DE202009011315U1 - Ölförder- und Vakuumpumpe - Google Patents
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Abstract
Ölförder- und Vakuumpumpe (10) mit einem Pumpengehäuse (12), einem im Pumpengehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (34), einem im Rotor (34) verschieblich gelagerten Flügel (50, 52), dessen Flügelspitzen (56, 58) an der Innenumfangswand (60) eines Pumpenraums (62, 64) anliegen und diesen in einen Saugraum (26) und einen Druckraum (28) unterteilen, wobei sich der Flügel (50, 52) quer zur Drehachse (54) des Rotors (34) erstreckt, mit einem in den Saugraum (26) mündenden Einlass (22) und einem vom Druckraum (28) ausmündenden Auslass (24), dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22) und der Auslass (24) in der Innenumfangswand (60) des Pumpenraums (62, 64) angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ölförder- und Vakuumpumpe mit einem Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse drehbar gelagerten Rotor, einem im Rotor verschieblich gelagerten Flügel, dessen Flügelspitzen an der Innenumfangswand eines Pumpenraums anliegen und diesen in einen Saugraum und einen Druckraum unterteilen, wobei sich der Flügel quer zur Drehachse des Rotors erstreckt, und mit einem in den Saugraum mündenden Einlass und einem vom Druckraum ausmündenden Auslass.
- Es sind Vakuumpumpen bekannt, bei denen in einem Pumpengehäuse ein Rotor exzentrisch angeordnet ist, mit welchem ein Flügel in einem Pumpenraum gedreht wird. Der Flügel berührt mit seinen Flügelspitzen die Innenumfangsfläche beziehungsweise Innenumfangswand des Pumpenraums und wird dabei im Rotor oszillierend verschoben. Derartige Flügelzellenpumpen besitzen den wesentlichen Vorteil, dass sie einfach aufgebaut sind und ein geringes Gewicht aufweisen. Der im Pumpenraum gebildete Saugraum besitzt einen Einlass, welcher axial angeordnet ist und der im Pumpenraum gebildete Druckraum besitzt einen Auslass, welcher in der Innenumfangswand des Pumpenraums liegt und ein Rückschlagventil aufweist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölförder- und Vakuumpumpe bereitzustellen, mit welcher nicht nur Gase, sondern auch Flüssigkeiten gefördert werden können, wobei die Pumpe einerseits einen kleinen Bauraum aufweist, andererseits ein hohes Ölfördervolumen besitzt, einfach aufgebaut ist und zudem eine geringe Verlustleistung aufweist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Ölförder- und Vakuumpumpe der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Einlass und der Auslass in der Innenumfangswand des Pumpenraums angeordnet sind.
- Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ölförder- und Vakuumpumpe liegen der Einlass und der Auslass in radialer Richtung, was den wesentlichen Vorteil hat, dass das Öl nur geringe Umlenkungen erfährt, also nicht von einer axialen Anströmrichtung in eine radiale Richtung oder Umfangsrichtung umgelenkt werden muss, sondern radial in den Pumpenraum einströmt und aus diesem wieder radial ausströmt. Bei Pumpen, mit welchen Gase gefördert werden, spielt dieser Aspekt eine untergeordnete Rolle, da Gase eine relativ geringe Masse aufweisen. Bei Flüssigkeiten ist dieser Aspekt nicht mehr vernachlässigbar, sondern spielt eine entscheidende Rolle, da axial anströmende Flüssigkeiten vom Flügel beschleunigt werden müssen, was zusätzliche Energie erfordert.
- Erfindungsgemäß weist der Flügel eine konstante Länge auf. Dies hat den Vorteil, dass der Flügel zum einen einfach herstellbar ist, zum anderen die Montage einfach erfolgen kann, da der Flügel nicht aus mehreren Bauteilen, zum Beispiel Flügelkörper mit Flügelspitzen und gegebenenfalls dazwischen angeordneten Federmitteln, aufgebaut ist. Der Flügel kann selbstverständlich in Form einer Fachwerkstruktur mit in Längsrichtung des Flügels und/oder parallel zur Drehachse verlaufenden Kanälen oder Einsenkungen versehen sein. Hierdurch wird Gewicht eingespart, wodurch die Trägheitskräfte verringert können und der Flügel mit geringerem Kraftaufwand beschleunigt und verzögert werden kann. Auf diese Weise wird die Abnutzung der Flügelspitzen verringert.
