DE4018509A1 - Fluegelzellenpumpe - Google Patents
FluegelzellenpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Pumpe ist durch die US-PS 42 31 727 bekannt.
Bei der bekannten Pumpe wird die Lagerwelle in eine Zentral
bohrung des Rotors eingepreßt.
Diese Bauweise ist auf Rotoren mit sekantial gerichteten
Flügelschlitzen beschränkt, da die Lagerwelle im Rotor
steckt. Bei dieser Pumpe muß auch der die Bohrung umgebende
Rotorbereich über eine dicke Wandung verfügen, um den Rotor
beim Einpressen der Lagerwelle nicht aufzuweiten. Die relativ
geringen Durchmesser der Bohrung und der Lagerwelle können
auch nicht beliebig vergrößert werden, da ansonsten der
geschlitzte Rotor, der während des Pumpenbetriebes ständig
wechselnden Belastungen unterliegt, zu stark geschwächt
würde.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannte Bauweise
so zu verbessern, daß sie nicht auf Rotoren mit sekantialen
Schlitzen zur Flügelführung beschränkt ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
der Ansprüche 1 oder 14.
Der Vorteil, der sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1
ergibt, liegt darin, daß auch der Nabenansatz zur erforder
lichen Stabilität des Rotors beiträgt, so daß der Rotor ohne
dicke Wandstärken gefertigt werden kann. Auch die über den
Nabenansatz gestülpte Lagerwelle verbessert die Rotorstabi
lität, da sie den Materialquerschnitt der Nabe vergrößert.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpe bewirkt also das Anfügen der
Lagerwelle an den Nabenansatz eine zusätzliche Verstärkung des
Pumpenrotors. Dies ist insbesondere bei Flügelzellenpumpen,
welche durch Brennkraftmaschinen angetrieben werden, von
Vorteil, da diese Flügelzellenpumpen stets mit wechselnden
Belastungen und Drehzahlen betrieben werden müssen.
Aus dem Kennzeichen des Anspruchs 2 ergibt sich eine bevor
zugte Ausführungsform. Hohe Stabilität wird dadurch erreicht,
daß der Mantel, der die Ausnehmung umgibt, keine axialen
Schlitze zur Flügelführung aufnehmen muß. Die Ausnehmung wird
also von einem geschlossenen Mantel umgeben. Weiterhin kann
dadurch, daß der Nabenansatz in den Lagerbereich hineinragt,
der Querschnitt des Nabenansatzes relativ groß ausgeführt
werden. Er ergibt sich aus dem Lagerdurchmesser abzüglich des
ringförmigen Mantels der Ausnehmung. Hierdurch wird die Rotor
stabilität ebenfalls verbessert.
Aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 ergibt sich
eine Ausführungsform, bei der stets gewährleistet ist, daß die
Flügelseitenkanten die Gehäusewand berühren. Somit ist durch
diese Ausführungsform die axiale Schlitzbreite des Rotors
größer als Gehäusebreite und Flügelbreite. Eine geometrische
Überbestimmung der Flügelbahn durch den Flügelführungsschlitz
wird vermieden. Hierdurch ergibt sich eine äußerst kostengün
stige Flügelzellenpumpe mit einem leichten und trotzdem stabi
len Rotor.
Aus dem Kennzeichen des Anspruchs 4 ergibt sich eine Ausfüh
rungsform, die besonders einfach zu fertigen ist. Durch die
rotationssymmetrische Ausführung von Nabenansatz und Ausneh
mung kann die Montage unabhängig von der Winkelstellung
zwischen Lagerwelle und Nabenansatz erfolgen.
Aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 5, 6 und 7
ergeben sich bevorzugte Ausführungsformen zur Verbindung
zwischen dem Nabenansatz und der Ausnehmung.
Welche der Verbindungen anzuwenden ist, hängt u.a. von der
jeweiligen Materialpaarung der Lagerwelle und des Rotors ab.
