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Die Erfindung betrifft eine Eaton-Pumpe mit einem Außenrotor,
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dessen Drehmittelpunkt gegenüber demjenigen des Innenrotors versetzt
ist, wobei an dem Ansaugbereich zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor ein innerer
Einlaßkanal und dem Verdichtungsbereich zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor
ein innerer Auslaßkanal mit einem inneren Auslaß angeordnet sind.
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So ist z.B. aus Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau", zweiter
Band, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1961, hier Seite 251, eine Eaton-Pumpe
prinzipiell bekannt.
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Bei einer solchen Pumpe treibt eine exzentrisch in einem Gehäuse gelagerte
Welle mittels eines Zahnrades, dem Innenrotor, einem sich zentrisch im Gehäuse drehenden
Zahnkranz, den Außenrotor, an. Der Innenrotor hat einen Zahn weniger als der Außenrotor.
Die Verzahnung des Innerotors ist so geformt, daß jeder Zahn den Außenrotor berührt
und die entstehenden Räume weitgehend abdichtet; als Zahnflankenform kommt dazu
Kreisbogenform in Frage. Eine solche Pumpe wird auch gemäß der "Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik",
20. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1980, hier Seite 239, als Rotorpumpe
bezeichnet. Dort wird diese Pumpe auch in Verbindung zur Trockensumpfschmierung
bei Kraftfahrzeugen gebracht. Um einen solchen erhöhten Öldruck zu erzielen, läge
es nahe, einfach zwei bekannte Eaton-Pumpen hintereinander zu schalten, so daß also
die zweite Eaton-Pumpe schon Öl unter dem Ausgangsdruck der ersten Eaton-Pumpe erhält.
Solch ein Vorschlag ist z.B. aus der DE-OS 33 07 790 bekannt. Eine solche Lösung
bedeutet jedoch eine im wesentlichen verdoppelte Baugröße gegenüber einer einzigen
Eaton-Pumpe. Demgegenüber gilt es insbesondere im Kraftfahrzeugbau, Gewicht und
Volumen zu sparen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zweistufige Eaton-Pumpe
zu schaffen, die demgegenüber einen verminderten Gewichts- und Raumbedarf besitzt.
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Aus der DE-AS 15 53 184, der DE-OS 17 03 346 sowie der DE-OS 17 03
577 sind zwar schon zweistufige Zahnradpumpen mit ineinander gesetzten Pumpstufen
bekannt. Jedoch benötigen diese bekannten Lösungen komplizierte Schieber-, insbesondere
Drehschieber-, -einrichtungen, die in jeder Hinsicht nachteilig sind. Dies gilt
insbesondere im Hinblick auf die Drucksicherheit, Verschleißfestwgkeit, Betriebssicherheit,
das Gewicht, das Volumen und schließlich auch die Kosten einer solchen Pumpe. Demgegenüber
wird nach der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß der Außenrotor außen verzahnt
ist und mit einen innenverzahnten Umfangsrotor eine weitere Eaton-Pumpe bildet.
Somit ist es gelungen, zwei Saton-Pumpen ineinander zu bauen, ohne daß ir,gendwelche
chieber-, insbesondere Drehsciiieber-, -mechanismen notwendig sind. Auch wird hinsichtlich
Gewicht und Volumen weniger Raum benötigt als vordem, insbesondere auch weniger
Raum als für zwei gesonderte Eaton-Pumpens die hintereinander geschaltet sind. Die
Druckbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen
Pumpe entspricht dabei zwangsläufig demjenigen der herkömmlichen, einstufigen Eaton-Pumpen.
