WO1999050559A1

WO1999050559A1 - Oil pump with a pressure compensation hole

Info

Publication number: WO1999050559A1
Application number: PCT/DE1999/000960
Authority: WO
Inventors: Harald Dehmel
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2000-10-01
Also published as: DE19814545A1

Abstract

The invention relates to an internal gear pump for delivering liquid media, preferably lubricating oil for internal combustion engines or groups belonging thereto. Said internal gear pump comprises a blind hole which is situated on the side of the housing opposite the inflow and outflow openings for the delivery medium, and is generally located in the cap of the housing. Said blind hole is open up to the tooth gaps between the gear rotors and receives delivery medium thereby. The delivery medium enters the space between the gear rotors and the housing cap, whereby a hydrostatic bearing of said gear rotors is guided in relation to the housing cap, and the delivery capacity of the pump is increased. The possible arrangement of the hole, and the size and shape thereof are described in other embodiments.

Description

Ölpumpe mit DruckausgleichsbohrungOil pump with pressure compensation hole

Beschreibung:Description:

Gegenstand der Erfindung ist eine Druckausgleichsbohrung, die bei Zahnradpumpen eingesetzt wird, vorzugsweise bei solchen, die zur Ölförderung in Verbrennungsmotoren oder zugeordneten Aggregaten Verwendung finden. Derartige Pumpen sind häufig Innenzahnradpumpen. Eine entsprechende Innenzahnradpumpe ist z. B. aus der DE PS 34 10 015 vorbekannt.The invention relates to a pressure compensation bore which is used in gear pumps, preferably in those which are used for oil production in internal combustion engines or associated units. Such pumps are often internal gear pumps. A corresponding internal gear pump is e.g. B. known from DE PS 34 10 015.

Üblicherweise werden Zahnradpumpen der genannten Bauart in der Weise ausgeführt, daß sich die Läufer-Zahnräder im Pumpengehäuse befinden und zwar so, daß eine ihrer Begrenzungsseiten mit der Begrenzungsfläche des Pumpengehäuses fluchtet. Auf dieser Seite der Läufer-Zahnräder ist das Pumpengehäuse durch einen Deckel abgeschlossen, der in der Grundausführung eben ist und keine Räume aufweist, in denen sich Fördermedium sammeln könnte. Auf der anderen Begrenzungsseite der Läufer-Zahnräder wird den Zahnradzwischenräumen das zu fördernde Medium, also z. B. Schmieröl, durch eine sog. Saugniere zu- und aus den Zahnradzwischenräumen durch eine sog. Druckniere abgeführt.Gear pumps of the type mentioned are usually designed in such a way that the rotor gears are located in the pump housing and in such a way that one of their boundary sides is flush with the boundary surface of the pump housing. On this side of the rotor gears, the pump housing is closed by a cover, which is flat in the basic version and has no spaces in which the medium could collect. On the other boundary side of the rotor gears, the medium between the gears is the medium to be pumped, e.g. B. lubricating oil, by a so-called suction kidney and discharged from the gear spaces by a so-called pressure kidney.

Es hat sich gezeigt, daß diese Ausführung zu Schwierigkeiten führen kann, wenn der Förderdruck hoch wird oder die Oberflächenqualität der Seiten der Läufer-Zahnräder und des Gehäusedeckels besonders gut ist. In derartigen Fällen kann es zum "Ankleben" der Läufer-Zahnräder am Deckel durch Adhäsion kommen, in schwerwiegenden Fällen auch zum Fressen, weil der Eintritt von Fördermedium zwischen Läufer-Zahnräder und Deckel verhindert wird. Es sind infolgedessen Gestaltungen entwickelt worden, die mindestens auch dem genannten Nachteil begegnen sollen, wie z. B. die Anordnung von Druckausgleichsräumen im Deckel, die in ihrer Form den Saug- und/oder Drucknieren ganz oder teilweise entsprechen. Nachteile derartiger Gestaltungen sind jedoch die aufwendige Fertigung, ein nicht unerheblicher axialer Auflageverlust der Läufer-Zahnräder und eine Verkleinerung der Dichtstege zwischen Saug- und Druckräumen.It has been shown that this design can lead to difficulties if the delivery pressure becomes high or the surface quality of the sides of the rotor gears and the housing cover is particularly good. In such cases, adhesion of the rotor gears to the cover can occur due to adhesion, and in severe cases also seizure because the entry of the medium between the rotor gears and cover is prevented. As a result, designs have been developed which should at least also counter the disadvantage mentioned, such as. B. the arrangement of pressure equalization spaces in the lid, the shape of the suction and / or pressure kidneys correspond in whole or in part. Disadvantages of such designs, however, are the complex production, a not inconsiderable loss of axial support of the rotor gears and a reduction in the size of the sealing webs between the suction and pressure chambers.