Handelt es sich bei der Lagerwelle und dem Rotor um gleiche
Materialien, z.B. um eine Aluminium/Aluminium-Paarung, so kann
es zweckmäßig sein, die Schweißverbindung zu wählen. Nur mit
großem Aufwand schweißbare Materialien sind zweckmäßigerweise
durch Kleb- oder Schrumpfverbindung zusammenzufügen. Es sind
auch Materialpaarungen wie z.B. Alu/Stahl oder Alu/Sintereisen
oder Sintereisen/Sintereisen denkbar.
Der besondere Vorteil, der sich aus den Merkmalen des
Anspruchs 8 ergibt, liegt jedoch darin, daß zum Zusammenfügen
des Rotors mit dem Lageransatz keine zusätzlichen Maßnahmen
getroffen werden müssen. Sämtliche zur Verbindung notwendigen
Verbindungselemente sind an dem Nabenansatz bzw. der Lager
welle vorhanden. Aus diesen Merkmalen ergibt sich ein weite
rer Vorteil: Die Verzahnung kann entweder als Außenverzahnung
an dem Nabenansatz oder als Innenverzahnung an der Ausnehmung
angebracht sein. Der jeweilige Fußkreisdurchmesser der Ver
zahnung ist dann derjenige Durchmesser, welchen das Gegen
stück vor dem Zusammenfügen aufweisen muß, um zu gewährlei
sten, daß nach dem Zusammenfügen die eingepreßten Zähne
vollständig in das Gegenstück eingeschnitten sind. Um das
Einschneiden der Zähne zu fördern, hat es sich entsprechend
Anspruch 9 als vorteilhaft erwiesen, die Zähne erheblich
härter als das jeweilige Gegenstück zu fertigen. Zähne aus
gesintertem Material haben sich als vorteilhaft erwiesen.
Durch die höhere Härte wird erreicht, daß sich die Zähne
unter vollständiger Erhaltung des Zahnquerschnitts in das
Material des Gegenstücks einpressen lassen. Hierbei schneiden
die jeweiligen Zähne aus dem Material des Gegenstücks ent
sprechend ihrem Zahnquerschnitt Längsfurchen aus, so daß aus
dem Material des Gegenstücks Späne abgehoben werden.
Will man vermeiden, daß nach dem Zusammenfügen des Rotors mit
der Lagerwelle diese Späne besonders zu entfernen sind, so
bietet sich die Möglichkeit nach Anspruch 10 an. Diese Ausfüh
rungsform bietet den Vorteil, daß keine nachträgliche Reini
gung des Rotors mit der Lagerwelle nach dem Zusammenfügen zu
erfolgen hat. Die ringförmige Spänekammer besitzt einen Innen
durchmesser und einen Außendurchmesser. Der Innendurchmesser
ist kleiner als der Außendurchmesser. Durch die Differenz
zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser wird ein ring
förmiger Hohlraum gebildet, die Spänekammer. Sie wird dort
gebildet, wo nach dem Zusammenfügen von Nabenansatz und Lager
welle diese sich an einer äußeren und einer inneren Stirn
fläche berühren. Die äußere Stirnfläche bzw. das äußere Ende
ist dort angeordnet, wo sich das freie Ende des Nabenansatzes
bzw. der Lagerwelle befindet. Die innere Stirnfläche bzw. das
innere Ende ist für den Nabenansatz dort angeordnet, wo der
Nabenansatz an den Rotor angesetzt ist, und für die Ausnehmung
am Ende der zylindrischen Bohrung.
Der ringförmige Hohlraum kann beispielsweise von einer ausge
drehten Ringnut am Ende des Nabenansatzes bzw. der Ausnehmung
gebildet werden, die dann von einer ihr zugewandten Fläche der
Lagerwelle bzw. des Nabenansatzes vollständig abgeschlossen
wird.
In einer anderen Ausführungsform besitzt der Nabenansatz bzw.
die Lagerwelle am äußeren Ende eine abgedrehte Durchmesser
stufe, die mit dem inneren Ende der zylindrischen Bohrung der
Ausnehmung bzw. mit dem inneren Ende des Nabenansatzes an dem
Rotor zu einem ringförmigen Hohlraum vollständig abgeschlossen
wird.
Aus dem Kennzeichen des Anspruchs 11 ergibt sich eine bevor
zugte Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich
eine kostengünstige Bauweise, die mit einem Flügelpaar aus
kommt.
