DE10117376A1 - Pumpe - Google Patents

Abstract

Es wird eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere Hydraulik-Öl, vorgeschlagen, mit einer in das Innere der Pumpe führenden Antriebswelle, die geführt wird von mindestens einer Lagereinrichtung, und mit einer Dichtungseinrichtung, wie Wellendichtring, die einen Spalt zwischen einem Gehäuse oder Lagerflansch der Pumpe und der Antriebswelle abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere Hydrauliköl, mit einer in das Innere der Pumpe führenden Antriebswelle, die geführt wird von mindestens einer Lagereinrichtung, und mit einer Dichtungseinrichtung, die einen Spalt zwischen einem Gehäuse oder einem Lagerflansch der Pumpe und der Antriebswelle abdichtet.

Pumpen der hier angesprochenen Art, insbesondere Hydraulikpumpen, sind bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß sie zum Beispiel mit dem Hydrauliksystem eines Automatikgetriebes oder mit dem Hydrauliksystem einer hydraulischen Lenkhilfeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug verbunden sind. Die Dichtungseinrichtung hat die Aufgabe, das aus der Pumpe abfließende Lecköl, das zur Schmierung der Lagereinrichtung an der Welle entlanggeführt wird, gegenüber der Außenwelt der Pumpe abzudichten, so daß das an der Welle abgeführte Lecköl innerhalb der Pumpe wieder in den Saugbereich zurückgeführt wird. Derartige Wellendichtringe werden mit einer bestimmten Kraft, die durch den Preßsitz des Wellendichtrings innerhalb der für den Wellendichtring vorgesehenen Einbauöffnung bestimmt wird, in die Einbauöffnung eingepreßt. Diese Haltekraft des Wellendichtrings führt dazu, daß bis zu einem bestimmten Druck im Leckölbereich der Wellendichtring in seiner Position durch seine eigene Einpreßkraft gehalten werden kann. Wird der Druck im Leckölbereich höher, so wird der Wellendichtring aus seiner Position herausgepreßt und führt damit zur Undichtigkeit und letztendlich zum Versagen der Pumpe.

Nun ist bei der Montage zum Beispiel eines hydraulischen Lenksystems einschließlich der Pumpe im Kraftfahrzeug nach beendigter Montage eine Befüllung ab Werk mit dem für die Lenkeinrichtung benötigten Fluid notwendig. Um diese Befüllung in relativ kurzer Zeit zu ermöglichen, ist man dazu übergegangen, das Hydrauliksystem zuerst zu evakuieren und zusätzlich die Befüllung mit einem gewissen Überdruck vorzusehen. So sind im Laufe der Entwicklungen die Drücke bei derartigen Befülleinrichtungen bis auf 3 bar angehoben worden, und inzwischen werden sogar Befülleinrichtungen mit bis zu 5 bar Einfülldruck eingesetzt, was für die Befüllung eine wesentliche Zeitersparnis bedeutet. Bei dieser zunehmenden Druckanhebung in der Befüllungsanlage sind aber auch die im Leckölbereich auftretenden Drücke am Wellendichtring derart angestiegen, daß es gelegentlich zum Herauspressen des Wellendichtrings gekommen ist. Deshalb wurden Überlegungen angestellt, den Wellendichtring mit einer zusätzlichen Axialsicherung zu versehen. Zusätzlich sollte diese Axialsicherung aber auch keine großen konstruktiven Änderungen an der bereits freigegebenen Pumpe benötigen, damit nicht neue Freigabetests durchgeführt werden müssen. Bekannte Sicherungen für den Wellendichtring benutzen z. B. eine eingepreßte Paßscheibe, was aber beim Einpressen zum Auftreten von Spänen an der Einpreßstelle zum Wellendichtring hin und damit in den Ölkreislauf bewirken kann. Die Verwendung einer Paßscheibe verlangt auch genauere Fertigungstoleranzen, sowohl an der Paßscheibe selbst als auch an der entsprechenden Einbaubohrung, so daß hier zusätzliche Fertigungskosten durch engere Toleranzen entstehen.

