einem Dichtungssitz 36 zur Aufnahme eines Wellendichtringes 38, einer Ringnut 37 zur Aufnahme eines Dichtringes 39 (O-Ringes) und mehreren Gewindebohrungen 40 besteht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diesem benachbart ein Arbeitsgehäuse 41 mit Durchgangsbohrungen 42 angeordnet, in dem der Laufradsatz 3 gelagert ist, diesem Arbeitsgehäuse 41 benachbart ist weiterhin ein Steuergehäuse 43 mit beidseitig angeordneten Ringnuten 37, mehreren Durchgangsbohrungen 42, der Ausgleichskolbenführung 12 und der Steuerkolbenführung 15 angeordnet, wobei diesem Steuergehäuse 43 benachbart dann abschließend ein Gehäusedeckel 44, wiederum mit Durchgangsbohrungen 42, angeordnet ist, und im Endmontagezustand in den Ringnuten 37 jeweils ein Dichtring 39 (O-Ringe) angeordnet ist, wobei die Durchgangsbohrungen 42 im Endmontagezustand zueinander fluchten, und das sandwichartig aufgebaute Pumpengehäuse 1 mittels Passhülsen 45 und Durchgangsverbindungsschrauben 46 entlang der einander zugewandten Seitenwände vollflächig verspannt wird.
Durch den modulartigen Aufbau können die Fertigungsaufwendungen bei hoher Zuverlässigkeit nochmals deutlich reduziert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es gelungen eine hochdynamische Zahnringpumpe zu entwickeln, die auch bei sehr kleiner Baugröße kostengünstig herstellbar ist und dabei unter allen Einsatzbedingungen stets robust, zuverlässig und störunanfällig arbeitet und selbst in kleiner Baugröße (z. B. mit Außenabmessungen von ca. 40 mm × 40 mm × 40 mm und einem Fördervolumenstrom von ca. 8 l/min) stets zuverlässig einen hohem Gesamtwirkungsgrad gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Pumpengehäuse
2: Antriebswelle
3: Laufradsatz
4: Innenrotor
5: Außenrotor
6: Rotorlagerung
7: Deckfläche
8: Saugniere
9: Druckniere
10: Sauganschlusskanal
11: Druckanschlusskanal
12: Ausgleichskolbenführung
13: Ausgleichskolben
14: Lagerbohrung
15: Steuerkolbenführung
16: Steuerdruckraum
17: Steuerkolben
18: Steuerdruckkanal
19: Druckkammer
20: Lagertasche
21: Radialspaltkompensatorzunge
22: Ausgleichskanal
23: Lagefixierstift
24: Stiftführungsbohrung
25: Austrittsbohrung
26: Rückströmkanal
27: Durchgangsbohrung
28: Druckübergabenut
29: Formdichtring
30: Lagefixierzapfenführung
31: Lagefixierzapfen
32: Drucknut
33: Steuerkolbendichtring
34: Lagergehäuse
35: Lagersitz
36: Dichtungssitz
37: Ringnut
38: Wellendichtring
39: Dichtring
40: Gewindebohrung
41: Arbeitsgehäuse
42: Durchgangsbohrungen
43: Steuergehäuse
44: Gehäusedeckel
45: Passhülsen
46: Durchgangsverbindungsschrauben

Claims

Zahnringpumpe mit einem aus mehreren Gehäuseteilen gebildeten Pumpengehäuse (1) in dem ein von einer Antriebswelle (2) angetriebener Laufradsatz (3) angeordnet ist, der aus einem drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden außenverzahnten Innenrotor (4) und einem innenverzahnten Außenrotor (5) besteht, der drehbar in einer zylindrischen Rotorlagerung (6) des Pumpengehäuses (1) gelagert ist, wobei an mindestens einer der beidseitig dem Laufradsatz (3) stirnwandseitig benachbarten Deckflächen (7) im Saugbereich des Pumpengehäuses (1) Saugniere/n (8) und im Druckbereich Pumpengehäuses (1) Druckniere/n (9) angeordnet sind, und die Saugniere/n (8) mit mindestens einem im Pumpengehäuse (1) angeordneten Sauganschlusskanal (10) und die Druckniere/n (9) mit mindestens einen am Pumpengehäuse (1) angeordneten Druckanschlusskanal (11) verbunden ist/sind, und die zu pumpende Flüssigkeit vom Sauganschlusskanal (10) über den Laufradsatz (3) in den Druckanschlusskanal (11) gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (1) dem Laufradsatz (3) in axialer Richtung benachbart, ein in einer Ausgleichskolbenführung (12) des Pumpengehäuses (1) verdrehsicher geführter, stirnwandseitig am Außenrotor (5) des Laufradsatzes (3) anliegender Ausgleichskolben (13) angeordnet ist, wobei in diesem Ausgleichskolben (13) eine Lagerbohrung (14) angeordnet ist, in der die Antriebswelle (2) des Laufradsatzes (3) drehbar gelagert ist, wobei dem Laufradsatz (3) gegenüberliegend am Ausgleichskolben (13) ein in einer Steuerkolbenführung (15) geführter, über einen Steuerdruckraum (16) druckbeaufschlagbarer Steuerkolben (17) anliegt, wobei der Steuerdruckraum (16) über Druckkanäle (18) und/oder Druckkammer/n (19) direkt mit der/den Druckniere/n (9) oder indirekt mit dieser/n über den Druckanschlusskanal (11) verbundenen ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rotorlagerung (6) des Pumpengehäuses (1) eine/mehrere Lagertasche/n (20) angeordnet ist/sind.