Bei dieser Flügelzellenpumpe, bei welcher die Flügel in einer
einzigen Axialebene geführt sind, kann das erforderliche Dreh
moment auch bei wechselnden Beanspruchungen und hohen Dreh
zahlen des Rotors stets sicher in den Rotor eingeleitet
werden.
Aus dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 12 ergibt sich
eine bevorzugte Ausführungsform mit dem zusätzlichen Vorteil
einer besonders kostengünstigen Bauweise. Bei dieser Ausfüh
rung handelt es sich um einen sog. nicht gestuften Rotor, der
innerhalb seines Lagers in gewissem Umfang axial verschieb
lich ist. Ein derart gelagerter, axial verschieblicher Rotor
besitzt besondere Vorteile bezüglich der stirnseitigen
Schmierung des Rotors im Pumpengehäuse mit Schmieröl, da sich
der Rotor in axialer Richtung so einstellen wird, daß ein
Schmierfilm bestimmter Dicke erzeugt wird.
Will man einen Ölkreislauf durch den Rotor vollständig vermei
den, so bietet sich die Möglichkeit nach Anspruch 13 an. Hier
durch wird kostengünstig erreicht, daß die axiale Bohrung des
Rotors nicht zum Transport von Schmieröl im Schmierölkreislauf
der Brennkraftmaschine herangezogen wird. Um weiterhin einen
dosierten Schmierölstrom zu bewirken, kann der Deckel zusätz
lich mit einer engen Drosselbohrung ausgestattet werden.
In der Ausbildung, die sich aus den Merkmalen des Anspruchs 14
ergibt, wird der Rotor aus einzelnen Zylindern zusammenge
setzt. Hierbei ergibt sich aus den Querschnitten der einzelnen
Zylinder nach dem Zusammensetzen der Querschnitt des Rotors.
Zwischen den einzelnen Zylindern und der Lagerwelle erfolgt
eine Verbindung, so daß der zusammengesetzte Rotor drehfest an
die Lagerwelle gekoppelt ist. Diese Ausführung läßt sowohl
Rotoren mit sekantial gerichteten Flügelschlitzen zu als auch
Rotoren mit nur einem Flügelschlitz in einer Axialebene. Bei
dieser Ausführung kann der Rotor aus zwei oder mehr einzelnen
Zylindern zusammengesetzt werden. Vorzugsweise werden gerade
Zylinder verwendet, bei denen die Mantellinien senkrecht auf
der Grund- und Deckfläche stehen, wobei Grund- und Deckfläche
als flache Stirnseiten und eine oder mehrere Seitenwände als
Seitenebenen, vorzugsweise Seitenflächen ausgebildet sind. Die
Zylinder werden mit diesen Seitenflächen aneinandergesetzt und
verbunden und mit ihren flachen Stirnseiten an die ebenfalls
flache Stirnseite der Lagerwelle angesetzt und dort fest ver
bunden. Die Verbindung kann durch Kleben, Löten, Hartlöten
oder dgl. bewerkstelligt werden.
In einer Weiterbildung werden entsprechend Anspruch 15 die
Zylinder stirnseitig mit der Lagerwelle verschweißt, z.B.
durch Kondensatorschweißung, Reibschweißung.
Aus dem Kennzeichen des Anspruchs 16 ergibt sich eine Ausfüh
rungsform mit dem Vorteil, daß der Querschnitt aller Zylinder
exakt gleich ist. Er entspricht dem Querschnitt des strangge
preßten Profils. Diese Ausführungsform bietet den großen
Vorteil, daß sie sich insbesondere zur Fertigung großer Stück
zahlen eignet, wobei die Zylinder durch Abtrennen von Ab
schnitten entstehen, deren Länge im wesentlichen der Flügel
breite entspricht.
In der Weiterbildung nach Anspruch 17 liegt eine bevorzugte
Ausführungsform, die sich durch besondere Einfachheit aus
zeichnet. In diesem Fall ist es besonders wichtig, daß die
Wandungen der Zylinder nach dem Ansetzen an die Lagerwelle
zueinander parallel verlaufen, da sie die exakte Flügelführung
übernehmen sollen.