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Demgemäß ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, daß der
äußere Einlaß der von dem außenverzahnten Außenrotor mit dem innenverzahnten Umfangsrotor
gebildeten weiteren Eaton-Pumpe mit dem inneren Auslaß verbunden ist. Solchenfalls
wird eine echte, ansich zweistufige Eaton-Pumpe nach der Erfindung geschaffen, die
gleichwohl in ihrem Aufbau wie in ihrer Verwendung einer herkömmlichen, einstufigen
Eaton-Pumpe gleicht. Die Verbindung der beiden Pumpen-Stufen muß nicht direkt, also
unmittelbar sein; vielmehr kann unter Zwischenschaltung z. B. eines Schäumungstankes,
Reservoirs, eines Filters, Kühlers oder anderen in der Regel hinsichtlich des gepumpten
Mediums passiven Leitungselementes die Verbindung zwischen der inneren und der erfindungsgemäß
äußeren
aton-Pumpen-Stufe vermittelt sein. Die Druckminderung solcher
in der bezeichneten Verbindung eingeschalteten Elemente wird von der äußeren Pumpe
überwunden, so daß gerade die letztgenannten, passiven Leitungselemente nunmehr
vermehrt mit ihren Vorteilen zur Anwendung kommen können. Um die Fördermenge der
äußeren Saton-Pumpe, die im wesentlichen von dem außenverzahnten Außenrotor und
dem innenverzahnten Umfangsrotor gebildet wird, an diejenige der inneren Eaton-Pumpe
anzupassen, die im wesentlichen von dem innenverzahnten Außenrotor und dem Innenrotor
gebildet wird, kann der Querschnitt der äußeren Laton-Pumpe entsprechend flacher
bemessen werden als der Querschnitt der inneren Raton-Purnpe. So ist es insbesondere
mnglich, die Fördermenge der äußeren Eaton-Pumpe exakt auf diejenige der inneren
Eaton-Pumpe abzustimmen. Darüber hinaus ist es sogar möglich, durch eine solchermaßen
geeignete Bemessung einer gewissen Kompressibilität des zu pumpenden Mediums Rechnung
zu tragen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drehmittelpunkt des Umfangsrotores,
der Drehmittelpunkt des Außenrotors und der
Drehmittelpunkt des
Innenrotors hintereinander liegen. In einem solchen Fall werden die Ansaugbereiche
und die Verdichtungsbereiche der inneren Eaton-Pumpe und der äußeren Eaton-Punipe
jeweils zueinander benachbart liegen. Dies hat zur Folge, daß auch die Außenverzahnung
des Außenrotores und die Innenverzahnung desselben in diesen Bereichen jeweils zu-einander
entgegengesetzte Kräfte wirken. Kraftmäßig wird also der Außenrotor somit entlastet.
Insbesondere solchenfalls kann er daher ohne weitere Lagerung im Gehäuse alleine
aufgrund seiner Verzahnung auf den Zähnen des Innenrotores und des Umfangsrotores
gelagert sein. In jedem Fall wird der Verschleiß in der erfindungsgemäßen Pumpe
herabgesetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt.
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Es zeigen im einzelnen: Fig. 1 die Draufsicht auf die erfindungsgemäße
Pumpe in Schemadarstellung; Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie
A-B aus Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Pumpe, bei der
der Drehmittelpunkt des Umfangsrotors, der Drehmittelpunkt des Außenrotors und der
Drehmittelpunkt des Innenrotors hintereinander liegen.
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Im folgenden seien die Figuren 1 und 2 gleichzeitig erläutert, wobei
erforderlichenfalls ausdrücklich gesagt wird, in welcher Figur die angesprochene
Besonderheit besonders zu erkennen ist.
