DE10024669A1 - Pumpe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe in Kraftfahrzeugen, mit einer sich an eine elektrische Antriebseinheit anschließenden Pumpenkammer, in der ein Rotor konzentrisch zu einer Antriebswelle der elektrischen Antriebseinheit angeordnet ist, dass die Antriebswelle über einen drehfest mit derselben verbundenen Mitnehmer mit dem Rotor in Eingriff steht, wobei der Mitnehmer in einer Rotorausnehmung eingreift, wobei der Mitnehmer und die korrespondierende Rotorausnehmung ausschließlich quer zu einer Längsachse der Antriebswelle orientiert sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe in Kraft
fahrzeugen, mit einer sich an eine elektrische Antriebseinheit anschließenden
Pumpenkammer, in der ein Rotor konzentrisch zu einer Antriebswelle der elek
trischen Antriebseinheit angeordnet ist, dass die Antriebswelle über einen dreh
fest mit derselben verbundenen Mitnehmer mit dem Rotor in Eingriff steht, wo
bei der Mitnehmer in einer Rotorausnehmung eingreift.
Aus der DE 39 30 734 A1 ist eine Pumpe mit einem durch eine Antriebswelle
einer elektrischen Antriebseinheit angetriebenen Rotor bekannt, wobei ein Mit
nehmer drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Mitnehmer hat einen
hakenförmigen Verlauf, wobei er in radialer Richtung von der Antriebswelle ab
ragt und in eine axial verlaufende Rotorausnehmung eingreift.
Nachteilig an der bekannten Pumpe ist, dass wegen eines infolge von Ferti
gungsungenauigkeiten stets vorhandenen axialen Winkelversatzes zwischen
der Antriebswelle einerseits und des Rotors andererseits eine Verformung des
Mitnehmers eintritt, die einen ungünstigen Einfluss auf die Lebensdauer der
Pumpe hat. Mit fortdauernder Pumpenlaufzeit erstreckt sich die Anlagefläche
zwischen dem Mitnehmer und der Rotorausnehmung nicht mehr parallel zur
Längsachse der Antriebswelle. Es wirken auf den Rotor Axialkräfte, die zu ei
nem Höhenverschleiß an einer Stirnfläche desselben führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pumpe derart weiterzubilden,
dass der Verschleiß bzw. die Abnutzung des Rotors verringert und damit die
Lebensdauer der Pumpe erhöht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der
Mitnehmer und die korrespondierende Rotorausnehmung ausschließlich quer
zu einer Längsachse der Antriebswelle orientiert sind.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht zum einen in einer Verschleißmi
nimierung des Rotors und zum anderen in einem gleichmäßigeren Pumpenlauf;
so dass die Lebensdauer der Pumpe erheblich vergrößert werden kann (um
das Zwei- bis Dreifache). Durch die Anordnung des Mitnehmers ausschließlich
in Querrichtung zur Längsachse der Antriebswelle erfolgt eine geringere Ver
formung desselben. Die gleichwohl auftretende Verformung des Mitnehmers ist
im Wesentlichen in Umfangsrichtung gerichtet, so dass die Krafteinleitung des
Mitnehmers auf den Rotor im Wesentlichen axialkraftfrei erfolgt. Eine uner
wünschte Axialverschiebung des Rotors kann hierdurch wesentlich reduziert
werden, so dass der infolge des axialen Winkelversatzes bewirkte Rotorhöhen
verschleiß relativ gering ist.
Vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Lage des Mitnehmers relativ zu
der elektrischen Antriebseinheit, dass der Drehmomentenverlauf über den
Drehwinkel gezielt eingesetzt werden kann. Der Drehmomentenbedarf der
Pumpe über den Drehwinkel kann auf das Drehmomenten-Drehwinkel-Angebot
des Motors abgestimmt werden, so dass energetisch die Leistungsübertragung
günstiger ist und ein ruhigerer Pumpenlauf erzielt wird (geringere Drehzahl
schwankungen bzw. Drehwinkelschwingungen).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mitnehmer als
Querstift ausgebildet, der in einer Querbohrung der Antriebswelle gelagert ist.
Die Querbohrung bildet mit einer Längsachse der Antriebswelle eine gemein
same Ebene und bewirkt zusammen mit dem bezüglich einer Längsmittelebene
symmetrisch aufgebauten Rotor eine symmetrische Massenverteilung. Das dy
namische Drehverhalten der Pumpe kann somit verbessert werden (geringe
dynamische Unwucht).
Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Querausnehmung der An
triebswelle als Querschlitz ausgebildet sein, der in Verbindung mit einer auf die
Antriebswelle aufsteckbaren und mit Aussparungen versehenen Hülse derart
zusammenwirkt, dass der Querstift in der vorgesehenen Position gehalten ist.
Diese Ausbildung des Querschlitzes ist fertigungstechnisch einfacher herstell
bar.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebswelle oder der Rotor
in Höhe der Querausnehmung bzw. der Rotorausnehmung einen erhabenen
Umfangsabsatz auf, so dass eine definierte Lagerung des Rotors auf der An
triebsweile gegeben ist. Der axiale Winkelversatz zwischen dem Rotor und der
Antriebswelle kann hierdurch begrenzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Mitnehmers kann eine Glättung
der Drehzahlschwankungen bzw. Schwingungen erzielt werden, was sich
schalldämpfend auswirkt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Pumpe ohne Gehäuseabdeckung mit einem
Mitnehmer nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpe entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Pumpe entlang der Linie III-III in Fig.
1,
Fig. 4 eine Einzelheit in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung einer Rotor-Antriebswelleverbindung mit
einem Mitnehmer nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig. 6 einen Längsschnitt durch die montierte Antriebswelle-Rotoreinheit
gemäß Fig. 5.
Eine in Fig. 1 bis 4 dargestellte Pumpe ist als Flügelzellenpumpe 1 ausgebil
det, die in Kraftfahrzeugen zur Verstärkung von Bremskraftzylindern eingesetzt
wird.
Die Flügelzellenpumpe 1 besteht aus einer elektrischen Antriebseinheit, insbe
sondere einem elektrischen Motor, der über eine Antriebswelle 3 und einen Mit
nehmer 4 mit einem Rotor 5 wirkverbunden ist.
Der Rotor 5 ist zwischen einer motorseitigen Grundplatte 6 und einer axial ver
setzten Abdeckplatte 7 eingespannt. Die Grundplatte 6 weist eine zentrale Boh
rung auf, in der ein Endbereich der Antriebswelle 3 geführt ist. Der durch die
Grundplatte 6 und die Abdeckplatte 7 begrenzte Raum bildet eine Pumpen
kammer, in die ein flüssiges Medium (Öl) zu- und abgeführt wird. Der Rotor 5
weist in Umfangsrichtung vier verteilt angeordnete Schlitze 8 auf, in die jeweils
Flügel 9 eingreifen und in Abhängigkeit von der Drehlage unterschiedlich große
Zellen bilden.
Auf einer der elektrischen Antriebseinheit 2 abgewandten Seite ist die Pumpen
kammer durch eine Gehäuseabdeckung 10 abgedeckt. Der Rotor 5 ist im We
sentlichen scheibenförmig ausgebildet und weist eine zentrale Bohrung 11 auf,
in die ein Ende der Antriebswelle 3 soweit eingreift, dass der drehfest mit der
Antriebswelle 3 verbundene Mitnehmer 4 in einer Quermittelebene 12 des Ro
tors 5 positioniert ist. Der Mitnehmer ist als Querstift 13 ausgebildet, der in einer
als Querbohrung 14 ausgebildeten Querausnehmung der Antriebswelle 3 ge
führt ist. Der Querstift 13 erstreckt sich senkrecht zu einer Längsachse 15 der
Antriebswelle 3 und schneidet dieselbe mittig. Der Querstift 13 ist symmetrisch
zu einer Längsmittelebene 16 der Antriebswelle ausgerichtet, wobei gegenüber
liegende Endabschnitte 17 des Querstiftes 13 jeweils in eine radiale Rotoraus
nehmung 18 eingreifen. Die Rotorausnehmungen 18 schließen sich jeweils un
mittelbar in radialer Richtung an die zentrale Bohrung 11 an und sind mit ihrer
Länge auf die Länge der Endabschnitte 17 abgestimmt. Die Rotorausnehmun
gen 18 sind symmetrisch zu der Längsmittelebene 16 ausgebildet. Sie erstrec
ken sich in axialer Richtung durchgehend, so dass infolge eines durch Ferti
gungsungenauigkeiten axialen Winkelversatzes zwischen dem Rotor 5 und der
Antriebswelle 3 auftretende Axialkräfte aufgenommen werden können. Die Ro
torausnehmungen 18 erstrecken sich somit rinnenförmig in axialer Richtung,
wobei die Breite der Rinne auf die Dicke der Querstifte 13 abgestimmt ist.
