DE102013214926A1 - Flügelzellenpumpe - Google Patents
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-
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-
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-
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Pumpe, vorzugsweise eine Flügelzellenpumpe mit mindestens einen Flügel führenden Rotor, der an mindestens einer Druckplatte anliegt, die mindestens ein Druckdurchgangsloch und mindestens ein Unterflügeldurchgangsloch aufweist, die mit einem Druckausgang in Verbindung stehen, der in einem Gehäuse der Pumpe oder in einem Getriebegehäuse vorgesehen ist.
- Stand der Technik
- Aus dem Stand der Technik sind Flügelzellenpumpen der unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. In den meistens Bauformen erweist sich das Pumpverhalten nach einem Kaltstart als nicht optimal.
- In der der
WO20120045906 - Die
US 7 361 001 B2 beschreibt eine Flügelzellenpumpe mit einer auf eine Druckplatte einwirkenden Feder. Die Feder ist nach Art einer Wellenfeder gestaltet. - Die
DE 34 44 392 A1 zeigt eine umlaufende Pumpe mit einer Feder, die über sternförmige Finger auf eine Druckplatte einwirkt. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Flügelzellenpumpe in gegenüber den bekannten Arten verbesserter Ausführung vorzuschlagen, wobei insbesondere das Kaltstartverhalten verbessert ist.
- Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe somit gelöst mit einer Pumpe, mit mindestens einem Mittel zur Erzeugung von Pumpdruck das an mindestens einer Druckplatte anliegt, die mindestens ein Druckdurchgangsloch aufweist, die mit einem Druckausgang in Verbindung stehen, der in einem Gehäuse der Pumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckplatte und dem Gehäuse eine Feder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder mindestens zwei Federarme aufweist, die sich zwischen Erhöhungen der Druckplatte erstrecken.
- Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst mit den Merkmalen einer Flügelzellenpumpe mit einem mindestens einen Flügel führenden Rotor der an mindestens einer Druckplatte anliegt, die mindestens ein Druckdurchgangsloch aufweist, die mit einem Druckausgang in Verbindung stehen, der in einem Gehäuse der Pumpe vorgesehen ist. Zwischen der Druckplatte und dem Gehäuse ist eine Feder angeordnet, wobei die Feder mindestens zwei Federarme aufweist, die sich zwischen Erhöhungen der Druckplatte erstrecken. Vorteilhafterweise weist die Feder drei Federarme auf, was einen symmetrischen Einsatz der Federkraft unterstützt aber ein Minimum an Material erfordert.
- Es ist weiter von Vorteil, wenn die Feder über einen mittigen Ring befestigbar ist.
- Die Federn werden platzsparend eingebaut und die Federarme sind dabei vorteilhafterweise aus der Ebene des Rings gebogen. Allerdings ist es aus Platzgründen sehr von Vorteil, wenn sich die Federarmbasis größtenteils innerhalb der Ebene, die von Erhöhungen der Druckplatte gebildet werden erstrecken. Es ist von Vorteil, wenn die Federarme aus einfachen Metallstreifen bestehen, die geeignet gefaltet werden. Dadurch wird ein Federweg definiert, der aus dem Abstand eines Schenkels zur Federarmbasis besteht.
- Beschreibung der Erfindung
- Die Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgen Figuren und Zeichnungen beschreiben.