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Aus dem Stand der Technik bekannt ist der außenverzahnte Innenrotor
3, der auf einer nicht dargestellten Antriebsachse in der Achsbohrung 16 drehfest
angeordnet ist und von derselben in Umdrehung versetzt wird. Die Außenverzahnung
des Innenrotores 3 treibt die Innenverzahnung des Außen-
rotores
2 an. Der Innenrotor 3 ist in dem Zentral lager 10 drehbar gelagert, während der
Außenrotor 2 an dem kreisrunden Bund 5 mit einer entsprechenden Stufe zur drehbaren
Lagerung anliegt. Das Medium, insbesondere das Motoröl tritt durch den inneren Einlaß
12 in den inneren Einlaßkanal 7 ein; der innere Einlaßkanal 7 befindet sich in dem
Ansaugbereich 17 zwischen dem Innenrotor 3 und dem Außenrotor 2. Verständlich wird
dies, wenn man die Drehrichtung 24 der Rotoren berücksichtigt. Über dem Verdichtungsbereich
18 zwischen dem Innenrotor 3 und dem Außenrotor 2 befindet sich der innere Auslaßkanal
6. Er mündet schließlich in den inneren Auslaß 13 der mit dem äußeren Einlaß 14
der äußeren Eaton-Pumpe zwischen der Außenverzahnung des Außenrotores 2 und der
Innenverzahnung des Umfangsrotores 1 verbunden ist. Diese Verbindung zwischen dem
inneren Auslaß 13 und dem äußeren Auslaß 14 ist jedoch nicht dargestellt. Über dem
Ansaugbereich 17 zwischen dem Umfangsrotor 1 und dem Außenrotor 2 liegt der äußere
Einlaßkanal 8 in dem Gehäuseboden 20. über dem Verdichtungsbereich 18 zwischen dem
Umfangsrotor 1 und dem Außenrotor 2 liegt der äußere Auslaßkanal 9 in dem Gehäuseboden
20. Der äußere Auslaßkanal 9 mündet in den äußeren Auslaß 15, der somit dann den
Ausgang der Pumpe darstellt.
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Abgeschlossen wird der Gehäuseboden 20 andererseits von dem Gehäusedeckel
19, der allerdings wie der Gehäuseboden 20 mit den dort befindlichen Ein- und Auslaßkanälen
ausgebildet sein könnte. Zu erkennen ist insbesondere in Fig. 1, daß der Drehmittelpunkt
21 des Umfangsrotors 1 vom Drehmittelpunkt 23 des Außenrotors 2 gesehen jenseits
des Drehmittelpunktes 22 des Innenrotors 3 liegt. Dies hat zur Folge, daß der Verdichtungsbereich
18 der inneren Eaton-Pumpe benachbart zu dem Ansaugbereich 17 der äußeren Eaton-Pumpe
liegt, während der Ansaugbereich 17 der inneren Eaton-Pumpe benachbart zu dem Verdichtungsbereich
18 der äußeren Eaton-Pumpe liegt.
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In Figur 3 liegen im Unterschied zu der Darstellung aus Figur 1 der
Drehmittelpunkt 21 des Umfangsrotors 1, der Drehmittelpunkt 27 des Außenrotores
2 und der Drehmittelpunkt 22 des Innenrotors hintereinander. So werden die Ansaugbereiche
17 und die Verdichtungsbereiche 1& der inneren und der äußeren Eaton-Pumpe jeweils
zueinander benachbart.
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Infolgedessen erhält der Außenrotor 2 auf seiner Außenverzahnung und
seiner Innenverzahnung jeweils zueinander entgegengerichtete Kräfte durch den Druck
des gepumpten Mediums und wird somit kraftentiastet in dem Bund 5 gelagert. Dies
hat verständlicherweise eine besondere Verschleißfestigkeit bzw. Lebensdauer für
diese Lagerung und damit für die erfindungsgremäße Pumpe zur Folge. Ansonsten kann
unter Bezug auf die Bezugsziffern auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen
werden.
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Zeichenerklärung 1 Umfangsrotor 2 Außenrotor 3 Innenrotor 4 Boden
5 Bund 6 innerer Auslaßkanal 7 innerer Einlaßkanal 8 äußerer Einlaßkanal 9 äußerer
Auslaßkanal 10 Zentral lager 11 Außenlager 12 innerer Einlaß 13 innerer Auslaß 14
äußerer Einlaß 15 äußerer Auslaß 16 Achsbohrung 17 Ansaugbereich 18 Verdichtungsbereich
19 Gehäusedeckel 20 Gehäuseboden 21 Drehmittelpunkt des Umfangsrotors 22 Drehmittelpunkt
des Innenrotors 23 Drehmittelpunkt des Außenrotors 24 Drehrichtung