In der Ausführungsform nach Anspruch 18 liegt der Vorteil, daß
der Rotor lediglich ein Flügelpaar führt, wodurch der Bauauf
wand erheblich reduziert werden kann. Will man den Bauaufwand
noch weiter reduzieren, so bieten sich Pumpen an, bei welchen
der Flügel eine konstante, fest vorgegebene Länge hat. Derar
tige Pumpen sind beispielsweise als Konchoidenpumpen bekannt,
bei welchen die Gehäuseform dadurch bestimmt ist, daß alle
Sekanten durch den Mittelpunkt des Rotors die fest vorgegebene
Flügellänge haben.
In der Ausführungsform nach Anspruch 19 ergibt sich der
Vorteil, daß der Rotor zwischen zwei sich gegenüberliegenden
Stirnseiten so angeschlagen ist, daß er jeweils in einer genau
definierten Axialstellung läuft.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1, 2, 3, 4 und 6 eine Flügelzellenpumpe 1, bestehend
aus einem Gehäuse 2, welches an ein Motorgehäuse 3 ange
flanscht ist. Das Pumpengehäuse besitzt einen Einlaßkanal 4
(versetzt gezeichnet) sowie einen Auslaßkanal 5, der in dem
Motorgehäuse mündet. Der Einlaßkanal 4 ist durch ein pilzför
miges Einlaßventil 6 aus Gummi während des Pumpensaughubes
geöffnet. Ein derartiges Pilzventil ist Gegenstand der DE-OS
38 41 329 (Bag. 1624). Auslaßseitig wird der Auslaßkanal 5
durch ein Federblattventil 7 abgeschlossen. Das Federblattven
til öffnet sich bei einem bestimmten Druck im Auslaßkanal 5.
Das Motorgehäuse 3 besitzt einen Schmierölkanal 8, über den
die Flügelzellenpumpe mit dem Schmierölsystem des Motors ver
bunden ist. Zum Antrieb der Pumpe dient ein rotierender
Antriebsflansch 9, der aus einer T-förmigen Erweiterung eines
rotierenden Wellenendes besteht. Bei der Welle kann es sich
beispielsweise um die Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
handeln. Alle Pumpen besitzen einen Rotor 10, welcher in nur
einer Axialebene geschlitzt (11) ist, wobei im Falle der
Fig. 1 bis 4 die Axialebene zufällig in der Zeichenebene
liegt und im Falle der Fig. 6 senkrecht dazu. Es soll jedoch
ausdrücklich gesagt sein, daß die Erfindung nicht auf Flügel
zellenpumpen beschränkt sein soll, bei denen die Flügel in nur
einer Axialebene angeordnet sind. In dem Axialschlitz 11 ist
jeweils ein Paar gleichartiger Flügel geführt, die bei Rotor
drehung abwechselnd in den Schlitz eintauchen bzw. aus dem
Schlitz ausfahren. In Fig. 1 sind die Flügel strichpunktiert
dargestellt. In Fig. 2 bis 4 und 6 wurde auf die Darstellung
verzichtet. Die axiale Schlitzbreite S ist etwas größer als
die Flügelbreite, welche durch die Breite B des Pumpengehäuses
2 vorgegeben ist. Das heißt, daß die Flügel mit ihren Längs
seiten zwar an der Innenstirnfläche des Pumpengehäuses anlie
gen, jedoch nicht die Innenseite des Flügelführungsschlitzes
berühren. Mit anderen Worten entsteht ein Abstand S-B
zwischen der Flügelinnenkante und dem Schlitzende im Rotor,
wodurch keine Anpassung der Schlitzbreite erfolgen muß. Jeder
Rotor der Fig. 1 und 2 ist von einer Axialbohrung 12 durch
setzt, die durch den gesamten Rotor läuft. Die Axialbohrung
dient der Herstellung eines Ölkreislaufs durch den Rotor. Sie
führt überschüssiges Schmieröl aus der Pumpe ab und in die
Brennkraftmaschine zurück.