Einen anderen Weg zur Verbesserung der Laufeigenschaft der Pumpenzahnräder zeigt die DE OS 2 249 395. Sie befaßt sich einerseits mit der Verringerung des Startdrehmoments für den Fall, daß die Pumpe in umgekehrter Funktion als Motor eingesetzt wird, andererseits damit, Drehmomentschwankungen und starke Geräusche beim Pumpenbetrieb zu reduzieren. Für die letztere Aufgabe sieht die OS 3 paarweise angeordnete Vertiefungen an den Innenseiten des Gehäuses vor, die sich an den Kreuzungspunkten befinden, an denen die jeweils nierenförmigen Saug- und Drucköffnungen der Pumpe durch die Zahnelemente des Innen- und Außenläufers gegeneinander abgesperrt sind. Die Vertiefungen stehen mit den Zahnzwischenräumen in diesem Bereich in Verbindung, so daß das in diesen geförderte Fluid mit einer gewissen Menge in sie übertreten und einen Druckausgleich erzeugen soll, der zugunsten einer axialen Balance des Innnen- und Außenläufers wirken soll. Abgesehen davon, daß die beschriebene Ausführung relativ fertigungsaufwendig ist, führt sie auch dazu, daß die für die Abdichtung zwischen Saug- und Druckbereich der Pumpe notwendigen Flächen sowohl durch die Zahl der Vertiefungen als auch durch deren Lage im wichtigen Kreuzungsbereich sehr stark reduziert werden. Pumpen der entsprechenden Ausführung konnten sich deshalb bisher kaum durchsetzen.DE OS 2 249 395 shows another way of improving the running properties of the pump gearwheels. On the one hand, it deals with the reduction of Starting torque in the event that the pump is used in reverse function as a motor, on the other hand to reduce torque fluctuations and strong noise during pump operation. For the latter task, the OS 3 provides paired depressions on the inside of the housing, which are located at the crossing points at which the kidney-shaped suction and pressure openings of the pump are blocked off by the tooth elements of the inner and outer rotor. The depressions are in communication with the interdental spaces in this area, so that the fluid conveyed into them with a certain amount should pass into them and produce a pressure compensation which is to act in favor of an axial balance of the inner and outer rotor. Apart from the fact that the described embodiment is relatively expensive to manufacture, it also leads to the fact that the areas required for the sealing between the suction and pressure areas of the pump are greatly reduced both by the number of depressions and by their location in the important crossing area. Pumps of the corresponding design have so far hardly been able to establish themselves.