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckübergangsbereich der Pumpe, asymmetrisch am Umfang der zylindrischen Rotorlagerung (6) eine mit der/den Druckniere/n (9) und/oder dem Druckanschlusskanal (11) über einen Druckkanal (18)/mehrere Druckkanäle (18) verbundene Druckkammer (19) derart angeordnet ist, dass deren Innenmantel in Verbindung mit der der Druckkammer (19) benachbart angeordneten Mantelfläche der Rotorlagerung (6) eine in Drehrichtung des Außenrotors gerichtete Radialspaltkompensatorzunge (21) bildet, wobei die Druckkammer (19) über einen Ausgleichskanal (22)/mehrere Ausgleichskanäle (22) mit mindestens einer der Lagertaschen (20) verbunden ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgleichskolben (13) ein Lagefixierstift (23) angeordnet ist, welcher in einer neben der Steuerkolbenführung (15) angeordneten Stiftführungsbohrung (24) axial verschiebbar gelagert angeordnet ist, wobei neben der Stiftführungsbohrung (24) eine Austrittsbohrung (25) angeordnet ist, welche über einen Rückströmkanal (26) mit der Stiftführungsbohrung (24) und der/den Saugniere/n (8), bzw. dem Sauganschlusskanal (10) verbundenen ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagerbohrung (14) des Ausgleichskolbens (13) eine Durchgangsbohrung (27) angeordnet ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgleichskolben (13) neben der zentrisch angeordneten Lagerbohrung (14), an der dem Laufradsatz (3) benachbarten Stirnseite, im Saugbereich eine Saugniere (8) und im Druckbereich eine Druckniere (9) angeordnet sind.
Zahnringpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) einerseits in der Lagerbohrung (14) am Ausgleichskolben (13) und andererseits in einem Lagersitz (35) im Pumpengehäuse (1) gelagert ist, wobei sowohl zwischen der Lagerbohrung (14) am Ausgleichskolben (13) und der Druckniere (9) am Ausgleichskolben (13), wie auch zwischen dem Lagersitz (35) im Pumpengehäuse (1) und der Druckniere (9) im Pumpengehäuse (1) jeweils eine Druckübergabenut (28) angeordnet ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Ausgleichskolben (13) ein Formdichtring (29) mit einem in einer, in der Ausgleichskolbenführung (12) angeordneten Fixierzapfenführung (30) geführten Lagefixierzapfen (31), und einer im Bereich der Druckniere (9) am Außenrand des Formdichtringes (29) angeordneten Drucknut (32), welche über am Formdichtring (29), wie auch am Ausgleichskolben (13) angeordnete, mit der am Ausgleichskolben (13) angeordneten Druckniere (9) in Verbindung stehende Druckkanäle (18) verbunden ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Steuerkolbens (17) ein Steuerkolbendichtring (33) angeordnet ist.
Zahnringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse modulartig aufgebaut und sandwichartig zusammengefügt ist, und dabei aus einem Lagergehäuse (34) mit einem Lagersitz (35), einem Dichtungssitz (36), einer Saugniere (8), dem mit dieser verbundenem Rückströmkanal (26), einem mit der Saugniere (8) verbundenem Sauganschlusskanal (10) und einem zwischen der Kammer mit dem Dichtungssitz (36) und der Saugniere (8) bzw. dem Sauganschlusskanal (10) angeordneten Rückströmkanal (26), einer Druckniere (9) und dem mit dieser verbundenen Druckanschlusskanal (11) und einem mit der Druckniere (9) und oder dem Druckanschlusskanal (11) verbundenen Druckkanal (18), einem Dichtungssitz (36) zur Aufnahme eines Wellendichtringes (38), einer Ringnut (37) zur Aufnahme eines Dichtringes (39) (O-Ringe) und mehreren Gewindebohrungen (40) besteht, dem benachbart ein Arbeitsgehäuse (41) mit Durchgangsbohrungen (42) angeordnet ist, in dem der Laufradsatz (3) gelagert ist, diesem Arbeitsgehäuse (41) benachbart ist weiterhin ein Steuergehäuse (43) mit beidseitig angeordneten Ringnuten (37), mehreren Durchgangsbohrungen (42), der Ausgleichskolbenführung (12) und der Steuerkolbenführung (15) angeordnet, wobei diesem Steuergehäuse (43) benachbart dann abschließend ein Gehäusedeckel (44), wiederum mit Durchgangsbohrungen (42), angeordnet ist, wobei im Endmontagezustand in den Ringnuten (37) jeweils ein Dichtring (39) (O-Ringe) angeordnet ist, und die Durchgangsbohrungen (42) im Endmontagezustand zueinander fluchten, wobei das modulartig aufgebaute Pumpengehäuse (1) mittels Passhülsen (45) und Durchgangsverbindungsschrauben (46) entlang der einander zugewandten Seitenwände vollflächig verspannt ist.