Bei den Pumpen der Fig. 3 und 4 sowie 6 ist die Axialbohrung
im Bereich des Lagerendes verschlossen. In diesem Fall erfolgt
kein Ölkreislauf durch den Rotor. Überschüssiges Öl kann
jedoch über den Auslaßkanal 5 mit der abgesaugten Luft zusam
men aus dem Pumpenraum austreten. Zum Verschließen der Axial
bohrung unterscheiden sich die Fig. 3, 4 und 6 folgendermaßen:
In Fig. 3 ist die Axialbohrung im Bereich des Nabenansatzs
durch einen eingepreßten Deckel 19 dichtend abgeschlossen. Der
Deckel sitzt unter einer Radialspannung in der Bohrung, so daß
ein axiales Verrutschen nicht möglich ist.
Eine andere Möglichkeit, die Axialbohrung in Richtung zum
Motorgehäuse zu verschließen, ist in Fig. 4 und 6 gezeigt. In
diesem Fall besitzt die Lagerwelle an ihrem dem Motor zuge
wandten Ende eine Stirnwand, welche nicht durchbrochen ist.
Die Axialbohrung des Rotors endet vor der Stirnwand und wird
deshalb unmittelbar von der Lagerwelle abgeschlossen. Auf der
dem Antriebsflansch 9 zugewandten Stirnseite sitzen zwei
herausragende Zapfen 15, die zur Aufnahme der T-förmigen
Erweiterung des Antriebsflansches dienen.
Es soll an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen
werden, daß die Fig. 3 und 4 sowie 6 zwar einen rohrför
migen Rotor zeigen, der über eine nicht durchgehende Axialboh
rung nicht unmittelbar mit dem Motorraum der Brennkraft
maschine verbunden ist, daß jedoch hierdurch nicht gesagt
werden soll, daß obige Merkmale nur in dieser Kombination
auftreten dürfen.
Zur Lagerung des Rotors während seiner Drehbewegung dient ein
im Motorgehäuse 3 angeordnetes Lagergehäuse 13, in welchem
eine Lagerwelle 14 drehbar gelagert ist. Die Lagerwelle kann
z.B. als Drehteil hergestellt sein. Für große Stückzahlen
werden Lagerwellen als paßgenaue Sinterteile bevorzugt. Die
Lagerwelle besitzt eine Antriebskupplung mit Ausnehmungen 15
(Fig. 1-3) oder Zapfen (Fig. 4 und 6). zur Aufnahme der
T-förmigen Erweiterung des Antriebsflansches 9. Die Lagerwelle
14 ist in dem Lagergehäuse 13 gleitgelagert und wird über den
Schmierölkanal 8 während des Betriebes mit der erforderlichen
Menge Schmieröl versorgt.
Für die Fig. 1 bis 4 gilt folgendes:
Der Rotor 10 trägt an seiner einen, der Lagerwelle zugewandten Seite einen konzentrischen Nabenansatz 16, welcher die beiden durch den Flügelführungsschlitz 11 geteilten Rotorhälften zusammenhält. Der Nabenansatz ist kreiszylindrisch ausgebil det, wobei der Zylinderdurchmesser geringer als der Lager durchmesser und geringer als Rotordurchmesser ist. Der Naben ansatz ragt in denjenigen Gehäusebereich, in welchem die Lage rung des einseitig fliegend gelagerten Rotors erfolgt. Die Lagerwelle 14 besitzt an ihrem dem Rotor zugewandten Ende eine Ausnehmung 17. Es handelt sich um eine konzentrische Ausdre hung aus der Lagerwelle, deren Innendurchmesser dem Außen durchmesser des kreiszylindrischen Nabenansatzes entspricht. Diese Ausdrehung ist über den Nabenansatz gestülpt und fest mit dem Nabenansatz verbunden. Die Verbindung ist über eine Außenverzahnung am Nabenansatz (Fig. 1) bzw. über eine Innen verzahnung an der Ausnehmung (Fig. 2, 3, 4) hergestellt, wobei die Verzahnung in das Material der Ausnehmung (Fig. 1) bzw. des Nabenansatzes (Fig. 2) eingepreßt wurde. Hierauf wird in den Fig. 5 und 5a noch näher eingegangen. Der Außendurch messer der Ausnehmung ist genauso groß wie der Durchmesser der Lagerwelle, so daß die Lagerwelle über ihre gesamte Breite zur Lagerung des fliegend gelagerten Rotors herangezogen wird.