Unter teilweiser Zugrundelegung der Gedanken, die die OS 2 249 395 aufweist, wird die entsprechende Aufgabe in der vorliegenden Erfindung besser gelöst und werden die Nachteile der genannten OS vermieden, wenn nur eine Vertiefung im Gehäusedeckel so angebracht wird, daß sie sich in dem Bereich befindet, dem gegenüber im Gehäuse die Saug- bzw. Druckniere angeordnet sind und daß ihre Außenkontur auf der einen Seite bis zum Außenumfang des Außenläufers, auf der anderen Seite bis zum Zahnfußkreis des Innenläufers reicht. In überraschender Weise hat sich gezeigt, daß die Reduzierung der Fördermedium aufnehmenden Vertiefungen auf eine und deren Anordnung an besser geeigneter Stelle wesentliche Betriebs- und Konstruktionsvorteile erbringt. Bei dieser Gestaltung ist die für Leckverluste der Pumpe wichtige Dichtfläche zwischen Saug- und Druckraum nicht beeinträchtigt. Durch das in die Bohrung aus den Zahnzwischenräumen eintretende Fördermedium wird bei Drehung der Läufer-Zahnräder das unter Druck stehende Fördermedium in den Zwischenraum zwischen Läufer-Zahnrad und Deckel eingepreßt, wodurch das Läufer-Zahnrad gegenüber dem Deckel schwimmend gelagert wird. Die hydrodynamische Schmierung axial/radial wird verbessert. Durch den auftretenden Druckausgleich findet eine axiale Radsatzzentrierung statt, die den Wirkungsgrad anhebt, da die Spalthöhen auf beiden Seiten der Zahnradläufer sich ausgleicht. Das Ankleben des Radsatzes durch die Adhäsionskräfte wird verhindert. Die sich bei einer beispielhaften Pumpe ergebenden wesentlichen Steigerungen der Fördermengen sind in Fig. 1 dargestellt.On the basis of some of the ideas that OS 2 249 395 has, the corresponding object is better achieved in the present invention and the disadvantages of the aforementioned OS are avoided if only one depression is made in the housing cover so that it is located in the area , opposite to which the suction or pressure kidneys are arranged and that their outer contour extends on one side to the outer circumference of the outer rotor, on the other side to the tooth root circle of the inner rotor. Surprisingly, it has been shown that the reduction of the wells receiving the conveying medium to one and their arrangement at a more suitable location brings significant operational and design advantages. With this design, the sealing surface between the suction and pressure chamber, which is important for leakage losses of the pump, is not impaired. Due to the medium entering the bore from the interdental spaces, when the rotor gears rotate, the pressurized medium is pressed into the intermediate space between the rotor gear and the cover, whereby the rotor gear is floatingly supported relative to the cover. The hydrodynamic lubrication axially / radially is improved. Due to the pressure equalization occurring, an axial wheel set centering takes place, which increases the efficiency, since the gap heights on both sides of the gear wheel balancers. The adhesion of the wheelset is prevented by the adhesive forces. The one at Exemplary pump increases resulting in the delivery rates are shown in Fig. 1.

Die entsprechende erfindungsgemäße Pumpenausführung hat sich nicht nur als preisgünstig in der Fertigung herausgestellt, sondern auch als in besonderem Maße entwicklungs- und anpassungsfähig. Die Ausgleichs-Vertiefung kann nach Herstellung des Deckels auf einfache Weise an beliebiger Stelle der Innenseite des Deckels angebracht werden und läßt sich so während des Entwicklungsvorgangs ohne Schwierigkeiten bezüglich ihrer Lage, ihrer Größe oderer ihrer Gestaltung variieren, wodurch ohne weiteres Anpassungen an die Betriebsparameter der jeweiligen Pumpenausführung möglich sind. Vorzugsweise wird die Ausgleichs-Vertiefung im Druckbereich der Pumpe angeordnet. Aufwendige Modelleinrichtungen für den Deckel oder entsprechend aufwendige Fräsvorgänge entfallen.The corresponding pump design according to the invention has not only been found to be inexpensive to manufacture, but also to be particularly developable and adaptable. The compensation recess can be easily attached to any position on the inside of the lid after the lid has been produced and can thus be varied during the development process without difficulty with regard to its position, its size or its design, thereby making further adjustments to the operating parameters of the respective Pumps are possible. The compensation depression is preferably arranged in the pressure region of the pump. Elaborate model devices for the lid or correspondingly elaborate milling processes are not required.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Innenläuferzahnradpumpe ist in den Zeichnungen gemäß Fig. 2 bis 4 dargestellt und wird anhand dieser Zeichnungen im folgenden beschrieben. Fig. 2 zeigt dabei die Draufsicht auf den Gehäusedeckel mit Ausgleichsbohrung, Fig. 3 einen Schnitt durch die Pumpe in der Ebene A-A von Fig. 2, Fig. 4 das vergrößerte Detail der Ausgleichsbohrung aus Fig. 3.An embodiment of an internal rotor gear pump according to the invention is shown in the drawings according to FIGS. 2 to 4 and is described below with reference to these drawings. 2 shows a top view of the housing cover with a compensating bore, FIG. 3 shows a section through the pump in the plane A-A of FIG. 2, FIG. 4 shows the enlarged detail of the compensating bore from FIG. 3.