- Es zeigt
1 einen Querschnitt durch einen Flügelzellenpumpe -
3 eine Ansicht auf eine Druckplatte mit Feder -
4 einen Schnitt durch die Druckplatte mit Feder -
5 eine Aufsicht auf die Druckplatte. -
6 zeigt eine weitere Ausführungsform - Flügelzellenpumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt, so dass hier nur kurz auf das Wesentliche eingegangen werden soll. Die im Schnitt dargestellte Flügelzellenpumpe
1 weist ein Gehäuse3 auf, in dem eine Pumpeneinheit5 untergebracht ist. Diese umfasst einen Hubring7 , in dessen Inneren sich ein Rotor9 dreht. Er wird über eine Antriebswelle11 in Rotation versetzt. In den Rotor9 sind in radialer Richtung zur Drehachse13 verlaufende Schlitze eingebracht, in die radial bewegliche Flügel15 eingesetzt sind. Bei einer Drehung des Rotors9 innerhalb des Hubrings7 entstehen grösser und kleiner werdende Teilräume, durch die mindestens ein Saug- und ein Druckbereich ausgebildet werden. Vorzugsweise sind je zwei Saug- und Druckbereiche vorgesehen. Bei einer Drehung des Rotors9 wird ein Medium, beispielsweise Öl, aus einem mit einem Sauganschluss verbundenen Saugraum17 in einen mit einem Druckanschluss verbundenen Druckraum19 gefördert. - Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe
1 sind zwei Druckplatten23 und25 vorgesehen, die dichtend am Hubring7 und an dem Rotor9 sowie den Flügeln15 anliegen. Die Druckplatten23 und25 werden im Betrieb der Pumpe gegen die Pumpeneinheit5 gepresst und unterliegen daher, insbesondere im Berührungsbereich mit den sich drehenden Teilen der Pumpeneinheit5 , einem Verschleiß. Werden die Teile dagegen mit zu großem Spiel betrieben, lässt die Saugleitung nach. Gerade durch Fertigungstoleranzen und große Temperaturbereiche ist es schwierig die Leistung der Pumpen zu optimieren und sie vor allem im Kaltstart effizient zu betreiben. Die Funktion der Feder ist es, nicht nur im Kaltstart die Bauteile der Pumpe zu fixieren, sondern dies auch unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Diese Betriebsbedingungen sind vor allem jene, bei denen die Pumpe hohen Druck liefern muss. Je höher der Druck innerhalb der Pumpe desto höher sind auch die Pulsationen im Inneren der Pumpe, wodurch die Teile auseinandergedrückt werden. - Auch ein höherer Luftgehalt im Öl führt zu höheren Pulsationen und somit höheren Kräften während des Betriebes, die die Bauteile auseinanderdrücken würden. Um dies zu verhindern muss die Feder so ausgelegt werden, dass immer ausreichend Kraft zur Verfügung steht.
- Um die Bauteile unter einer angemessenen Vorspannung zu halten, wird einen Feder
2 mit ihrem ringförmigen Mittelstück6 konzentrisch zur Welle20 angeordnet. Das ringförmige Mittelstück6 liegt dabei in einer ringförmigen Ausnehmung der Druckplatte23 und wird von einem Spannring21 gehalten. Das ringförmige Mittelstück6 bildet eine erste Ebene E1 aus. Eine Federarmbasis12 erstreckt sich in einem spitzen Winkel gegen das Gehäuse3 und endet nach einer V-förmigen Faltung in einem Schenkel10 des Federarms4 . Die Federarmbasis12 und der Schenkel10 bilden wiederum einen spitzen Winkel. Der Federarm4 stützt sich über das ringförmige Mittelstück6 an der Druckplatte und über den Schenkel10 am Gehäuse ab. Dadurch werden die Bauteile Druckplatte23 , Rotor9 mit Flügeln15 sowie der Hubring7 gegen die zweite Druckplatte25 gepresst und das Spiel zwischen den Pumpenbauteilen verringert. Unabhängig von der Temperatur liegen die Bauteile optimal aneinander an und die Pumpe kann auch im kalten Zustand fördern.2 zeigt eine Aufsicht auf die Druckplatte23 . In der Mitte ist eine kreisförmige Ausnehmung zu erkennen, die für die Welle20 vorgesehen ist. Die Feder2 umgibt mit ihrem ringförmigen Mittelstück6 die Ausnehmung der Mitte. Ausgehend von dem ringförmige Mittelstück6 erstrecken sich Federarme4 . In3 ist die Ausgestaltung der Federarme4 deutlicher zu erkennen. Aus einer ersten Ebene E1 erstreckt sich die Federarmbasis in Richtung auf das nicht dargestellt Gehäuse3 . Der Federarm4 bildet eine V-förmige Struktur aus, die in einem Schenkel10 mündet. Im Schnittbild zu erkennen ist, dass die Druckplatte23 Erhebungen8 ausbildet. Die Erhebungen8 bilden eine Ebene E2 aus. Die Federarmbasis12 erstreckt sich dabei zum großen Teil zwischen einer der ersten Ebene E1 und der