DE102010040758A1

DE102010040758A1 - Förderaggregat

Info

Publication number: DE102010040758A1
Application number: DE102010040758A
Authority: DE
Inventors: Evgenij Skrynski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15
Also published as: CN103429897A; WO2012034759A3; US9046099B2; WO2012034759A2; EP2616685B1; CN103429897B; US20130189142A1; EP2616685A2

Abstract

Es ist schon ein Förderaggregat bekannt, mit einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen Rotor, der in einem Statorgehäuse drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor an seiner der Antriebswelle abgewandten Stirnseite eine Verzahnung aufweist, die mit einer am Statorgehäuse ausgebildeten Verzahnung kämmt, wobei die Antriebswelle eine mit dem Rotor zusammenwirkende schiefe Gleitebene aufweist, die an einer Schulter der Antriebswelle ausgebildet ist und den Rotor mit seiner Rotorachse um die Antriebsachse der Antriebswelle taumeln lässt, wobei zwischen der Verzahnung des Rotors und der Verzahnung des Statorgehäuses Arbeitsräume gebildet sind, die über einen Zulauf befüllbar und über einen Ablauf entleerbar sind. In der einen Ausführung wird das Fluid axial zu- und radial abgeführt. In der anderen Ausführung wird das Fluid axial zu- und abgeführt. Hierzu sind Steuerventile in Form von Rückschlagventilen erforderlich. Die Rückschlagventile verursachen zusätzliche innere Leckagen, was zur Folge eine Senkung des volummetrischen Wirkungsgrades der Pumpe hat. Die Ventile sind Zusatzteile, die mit Zusatzkosten und erhöhtem Ausfallrisiko verbunden sind. Bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat kann auf die Steuerventile verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zulauf (15) in einem Kanal (20) der Antriebswelle (2) und der Ablauf (16) an der Schulter (6) der Antriebswelle (2) vorgesehen ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Förderaggregat aus der DE 10 2008 013 991 A1 bekannt, mit einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen Rotor, der in einem Statorgehäuse drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor an seiner der Antriebswelle abgewandten Stirnseite eine Verzahnung aufweist, die mit einer am Statorgehäuse ausgebildeten Verzahnung kämmt, wobei die Antriebswelle eine mit dem Rotor zusammenwirkende schiefe Gleitebene aufweist, die an einer Schulter der Antriebswelle ausgebildet ist und den Rotor mit seiner Rotorachse um die Antriebsachse der Antriebswelle taumeln lässt, wobei zwischen der Verzahnung des Rotors und der Verzahnung des Statorgehäuses Arbeitsräume gebildet sind, die über einen Zulauf befüllbar und über einen Ablauf entleerbar sind.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Fluid axial zu- und radial abgeführt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Fluid axial zu- und abgeführt. Hierzu sind Steuerventile in Form von Rückschlagventilen erforderlich. Die Rückschlagventile verursachen zusätzliche innere Leckagen, was zur Folge eine Senkung des volummetrischen Wirkungsgrades der Pumpe hat. Die Ventile sind Zusatzteile, die mit Zusatzkosten und erhöhtem Ausfallrisiko verbunden sind.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass auf die Steuerventile verzichtet werden kann, indem der Zulauf in einem Kanal der Antriebswelle und der Ablauf an der Schulter der Antriebswelle vorgesehen ist oder umgekehrt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Förderaggregates möglich.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn Zulauf und Ablauf in der Gleitebene platziert sind, wobei der Zulauf in dem einen Abschnitt und der Ablauf in dem anderen Abschnitt der schiefen Gleitebene angeordnet ist. Durch die Formung der Flächen von Zulauf und Ablauf auf der Gleitebene lässt sich ein bestimmtes Druckniveau einzustellen. Somit lässt sich auch eine gewünschte Druck-Kräfte-Bilanz in der Pumpe erreichen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt im Schnitt ein erfindungsgemäßes Förderaggregat und
2 eine erfindungsgemäße Antriebswelle des Förderaggregates nach 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt im Schnitt ein erfindungsgemäßes Förderaggregat.
Das Förderaggregat, beispielsweise eine Pumpe oder ein Verdichter, umfasst eine von einem Aktor 1 angetriebene Antriebswelle 2. Die Antriebswelle 2 treibt einen Rotor 3 an, der in einem Statorgehäuse 4 drehbar angeordnet ist. Die Antriebswelle 2 hat eine mit dem Rotor 3 zusammenwirkende schiefe Gleitebene 5, die an einer Schulter 6 der Antriebswelle 2 ausgebildet ist und den Rotor 3 mit seiner Rotorachse 7 um die Antriebsachse 8 der Antriebswelle 2 taumeln lässt. Der Rotor 3 hat an seiner der Antriebswelle 2 abgewandten Stirnseite eine Verzahnung 12, die mit einer am Statorgehäuse 4 ausgebildeten Verzahnung 13 kämmt, wobei zwischen der Verzahnung 12 des Rotors 3 und der Verzahnung 13 des Statorgehäuses 4 Arbeitsräume 14 gebildet sind, die über einen Zulauf 15 befüllbar und über einen Ablauf 16 entleerbar sind. Der Zulauf 15 und der Ablauf 16 beinhalten Steuerkanten 24, 25, die die Zuschaltzeitpunkte von den Arbeitsräumen 14 bestimmen. Dadurch lässt sich eine verspätete bzw. verfrühte Entleerung der Arbeitsräume erreichen.
Die Verzahnung 12 des Rotors 3 und die Verzahnung 13 des Statorgehäuses 4 haben eine unterschiedliche Zähnezahl.
Das Förderaggregat arbeitet nach dem Verdrängungsprinzip, so dass Fluid selbstansaugend in die Arbeitsräume 14 angesaugt und aus diesen druckterhöht ausgestoßen wird. Der Rotor 3 weist an seiner der Antriebswelle 2 zugewandten Seite eine mit der schiefen Gleitebene 5 zusammenwirkende Gleitfläche 19 und an seiner der Verzahnung 13 des Statorgehäuse 4 zugewandten Seite die Verzahnung 12 auf. Die Verzahnung 12 des Rotors 3 und die Verzahnung 13 des Statorgehäuses 4 ist beispielsweise jeweils eine Zykloidenverzahnung, kann aber auch eine andere Verzahnung sein. Die Verzahnungen 12, 13 können alternativ auch schräg- oder spiralförmig ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zulauf 15 in einem Kanal 20 der Antriebswelle 2 und der Ablauf 16 als Durchgangsöffnung an der Schulter 6 der Antriebswelle 2 vorgesehen ist. Umgekehrt kann Ablauf 16 in einem Kanal 20 der Antriebswelle 2 und der Zulauf 15 als Durchgangsöffnung an der Schulter 6 der Antriebswelle 2 vorgesehen sein. Der Kanal 20 verläuft gemäß dem Ausführungsbeispiel zumindest abschnittsweise parallel zur Antriebsachse 8, kann aber ausdrücklich auch anders ausgebildet sein.
Der Ablauf 16 kann beispielsweise bogenförmig ausgebildet sein und mehrere Ablauföffnungen umfassen, die bogenförmig angeordnet sind. Der Kanal 20 mündet über einen als Ausnehmung 22 ausgeführten Zulauf 15 in die schiefe Gleitebene 5. Die Ausnehmung 22 ist gegenüber dem Querschnitt des Kanals 20 beispielsweise erweitert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Ausnehmung 22 halbkreisförmig ausgebildet. Zur Befüllung der Arbeitsräume 14 hat der Rotor 3 in den Tälern der Verzahnung 12 Durchgangsöffnungen 23, die auf die andere Seite zur Gleitfläche 19 führen. Auf diese Weise kann die Befüllung der Arbeitsräume 14 über den Kanal 20, die Ausnehmung 22 und die Durchgangsöffnungen 23 und die Entleerung über die Durchgangsöffnungen 23 und den Ablauf 16 erfolgen.
Die schiefe Gleitebene 5 umfasst eine Fläche, die beispielsweise kreisförmig ausgebildet ist, wobei der Zulauf 15 in einem Abschnitt, beispielsweise der einen Kreishälfte, und der Ablauf 16 in dem anderen Abschnitt, beispielsweise der anderen Kreishälfte der schiefen Gleitebene 5, angeordnet ist. Der Zulauf 15 und der Ablauf 16 sind in der schiefen Gleitebene 5 nebeneinander und beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen dem Zulauf 15 und dem Ablauf 16 ist zumindest ein Trennsteg 21 vorgesehen, so dass der Zulauf 15 und der Ablauf 16 dicht voneinander getrennt sind.
Das Statorgehäuse 4 kann auch als ein rotierendes Bauteil ausgeführt sein. So wird die Welle mit Steueröffnungen zu einem stehenden Teil und der Stator zu einem rotierenden.
Das Förderaggregat kann in beide Richtungen durchströmt werden, d. h. dass der Zufluss 15 auch ein Abfluss und der Abfluss 16 auch ein Zufluss kann.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebswelle des Förderaggregates nach 1.
Bei der Ansicht nach 2 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008013991 A1 [0002]