In Fig. 2 befindet sich innerhalb des Gehäuses 1 das Außeniäuferzahnrad 2 und in diesem, radial exzentrisch versetzt, das Innenläuferzahnrad 3. Die Zähne der Zahnräder 2 und 3 sind, aufgrund dieser exzentrischen Anordnung, in unterschiedlichem Eingriff, so daß sich zwischen den beiden Zahnrädern rundum verlaufend Öffnungen zum Transport des zu fördernden Mediums fortlaufend öffnen und nach Erreichen einer größtmöglichen Öffnung auch wieder fortlaufend schließen. Da Abb. 2 einen Blick aus Richtung der Deckelseite der Pumpe darstellt, sind die Saug- und Drucknieren 4 und 5 nur, weil im jenseitigen Hintergrund liegend, gestrichelt angedeutet. Wie ersichtlich, reicht die Außenkontur der im Deckel der Pumpe angeordneten Vertiefung 6 vom Außenumfang des Außenläufers 2 bis zum Zahnfuß des Innenläufers 3.In Fig. 2, the outer rotor gear 2 is located within the housing 1 and in this, radially eccentrically offset, the inner rotor gear 3. The teeth of the gears 2 and 3 are, due to this eccentric arrangement, in different engagement, so that there is between the two gears Continuously open openings for transporting the medium to be conveyed and close continuously after reaching the largest possible opening. Since Fig. 2 shows a view from the direction of the cover side of the pump, the suction and pressure kidneys 4 and 5 are only indicated by dashed lines because they lie in the background on the other side. As can be seen, the outer contour of the recess 6 arranged in the cover of the pump extends from the outer circumference of the outer rotor 2 to the tooth base of the inner rotor 3.

Diese Anordnung läßt sich auch aus dem Schnitt in Fig. 3 ersehen. Der Schnitt ist dabei auf die Linie A-A von Fig. 2 gelegt. Man erkennt die Vertiefung 6 in dem Deckel 7, angrenzend an die äußere Wand des Außenläufers 2 und des Inneniäufers 3. Zu sehen ist außerdem, daß sich zwischen der Zahnwandung des Außenläufers 2 und der des Innenläufers 3 an der in diesem Beispiel für die Anordnung der Vertiefung 6 gewählten Stelle ein Hohlraum 8 befindet, der mit Fördermedium gefüllt ist, welches aus ihm in die Vertiefung 6 übertreten kann.This arrangement can also be seen from the section in FIG. 3. The section is placed on the line AA of Fig. 2. You can see the recess 6 in the lid 7, adjacent to the outer wall of the outer rotor 2 and the inner rotor 3. It can also be seen that between the tooth wall of the outer rotor 2 and that of the inner rotor 3 on the in this example for the arrangement of Deepening 6 selected location is a cavity 8 which is filled with pumped medium, which can pass from it into the recess 6.

Abb. 4 zeigt in 3 Varianten A, B und C Ausgestaltungen der Vertiefung in Form eines Zylinders, eines Kegels bzw. einer Halbkugel. In der Ausführung gem. Fig. 2 und 3 ist die Variante 4 B gewählt worden.Fig. 4 shows in three variants A, B and C configurations of the depression in the form of a cylinder, a cone or a hemisphere. In the execution acc. 2 and 3, variant 4 B has been chosen.

Welche Variante im Einzelfall bevorzugt werden sollte, ist nach den zur Verfügung stehenden Herstellmöglichkeiten, aber auch nach dem beim Entwicklungsgang sich erweisenden Bedarf an Fluid in der Vertiefung auszuwählen. Which variant should be preferred in the individual case is to be selected according to the available manufacturing options, but also according to the need for fluid in the recess that is evident during the development process.

Claims

Expectations

1. Gear pump for the conveyance of liquid media, preferably lubricating oil for internal combustion engines or associated assemblies, from a pump housing (1) with at least one inner rotor gear pair (2) and (3), one aligned with one side of the rotor pair, the housing Final cover (7) and arranged in the housing, substantially kidney-shaped, supply and discharge recesses (4) and (5) for the medium to be conveyed on the opposite side of the pair of runners, characterized in that there is at least one blind hole in the cover (7) (6) for receiving the pumped medium, which is arranged in the tooth area of the rotor pair (2) and (3) and is open in the direction of the interdental spaces.

2. Gear pump according to claim 1, characterized in that the blind bore (6) is located opposite the kidney-shaped feed and discharge recesses (4) and (5) arranged in the housing, preferably in the region of the discharge recess (5) (pressure kidney).

3. Gear pump according to claim 1, characterized in that the diameter of the bore (6) corresponds at least to the distance between the outer circumferential circle of the outer rotor (2) and the tooth root circle of the inner rotor (3).

4. Gear pump according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the bore (6) has a cylindrical shape.

5. Gear pump according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the bore (6) has a conical or frustoconical shape.

6. Gear pump according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the bore (6) has a hemispherical or ellipsoidal shape.