von den Erhebungen8 gebildeten zweiten Ebene E2. Das heißt dass ein großer Teil der V förmig ausgebildeten Feder innerhalb der Struktur der Druckplatte23 liegt. Dadurch lässt sich die Feder zum einen optimal positionieren, da die Federarme in Ausnehmung der Druckplatte eingefügt werden. Zum weiteren lässt sich ein großer Federweg erzielen, ohne dass Bauraum dafür verschwendet werden muss. In4 ist eine Aufsicht auf die Druckplatte23 dargestellt. Die Federarme4 liegen genau zwischen den Erhebungen8 , die mit den Druckräumen der Pumpe korrespondieren. - Die Federarme werden aus Streifen von Federstahl hergestellt und in geeigneter Weise in eine Form gebogen, die einen großen Federweg ermöglicht. Außer der in dem Beispiel beschriebenen V-förmigen Struktur können dabei auch andere Federformen verwendet werden, wie parabelförmige Strukturen, Wellenstrukturen usw. In
6 wird dazu eine alternative Ausführungsform dargestellt. Die Feder2 bildet wieder sternförmig angeordnete Federarme4 aus. Dieser Federarm sind an der Federarmbasis12 aus der Ebene des mittleren Rings6 gebogen und bilden mit dem Schenkel10 einen spitzen Winkel. Zusätzlich ist der Schenkel10 an seinem Ende gegen die Federarmbasis12 mit einer Einkrümmung11 versehen, so dass sich der Schenkel in Richtung Federarmbasis12 verbiegt. Die Einkrümmung11 hat den Vorteil, dass sich das Ende des Metallplättchens des Federarms4 in keiner Einbaulage und Betriebsposition verkanten kann. - Bei der Ausgestaltung kommt lediglich darauf an, den Aufbau platzsparend unter gleichzeitiger Erzielung eines großen Federweges auszuführen. Es können auch mehr als drei Federarme eingesetzt werden, wenn die bauliche Gestaltung der Druckplattenoberfläche den platzsparenden Einsatz ermöglicht. Wichtig ist es aber die Feder als ein Bauteil auszubilden, um sie einfach von außen montieren zu können.
- Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand einer Flügelzellenpumpe beschrieben, kann aber auch auf geeignete andere Pumpenformen extrapoliert werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pumpe
- 2
- Feder
- 3
- Gehäuse
- 4
- Federarm
- 5
- Pumpeneinheit
- 6
- ringförmiges Mittelstück
- 7
- Hubring
- 8
- Erhebung
- 9
- Rotor
- 10
- Schenkel
- 11
- Einkrümmung
- 12
- Federarmbasis
- 13
- Drehachse
- 14
- 15
- Flügeln
- 16
- 17
- Saugraum
- 18
- 19
- Auslass
- 20
- Welle
- 21
- Spannring
- 22
- 23
- Druckplatte
- 24
- 25
- Druckplatte
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 20120045906 [0003]
- US 7361001 B2 [0004]
- DE 3444392 A1 [0005]
Claims (8)
- Flügelzellenpumpe mit einem mindestens einen Flügel (
15 ) führenden Rotor (9 ), der an mindestens einer Druckplatte (23 ) anliegt, die mindestens ein Druckdurchgangsloch aufweist, die mit einem Druckausgang (19 ) in Verbindung stehen, der in einem Gehäuse (3 ) der Pumpe (1 ) vorgesehen ist, wobei zwischen der Druckplatte (23 ) und dem Gehäuse (3 ) eine Feder (2 ) angeordnet ist, und wobei die Feder (2 ) mindestens zwei Federarme (4 ) aufweist, die sich zwischen Erhöhungen (8 ) der Druckplatte (23 ) erstrecken. - Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (
2 ) drei Federarme aufweist. - Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (
4 ) der Feder (2 ) um einen zentrischen Ring (6 ) angeordnet sind. - Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (
4 ) aus der Ebene des Rings (6 ) gebogen sind. - Flügelzellenpumpe wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (
4 ) aus einem gefalteten Metallstreifen bestehen. - Flügelzellenpumpe wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (
4 ) eine V-förmige Faltung bilden, wobei der Federweg aus dem Abstand des Schenkels (10 ) zur Federarmbasis (12 ) definiert ist. - Flügelzellenpumpe wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarmbasis (
12 ) sich innerhalb größtenteils innerhalb der von den Erhöhungen (8 ) gebildeten Ebene (E2) erstreckt. - Flügelzellenpumpe wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (
4 ) eine V-förmige Faltung mit einer zusätzlichen Einkrümmung (11 ) des Federarms in Richtung Federarmbasis (12 ) bilden.
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- 2013-07-30 DE DE201310214926 patent/DE102013214926A1/de not_active Ceased
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