Claims

Förderaggregat mit einer Antriebswelle (2) und einem von der Antriebswelle (2) angetriebenen Rotor (3), der in einem Statorgehäuse (4) drehbar angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (2) eine mit dem Rotor (3) zusammenwirkende schiefe Gleitebene (5) aufweist, die an einer Schulter (6) der Antriebswelle (2) ausgebildet ist und den Rotor (3) mit seiner Rotorachse (7) um die Antriebsachse (8) der Antriebswelle (2) taumeln lässt, wobei der Rotor (3) an seiner der Antriebswelle (2) abgewandten Stirnseite eine Verzahnung (12) aufweist, die mit einer am Statorgehäuse (4) ausgebildeten Verzahnung (13) kämmt, wobei zwischen der Verzahnung (12) des Rotors (3) und der Verzahnung (13) des Statorgehäuses (4) Arbeitsräume (14) gebildet sind, die über einen Zulauf (15) befüllbar und über einen Ablauf (16) entleerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (15) in einem Kanal (20) der Antriebswelle (2) und der Ablauf (16) an der Schulter (6) der Antriebswelle (2) vorgesehen ist oder umgekehrt.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (16) bogenförmig ausgebildet ist.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (16) mehrere Ablauföffnungen umfasst, die bogenförmig angeordnet sind.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (15) und der Ablauf (16) in der schiefen Gleitebene (5) der Antriebswelle (2) ausgebildet sind.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (15) und der Ablauf (16) nebeneinander in der schiefen Gleitebene (5) angeordnet sind.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefe Gleitebene (5) kreisförmig ausgebildet ist, wobei der Zulauf (15) in der einen Kreishälfte und der Ablauf (16) in der anderen Kreishälfte der schiefen Gleitebene (5) angeordnet ist.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zulauf (15) und dem Ablauf (16) zumindest ein Trennsteg (21) vorgesehen ist.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) über eine halbkreisförmige Ausnehmung (22) in die schiefe Gleitebene (5) mündet.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) an seiner einen Seite eine mit der schiefen Gleitebene (5) zusammenwirkende Gleitfläche (19) und an seiner anderen Seite die Verzahnung (12) aufweist.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) in den Tälern der Verzahnung (12) Durchgangsöffnungen (23) zu seiner anderen Seite vorgesehen sind.