- Bei einer Ausführungsform liegen der Einlass und der Auslass in der gleichen Querschnittsebene. Eine andere, alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Einlass und der Auslass axial versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann unterschiedlichen Anschlussarten für zuführende und abführende Leitungen Rechnung getragen werden, da diese Leitungen an der Außenseite des Pumpengehäuses angeordnet werden müssen.
- Mit Vorzug weisen der Einlass und der Auslass in radialer Richtung verlaufende Wandflächen auf. Dies bedeutet, dass der Einlass und der Auslass sich innerhalb der Wand des Pumpengehäuses in radialer Richtung nach außen aufweiten. Auf diese Weise werden Strömungsverluste verringert.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Pumpengehäuse zwei Pumpenräume aufweist und jeder Pumpenraum mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist. In jedem der Pumpenräume ist ein Rotor mit einem Flügel angeordnet, wodurch die Saug- oder Volumenleistung der Ölförderpumpe erhöht, insbesondere verdoppelt, wird.
- Bei einer Weiterbildung wird im einen Pumpenraum Öl oder Öl-Gas-Gemisch und im anderen Pumpenraum ein Gas gefördert, insbesondere abgesaugt.
- Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Rotor von zwei, insbesondere axial hintereinander angeordneten Rotorabschnitten gebildet, wobei jeder Rotorabschnitt in einen der beiden Pumpenräume eingesetzt ist. Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass lediglich ein einziger Antrieb erforderlich ist, und mit diesem Antrieb beide Rotorabschnitte angetrieben werden. Eine derartige Ölförder- und Vakuumpumpe ist leicht regelbar und besitzt ein hohes Fördervolumen. Dabei können die Pumpenräume gleich oder unterschiedliche Volumen aufweisen.
- Erfindungsgemäß ist ein Rotorabschnitt mit einem zapfenförmigen axialen Ende und der andere Rotorabschnitt mit einem axialen hülsenförmigen Ende versehen, wobei das eine Zapfenende in das andere Hülsenende eingesteckt ist. Hierdurch wird nicht nur eine einfache Lagerung geschaffen, sondern es werden auch axiale Toleranzen ausgeglichen, insbesondere axiale Lagetoleranzen der beiden Pumpenräume bezüglich der beiden Rotorabschnitte.
- Eine einfache Lagerung wird dadurch geschaffen, dass das Hülsenende des einen Rotorabschnitts im Pumpengehäuse, insbesondere in der Trennwand zwischen den beiden Pumpenräumen, gelagert ist. Dabei bildet auch das Hülsenende des einen Rotorabschnitts das Lager für das Zapfenende des anderen Rotorabschnitts. Eine Schmierung dieser Lager erfolgt vorteilhafterweise über das zumindest von einem der beiden Pumpenräume geförderte Schmieröl.
- Eine einfache Drehkopplung der beiden Rotorabschnitte erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die beiden Enden der Rotorabschnitte über ein Vielkeilprofil, eine Nut-Feder-Verbindung oder ein Polygonprofil miteinander verbunden sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die beiden Rotorabschnitte in Drehrichtung miteinander gekoppelt sind, in axialer Richtung jedoch gegeneinander verschoben werden können. Hierdurch können herstellungsbedingtes Spiel, temperaturbedingte Längenänderungen des Rotors und des Pumpengehäuses und dergleichen ausgeglichen werden.
- Die beiden Pumpengehäuse können seriell oder parallel geschaltet werden. Hierdurch kann die Pumpe hinsichtlich des Fördervolumens und des Saugdrucks den geforderten Bedingungen angepasst werden. Insbesondere ist bei einer seriellen Schaltung der nachfolgende Pumpenraum größer als der vorhergehende Pumpenraum.