Der Rotor 10 trägt an seiner einen, der Lagerwelle zugewandten Seite einen konzentrischen Nabenansatz 16, welcher die beiden durch den Flügelführungsschlitz 11 geteilten Rotorhälften zusammenhält. Der Nabenansatz ist kreiszylindrisch ausgebil det, wobei der Zylinderdurchmesser geringer als der Lager durchmesser und geringer als Rotordurchmesser ist. Der Naben ansatz ragt in denjenigen Gehäusebereich, in welchem die Lage rung des einseitig fliegend gelagerten Rotors erfolgt. Die Lagerwelle 14 besitzt an ihrem dem Rotor zugewandten Ende eine Ausnehmung 17. Es handelt sich um eine konzentrische Ausdre hung aus der Lagerwelle, deren Innendurchmesser dem Außen durchmesser des kreiszylindrischen Nabenansatzes entspricht. Diese Ausdrehung ist über den Nabenansatz gestülpt und fest mit dem Nabenansatz verbunden. Die Verbindung ist über eine Außenverzahnung am Nabenansatz (Fig. 1) bzw. über eine Innen verzahnung an der Ausnehmung (Fig. 2, 3, 4) hergestellt, wobei die Verzahnung in das Material der Ausnehmung (Fig. 1) bzw. des Nabenansatzes (Fig. 2) eingepreßt wurde. Hierauf wird in den Fig. 5 und 5a noch näher eingegangen. Der Außendurch messer der Ausnehmung ist genauso groß wie der Durchmesser der Lagerwelle, so daß die Lagerwelle über ihre gesamte Breite zur Lagerung des fliegend gelagerten Rotors herangezogen wird.
Die beiden Ausführungen nach Fig. 1, 2, 3, 4 und 6 unter
scheiden sich weiter in folgenden Merkmalen:
Fig. 1 und 6 zeigen einen sog. gestuften Rotor, das ist ein Rotor, bei welchem der Durchmesser der Lagerwelle vom Durch messer des Rotors abweicht. Im vorliegenden Fall ist der Durchmesser der Lagerwelle geringer als der Rotordurchmesser. Demgegenüber besitzt der Rotor nach Fig. 2, 3, 4 denselben Außendurchmesser wie die Lagerwelle. Man spricht in einem solchen Fall von einem nicht gestuften Rotor.
Fig. 1 und 6 zeigen einen sog. gestuften Rotor, das ist ein Rotor, bei welchem der Durchmesser der Lagerwelle vom Durch messer des Rotors abweicht. Im vorliegenden Fall ist der Durchmesser der Lagerwelle geringer als der Rotordurchmesser. Demgegenüber besitzt der Rotor nach Fig. 2, 3, 4 denselben Außendurchmesser wie die Lagerwelle. Man spricht in einem solchen Fall von einem nicht gestuften Rotor.
In Fig. 2 besitzt der mit der Lagerwelle zusammengefügte Rotor
in seiner Lagerbohrung ein axiales Spiel, welches begrenzt
wird durch die der Lagerseite abgewandte Stirnfläche 22 des
Pumpengehäuses und einem am Motorgehäuse angebrachten Bund 23.
Der Abstand zwischen der lagerabgewandten Stirnfläche des
Pumpengehäuses und der zum Rotor zeigenden Ringfläche des
Bundes am Motorgehäuse ist hier größer als die Gesamtbreite
von Rotor mit Lagerwelle, so daß der Rotor ein gewisses Axial
spiel besitzt und sich während des Betriebes in seine Gleich
gewichtslage einstellen kann. In dieser Gleichgewichtslage ist
er beidseitig zwischen je einem stirnseitigen Schmierfilm ohne
Gehäusekontakt eingepaßt.