Eine andere bekannte Möglichkeit der axialen Sicherung ist das Anbringen einer Sprengringsicherung, welche aber eine eigene Nut für den Sprengring mit zusätzlichen entsprechenden Wandstärken benötigt und deswegen massive konstruktive Änderungen des Pumpendesigns und auch eines vollautomatischen Montagebandes in der Fertigung bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine axiale Sicherung für derartige Wellendichtringe zu gestalten, die geringe Fertigungskosten aufweist, keine wesentlichen Konstruktionsänderungen und damit keine zusätzlichen Freigabetests erfordert und keine engen Fertigungstoleranzen benötigt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere Hydrauliköl, gelöst mit einer in das Innere der Pumpe führenden Antriebswelle, die geführt wird von mindestens einer Lagereinrichtung, und mit einer Dichtungseinrichtung, die einen Spalt zwischen einem Gehäuse oder einem Lagerflansch der Pumpe und der Antriebswelle abdichtet, wobei die Dichtungseinrichtung in axialer Richtung gegen Verschiebung aus dem Gehäuse oder Lagerflansch heraus durch ein Bauteil, wie einen Ring, in Position gehalten wird. Erfindungsgemäß ist der Ring, von außen auf das Gehäuse oder den Lagerflansch gesehen, vor der Dichtungseinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist der Ring als Zentrierring ausgebildet, wobei der Ring gegenüber dem Gehäuse fixierbar ist.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ring durch Verdrängen von Gehäusematerial gegen den Ring, wie durch Verstemmen, fixierbar. Bevorzugt ist der Ring durch symmetrische oder gegenüberliegende Materialverdrängungen beziehungsweise Verstemmungen fixierbar, gegebenenfalls auch zentrierbar.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform hat der Ring einen im wesentlichen annähernd rechteckigen Querschnitt, vorzugsweise mit einer Fase am Außenumfang.

Vorzugsweise besteht der Ring aus dem gleichen Werkstoff wie das Pumpengehäuse. Erfindungsgemäß wird der Ring aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, insbesondere aus einer Aluminiumknetlegierung Al-Cu-Mg-Pb, vorzugsweise nach den Materialspezifikationen F34 bis F37. Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der der Ring lose, das heißt mit Spiel montierbar ist und danach, in Position befindlich, verstemmt und somit fixiert wird. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Ring deshalb die Dichtungseinrichtung gegen einen Druck von mindestens bis zu 5 bar in seiner Position halten. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden anhand der Figuren näher beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe

Fig. 2 einen Querschnitt eines Zentrierrings

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen im Lagergehäuse verstemmten Zentrierring.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe. Eine Welle 1, die im Lagergehäuse 2 durch ein Wälzlager 3 gelagert ist, wobei das Wälzlager axial gegenüber der Welle durch einen Absatz 20 auf der Welle und einen Sicherungsring 5 sowie axial gegenüber dem Lagergehäuse 2 durch einen Absatz im Lagergehäuse 21 und einen Sicherungsring 4 gesichert ist, treibt über eine Verzahnung 6 eine im Pumpengehäuse 7 befindliche Rotationsgruppe 22 an. Die Rotationsgruppe 22 besteht aus einem Rotor 8, der in Schlitzen verschiebbare Flügel 9 enthält, die wiederum an einem mit einer in etwa elliptischen Hubkontur 10 versehen Hubring entlanggleiten. Dabei ergeben sich bei Rotation des Rotors zwischen den Flügeln durch Vergrößerung der Zellenräume Saugbereiche und durch Verkleinerung der Zellen Druckbereiche, die zu der bei Flügelzellenpumpen bekannten Pumpfunktion führen. Die Rotationsgruppe 22 ist durch eine Druckplatte 11, die in diesem Fall mit einer Feder 12 gegen den Ring gedrückt wird, gegenüber dem Druckraum 13 abgedichtet, in dem das unter Druck austretende Öl gesammelt wird. Zur Abdichtung der Druckplatte 11 gegenüber dem Pumpengehäuse 7 dient zusätzlich ein Dichtring 14. Gegenüber dem Lagergehäuse 2 ist die Rotationsgruppe durch eine zweite Druckplatte 15 abgedichtet. Das aus der Rotationsgruppe 22 zur Welle 1 hin abfließende, unvermeidbare Lecköl, welches durch die notwendigen Laufspiele zwischen Rotor und Seitenplatten hindurchdringt, kann über die Öffnung 16 in der Druckplatte 15 in den Wellenbereich abgeführt werden, wo es sowohl die Lagereinrichtung 3 schmieren kann, als auch über die Leitung 17 wieder dem Saugraum der Pumpe 18 zugeführt werden kann. Das unter nur geringem Druck stehende Lecköl muß nach außen gegenüber der Welle 1 und dem Lagergehäuse 2 heraus durch die Dichtungseinrichtung 19 abgedichtet werden. In der erfindungsgemäßen Pumpe ist die Dichtungseinrichtung 19 in axialer Richtung gegen Verschiebung nach vorne aus dem Lagergehäuse 2 heraus durch einen Ring 20 abgesichert, der als Zentrierring ausgebildet sein kann und durch Verstemmungen 21 des Lagerflanschmaterials gegen den Zentrierring fixierbar ist. Dadurch kann auch bei höher auftretenden Drücken im Leckölbereich, wie zum Beispiel im Lagerbereich, der Wellendichtring 19 nicht in axialer Position nach vorne aus dem Lagergehäuse heraus verschoben werden. Vorteil dieser Art der Sicherungseinrichtung ist, daß der Zentrierring 20 die gleiche unkritische Bohrungstoleranzqualität wie der Wellendichtring benutzt und daher keine zusätzlichen Fertigungsschritte notwendig sind, wie es z. B. bei einem Sprengring mit zusätzlicher Montagenut oder bei einer Paßscheibe mit zusätzlichen engeren Scheiben- und Bohrungstoleranzen notwendig wäre. Nach erfolgter, durch das Spiel einfacher Montage des lose sich zentrierenden Sicherungsrings 20 wird durch die symmetrischen Verstemmungen 21 dieser Sicherungsring in seiner Position fixiert.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den sogenannten Zentrierring 20, der einen im wesentlichen rechteckigen Materialquerschnitt 25 besitzt, welcher durch eine die Montage erleichternde, kleine Fase 26 im äußeren Durchmesserbereich des Zentrierrings leicht abgeschrägt wird. Der Zentrierring 20 wird vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Pumpengehäuse gefertigt, damit Temperaturausdehnungskoeffizienten der Materialien sich nicht wesentlich auf die Festigkeit des Verstemmungssitzes auswirken können. Bei den aus Leichtbaugründen häufig verwendeten Pumpengehäusen aus Aluminiumdruckguß, die Gewichtseinsparungen ermöglichen, wird für den Zentrierring eine Aluminiumknetlegierung aus Al-Cu-Mg-Pb bevorzugt, vorzugsweise der Materialspezifikationen F34 bis F37.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf einen im Lagergehäuse verstemmten Zentrierring. Der Wellendichtring 19 wird an seinem Außendurchmesser von dem Zentrierring 20 abgedeckt, der in die entsprechende Bohrung im Lagerflansch 2 eingesetzt ist. Nach erfolgtem Einbringen von Wellendichtring und Zentrierring werden durch Verdrängen des Flanschmaterials vier Verstemmungen 21 eingebracht, die das Material radial gegen den Zentrierring verdrängen und ihn damit durch eine Klemmverbindung in seiner Position fixieren. Die symmetrische Verstemmung, d. h. die Verstemmung auf zwei gegenüberliegenden Seiten, sorgt dafür, daß während des Verstemmens der Zentrierring nicht aus der Mitte heraus verschoben wird. Somit ist also auch für einen zentrierten Sitz des Zentrierrings durch diese Art der Verstemmung gesorgt. In Fig. 3 erkennt man noch am Pumpenflansch Befestigungsgewinde 31, die zur Befestigung der Pumpe im Fahrzeug dienen. Zusätzlich sind Einbuchtungen 32 vorgesehen, die zur zusätzlichen Positionierung eines eventuell benötigten Kunststofftanks auf der entsprechenden Pumpe dienen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (14)

1. Pumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere Hydraulik-Öl, mit einer in das Innere der Pumpe führenden Antriebswelle, die geführt wird von mindestens einer Lagereinrichtung, und mit einer Dichtungseinrichtung, wie Wellendichtring, die einen Spalt zwischen einem Gehäuse oder Lagerflansch der Pumpe und der Antriebswelle abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung in axialer Richtung gegen Verschiebung aus dem Gehäuse oder Lagerflansch heraus durch ein Bauteil, wie einen Ring, in ihrer Position gehalten wird.

2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring, von außen gesehen auf das Gehäuse oder den Lagerflansch, vor der Dichtungseinrichtung angeordnet ist.

3. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring als Zentrierring ausgebildet ist.

4. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring gegenüber dem Gehäuse fixierbar ist.

5. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring gegenüber dem Gehäuse durch Verdrängen von Gehäusematerial gegen den Ring fixierbar ist.

6. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring durch Verstemmen fixierbar ist.

7. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring durch symmetrische oder gegenüberliegende Materialverdrängungen beziehungsweise Verstemmungen fixierbar ist, insbesondere zentrierbar ist.

8. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring einen im wesentlichen annähernd rechteckigen Querschnitt hat, insbesondere mit einer außen liegenden Fase.

9. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus dem gleichen Werkstoff wie das Pumpengehäuse gefertigt ist.

10. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.

11. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus einer Aluminiumknetlegierung, wie Al-Cu-Mg-Pb, insbesondere nach der Materialspezifikation F34 bis F37, gefertigt ist.

12. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring mit Spiel montierbar ist und erst, wenn in seiner Position in der Pumpe befindlich, verstemmt wird.

13. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring die Dichtungseinrichtung gegen einen Druck von mindestens bis zu 5 bar in ihrer Position hält.

14. Pumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere Hydraulik-Öl, mit einer in das Innere der Pumpe führenden Antriebswelle, die geführt wird von mindestens einer Lagereinrichtung, und mit einer Dichtungseinrichtung, wie Wellendichtring, die einen Spalt zwischen einem Gehäuse oder Lagerflansch der Pumpe und der Antriebswelle abdichtet, gekennzeichnet durch ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.