- Vorzugsweise sind die beiden Pumpenräume im Pumpengehäuse axial hintereinander angeordnet und werden gleichzeitig vom Rotor axial durchsetzt. Diese Ausgestaltung bietet den wesentlichen Vorteil, dass die Pumpen die oben genannten Eigenschaften besitzt und dass sie zudem schnell und einfach montierbar ist, was insbesondere maschinell erfolgen kann.
- Vorteilhaft liegt zwischen den beiden Pumpenräumen eine Gehäusewand, in welcher zumindest einer der Rotorabschnitte gelagert ist. Diese Gehäusewand bildet den Boden für beide Pumpenräume, wobei jeder Pumpenraum von einem eigenen, separaten Deckel verschlossen wird.
- Mit Vorzug sind die Rotorabschnitte in Drehrichtung um 90° versetzt in die Rotorräume eingesetzt. Hierdurch wird das Pumpgeräusch der Ölförder- und Vakuumpumpe beträchtlich verringert und das Pulsieren der Ölförder- und Vakuumpumpe wird auf ein Minimum herabgesetzt. Außerdem ist die Leistungsaufnahme der Pumpe wesentlich gleichmäßiger.
- Mit Vorzug sind der Einlass und der Auslass der Ölförder- und Vakuumpumpe ventilfrei, so dass hierdurch ebenfalls Leistungsverluste verringert werden.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
- In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ölförder- und Vakuumpumpe, die Einlässe und die Auslässe zeigt; -
2 einen Schnitt II-II gemäß der1 ,3 und4 ; -
3 einen Schnitt III-III gemäß1 ; und -
4 einen Schnitt IV-IV gemäß1 . - Die in der Zeichnung dargestellten Figuren sind Prinzipskizzen und es wird auf die Darstellung von Dichtungen und so weiter verzichtet. Die
1 zeigt eine insgesamt mit10 bezeichnete Ölförder- und Vakuumpumpe, wie sie zum Beispiel für die Kurbelwellenabsaugung, Zylinderkopfabsaugung oder Turboladerabsaugung von überschüssigem Öl eingesetzt wird. Die Ölförder- und Vakuumpumpe10 besitzt ein Pumpengehäuse12 , welches im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet ist und an den beiden Stirnseiten mit Deckeln14 und16 verschlossen ist. Aus dem Deckel14 ragt ein Achsstummel18 , an welchem ein (nicht dargestellter) Antrieb angreifen kann. Im Pumpengehäuse12 , insbesondere in dessen Wand, befinden sich zwei Einlässe22 und zwei Auslässe24 , die, wie aus den3 und4 erkennbar, in einen Saugraum26 einmünden beziehungsweise aus einem Druckraum28 ausmünden. Außerdem ist in der1 ein Ölablass30 erkennbar, über welchen überschüssiges Schmieröl vom Lager32 (2 ) entfernt wird. - Die
2 zeigt einen Längsschnitt II-II gemäß der1 ,3 und4 und es ist deutlich das Pumpengehäuse12 erkennbar, welches im Querschnitt eine im Wesentlichen H-förmige Gestalt aufweist. In das Pumpengehäuse12 ist ein insgesamt mit34 bezeichneter Rotor eingesetzt, welcher zwei Rotorabschnitte36 und38 aufweist. Der Rotorabschnitt36 trägt den den Deckel14 durchgreifenden Achsstummel18 und weist an seiner gegenüberliegenden Seite ein hülsenförmiges Ende40 auf, welches im Lager32 des Pumpengehäuses12 beziehungsweise einer Gehäusewand42 gelagert ist. In dieses Hülsenende40 greift ein Zapfenende44 ein, welches dadurch im Hülsenende40 gelagert ist. Das Zapfenende44 und das Hülsenende40 besitzen ein zueinander komplementäres Vielkeilprofil, wobei mit dem Bezugszeichen46 ein Zahn des Vielzahlprofils dargestellt ist. Die gegenüberliegende Seite des Rotorabschnitts38 besitzt einen Lagerzapfen48 , der im Gehäusedeckel16 gelagert ist. In den Rotorabschnitten36 und38 sind Flügel50 und52 derart gelagert, dass sie quer zur Drehachse54 verschoben werden können. Dabei liegen die Flügelspitzen56 und58 an der Innenumfangswand60 der beiden Pumpenräume62 und64 an. - In den
3 und4 sind deutlich die Einlässe22 und Auslässe24 erkennbar, deren Wandflächen66 in radialer Richtung bezüglich der Drehachse54 verlaufen. Außerdem ist erkennbar, dass sowohl der Einlass22 als auch der Auslass24 ventilfrei ausgeführt sind. Sie münden direkt in radialer Richtung in den Saugraum26 beziehungsweise aus dem Druckraum28 aus. Außerdem liegen der Einlass22 und der Auslass24 eines jeden Pumpenraums62 beziehungsweise64 in der gleichen Querschnittsebene III-III oder IV-IV. - Wie aus der
1 ersichtlich, liegen die Einlässe22 und Auslässe24 in den gleichen Querschnittsebenen III-III und IV-IV.