Bei den Ausführungen nach den Fig. 3 und 4 hingegen ist die
Gesamtbreite von Rotor und Lagerwelle genauso groß wie der
Abstand zwischen der lagerabgewandten Stirnfläche 22 des
Pumpengehäuses und der dem Rotor zugewandten Ringfläche des
Bundes 23. In diesem Fall ist also der zusammengefügte Rotor
zwischen sich gegenüberliegenden Stirnflächen des Bundes 23
sowie des Pumpengehäuses 2 im Sinne eines Anschlags einge
paßt.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß in Fig. 1 die
Lagerwelle eine geringere Härte aufweist als der Nabenansatz.
Beim Zusammenfügen der Lagerwelle mit dem Nabenansatz wird
demzufolge der aus härterem Material bestehende Nabenansatz
sich in die weichere Ausnehmung der Lagerwelle eingraben.
Während des Eingrabens wird aus der weicheren Ausnehmung über
stehendes Material abgehoben, welches sich bei zusammengefüg
tem Rotor mit Lageransatz in einer Spänekammer 18 ansammelt.
Abweichend hiervon unterscheidet sich die Ausführung nach
Fig. 2, 3, 4 darin, daß nunmehr die Härte der Lagerwelle
erheblich über der Härte des Nabenansatzes liegt. Demzufolge
wird sich beim Zusammenfügen die Lagerwelle in den Nabenansatz
graben. Hierbei wird überstehendes Material aus dem weicheren
Nabenansatz abgehoben und in der ringförmigen und allseits
begrenzten Spänekammer 18 angesammelt.
Die Spänekammer 18 wird gebildet einerseits durch den Außen
durchmesser des Nabenansatzes sowie den Innendurchmesser der
Ausnehmung. Die axiale Begrenzung der ringförmigen Spänekammer
wird von je einer Stirnfläche am Nabenansatz sowie an der
Lagerwelle übernommen. Somit ist bei zusammengefügtem Rotor
mit Lagerwelle die Spänekammer ein allseits geschlossener
Ringraum, aus welchem die abgehobenen Späne nicht mehr entwei
chen können.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer Ausnehmung der Lagerwelle,
welche mit dem Nabenansatz zusammengefügt ist, wobei die Ver
bindung über eine Innenverzahnung 19 der Ausnehmung 17 herge
stellt ist. Die Innenverzahnung ist in das Material des
ursprünglich kreiszylindrischen Nabenansatzes 16 eingegraben.
Hierzu besteht die Ausnehmung aus einem härteren Material als
der Nabenansatz. Der ursprüngliche Durchmesser des Nabenan
satzes 16 ist gestrichelt dargestellt und fällt im wesent
lichen mit dem Fußkreis 20 der Verzahnung zusammen. Dadurch,
daß die Lagerwelle aus einem härteren Material gefertigt ist
als der Nabenansatz, konnte er sich beim Zusammenschieben von
Lagerwelle mit dem Nabenansatz in das weichere Material des
Nabenansatzes 16 eingraben.
In Fig. 5a sind die eben beschriebenen Verhältnisse umge
kehrt. In diesem Fall trägt der Nabenansatz 16 eine Außenver
zahnung 21 und besteht aus dem härteren Material. Der ur
sprünglich kreiszylindrische Innendurchmesser der Ausnehmung
fällt mit dem Fußkreis der Verzahnung zusammen. Der ursprüng
lich materialgefüllte Kreisquerschnitt des Mantels der Ausneh
mung 17 wurde durch das Einpressen des härteren Nabenansatzes
um die jeweiligen Zahnquerschnitte verringert.
Ergänzend zum bisher Gesagten zeigen die Fig. 6 sowie 7
eine bisher nicht beschriebene Bauweise. Wesentlich an dieser
Bauweise ist, daß der Rotor nunmehr aus zwei Zylindern 24 auf
gebaut ist, die beide einen gleichen Querschnitt aufweisen. Es
handelt sich um gerade Zylinder, deren Mantellinien parallel
zur Rotorachse verlaufen. Die Zylinder sind mit ihren ebenen
Stirnflächen an die ebenfalls ebenen Stirnflächen 25 der
Lagerwelle 14 angesetzt. An dieser Stelle erfolgt die Verbin
dung zwischen den Zylindern sowie der Lagerwelle. Die Verbin
dung kann beispielsweise eine Klebe-, Löt-, Hartlöt- oder
Schweißverbindung sein. Wie man aus Fig. 6 erkennt, sind die
Zylinder aus Gewichtsersparnisgründen in ihrem Inneren in
Längsrichtung parallel zur Rotorachse hohl.