Zur Erzeugung einer definierten Relativlage des Rotors 5 zu der Antriebswelle 3
weist der Rotor im Bereich der Quermittelebene 12 einen erhabenen Umfangs
absatz 19 auf, mittels dessen eine vorgegebene Spielpassung des Rotors 5 auf
der Antriebswelle 3 gegeben ist.
Vorzugsweise ist der Querstift 13 mit einer flexiblen Beschichtung versehen,
oder besteht statt aus Metall vollständig aus einem Kunststoffmaterial, so dass
einer Abnutzung desselben entgegengewirkt wird.
Nach einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 kann im Un
terschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel eine Antriebswelle 20
vorgesehen sein, die einen Querschlitz 21 aufweist, dessen Breite an den
Durchmesser des Querstiftes 13 angepasst ist. Zum Festlegen des Querstiftes
13 in dem Querschlitz 21 ist eine Hülse 22 vorgesehen, die axiale Aussparun
gen 23 aufweist und derart pressend auf das Ende der Antriebswelle 20 aufge
setzt wird, dass die Aussparung 23 zu den Querschlitzen 21 der Antriebswelle
20 fluchten. Die Aussparungen 23 im zusammengesetzten Zustand erstreckt
sich der Querstift 13 in einer im Querschnitt langlochartigen Querausnehmung,
wobei ein dem Rotor 5 zugewandtes Ende der Querausnehmung einen erha
benen Umfangsabsatz 24 der Hülse 22 durchbricht. In diesem Endbereich der
Querausnehmung befindet sich die vorgesehen Position des Querstiftes 13,
wobei er wie im vorausgehenden Ausführungsbeispiel sich in der Quermittel
ebene des Rotors 5 erstreckt.
Claims (10)
1. Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe in Kraftfahrzeugen, mit einer
sich an eine elektrische Antriebseinheit anschließenden Pumpenkammer,
in der ein Rotor konzentrisch zu einer Antriebswelle der elektrischen An
triebseinheit angeordnet ist, dass die Antriebswelle über einen drehfest mit
derselben verbundenen Mitnehmer mit dem Rotor in Eingriff steht, wobei
der Mitnehmer in einer Rotorausnehmung eingreift, dadurch gekennzeich
net, dass der Mitnehmer (4) und die korrespondierende Rotorausnehmung
(18) ausschließlich quer zu einer Längsachse (15) der Antriebswelle (3,
20) orientiert sind.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mitneh
mer (4) und die Rotorausnehmung (18) radial zu der Längsachse (15) der
Antriebswelle (3, 20) erstrecken.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Rotorausnehmung (18) unmittelbar an eine die Antriebswelle (3, 20) auf
nehmende zentrale Bohrung (11) des Rotors (5) anschließt, wobei die Ro
torausnehmung (18) in axialer Richtung durchgehend ausgebildet ist.
4. Pumpe nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Mitnehmer (4) als Querstift (13) ausgebildet ist, der symmetrisch zu ei
ner Längsmittelebene (16) der Antriebswelle (3) in einer Querausnehmung
der Antriebswelle (3) gelagert ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Paar von sich in einer gemeinsamen Quermittelebene (12) erstrecken
den radialen Rotorausnehmungen (18) vorgesehen sind.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Querausnehmung der Antriebswelle (3) als eine Querbohrung (14)
ausgebildet ist, in der der Querstift (13) mit Spielfassung geführt ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querboh
rung (14) in einem solchen Abschnitt der Antriebswelle (3) angeordnet ist,
dass der Querstift (13) in der Quermittelebene (12) des Rotors (5) zur An
lage an eine Innenwandung der radialen Rotorausnehmung (18) kommt.
8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Querausnehmung als Querschlitz (21) ausgebildet ist, dessen Breite
zu dem Durchmesser des Querstiftes (13) ausgerichtet ist, und dass eine
mit gegenüberliegenden Aussparungen (23) versehen Hülse (22) derart
pressend auf die Antriebswelle (20) aufsetzbar ist, dass der Querstift (13)
in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.
9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebswelle (3, 20) oder der Rotor (5) in Höhe der Querausnehmung
(14, 21) bzw. der Rotorausnehmung (18) einen in radialer Richtung erha
benen Umfangsabsatz (19, 24) aufweisen zur Ausrichtung der axialen La
ge der Antriebswelle (3, 20) bezogen zu dem Rotor (5).
10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querstift (13) aus einem Metallwerkstoff oder aus einem Metallwerk
stoff mit flexibler Beschichtung der aus einem Kunststoffmaterial besteht.
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R071 | Expiry of right |