Claims (17)
- Ölförder- und Vakuumpumpe (
10 ) mit einem Pumpengehäuse (12 ), einem im Pumpengehäuse (12 ) drehbar gelagerten Rotor (34 ), einem im Rotor (34 ) verschieblich gelagerten Flügel (50 ,52 ), dessen Flügelspitzen (56 ,58 ) an der Innenumfangswand (60 ) eines Pumpenraums (62 ,64 ) anliegen und diesen in einen Saugraum (26 ) und einen Druckraum (28 ) unterteilen, wobei sich der Flügel (50 ,52 ) quer zur Drehachse (54 ) des Rotors (34 ) erstreckt, mit einem in den Saugraum (26 ) mündenden Einlass (22 ) und einem vom Druckraum (28 ) ausmündenden Auslass (24 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22 ) und der Auslass (24 ) in der Innenumfangswand (60 ) des Pumpenraums (62 ,64 ) angeordnet sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (
52 ) eine konstante Länge aufweist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (
22 ) und der Auslass (24 ) in der gleichen Querschnittsebene (III-III, IV-IV) liegen. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (
22 ) und der Auslass (24 ) axial versetzt zueinander sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (
22 ) und der Auslass (24 ) in radialer Richtung verlaufende Wandflächen (66 ) aufweist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenraum (
62 ,64 ) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (
12 ) zwei Pumpenräume (62 und64 ) aufweist, und jeder Pumpenraum (62 und64 ) mit einem Gehäusedeckel (14 ,16 ) verschließbar ist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
34 ) von zwei, insbesondere axial hintereinander angeordnete Rotorabschnitten (36 ,38 ) gebildet wird und jeder Rotorabschnitt (36 ,38 ) in einem der beiden Pumpenräume (62 ,64 ) eingesetzt ist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorabschnitt (
36 ) mit einem hülsenförmigen axialen Ende (40 ) und der andere Rotorabschnitt (38 ) mit einem zapfenförmigen axialen Ende (44 ) versehen ist, und das Zapfenende (44 ) in das Hülsenende (40 ) eingesteckt ist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenende (
40 ) des einen Rotorabschnitts (36 ) im Pumpengehäuse (12 ), insbesondere in einer Gehäusewand (42 ) gelagert ist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenende (
40 ) des einen Rotorabschnitts (36 ) das Lager (32 ) für das Zapfenende (44 ) des anderen Rotorabschnitts (38 ) bildet. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (
40 und44 ) der Rotorabschnitte (36 und38 ) über ein Vielkeilprofil, eine Nut-Federverbindung oder ein Polygonprofil miteinander verbunden sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenräume (
62 ,64 ) seriell oder parallel geschaltet sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenräume (
62 ,64 ) axial hintereinander angeordnet sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Pumpenräumen (
62 und64 ) eine Gehäusewand (42 ) liegt, in welcher zumindest einer der Rotorabschnitte (36 ) gelagert ist. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorabschnitte (
36 und38 ) in Drehrichtung um 90° versetzt sind. - Ölförder- und Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (
22 ) und der Auslass (24 ) ventilfrei sind.
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