Wie man aus Fig. 7 entnimmt, sind die Zylinder 24 jeweils
querschnittsgleich, wobei der Querschnitt aus einem Kreisab
schnitt besteht, dessen Sehne kürzer als der Kreisdurchmesser
ist. Die beiden gekrümmten Mantellinien der Kreisabschnitte
fallen mit dem Rotormantel zusammen. Die einander zugewandten,
parallelen Sehnen der Kreisabschnitte bilden die parallelen
Wandungen des Flügelschlitzes zwischen sich zur Aufnahme des
starren Flügels 27. Die beiden Sehnen der Kreisabschnitte
liegen also in den Sekantialebenen 29, die die Wandungen des
Flügelschlitzes darstellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
tritt die weitere Besonderheit auf, daß der starre Flügel 27
aus einem Stück besteht. Aus diesem Grunde ist das Pumpen
gehäuse als Konchoidengehäuse 28 gefertigt. Bei einem derar
tigen Gehäuse besitzen alle Sekanten, welche durch die Dreh
achse 31 des Rotors gehen, eine identische Länge. Diese Länge
ist die Länge des starren Flügels 27.
Die Fig. 8 und 9 zeigen den Querschnitt eines Pumpenrotors
einer Pumpe mit vier sekantial gerichteten Flügeln. Im Falle
der Fig. 8 wird der Rotor aus zwei bezüglich der Rotorachse
zueinander punktsymmetrischen Zylindern aufgebaut, die entlang
der Trennfläche 30 begrenzt sind. Die Trennfläche 30 läuft
vollständig innerhalb des Rotors und wird aus einzelnen sekan
tial verlaufenden Ebenen, die innerhalb des Rotors liegen,
gebildet. Der Außenumfang jedes Zylinders 24 fällt mit dem
Rotormantel zusammen. Infolge der Punktsymmetrie der einzelnen
Zylinder besitzen diese jeweils den gleichen Querschnitt.
In Abänderung zur Beschreibung der Fig. 8 tritt im Falle der
Fig. 9 die Besonderheit auf, daß der Pumpenrotor zwar densel
ben Querschnitt aufweist, daß jedoch nunmehr vier Zylinder (I
bis IV) den Querschnitt des Rotors aufbauen. Eine weitere
Besonderheit liegt darin, daß jeder Zylinder durch Trenn
flächen 30 begrenzt wird, die innerhalb des Rotors und auf den
Sekantialebenen 29 liegen, die ihrerseits wiederum die Wan
dungen der Flügelschlitze darstellen.
Die Teilzylinder, die den Rotor bilden, werden in den Trenn
flächen 30 miteinander verschweißt, verklebt oder sonstwie
verbunden. Ferner werden die Teilzylinder - wie in Fig. 4
gezeigt - mit einem Nabenansatz 16 oder - wie in Fig. 6
gezeigt - mit der Lagerwelle 14 verbunden.
Bezugszeichenaufstellung
1 Flügelzellenpumpe
2 Pumpengehäuse
3 Motorgehäuse
4 Einlaßkanal
5 Auslaßkanal
6 Einlaßventil, Pilzventil
7 Federblattventil, Auslaßventil
8 Schmierölkanal
9 Antriebsflansch
10 Rotor
11 Schlitz, Flügelführungsschlitz
12 Axialbohrung
13 Lagergehäuse
14 Lagerwelle
15 Ausnehmung, Antriebskupplung
16 Nabenansatz
17 topfförmige Ausnehmung
18 Spänekammer
19 Innenverzahnung
20 Fußkreis
21 Außenverzahnung
22 Gehäusestirnwand
23 Lagerbund
24 Zylinder
25 Stirnseite
26 Profilabschnitt
27 starrer Flügel
28 Konchoidengehäuse
29 Sekantialebene
30 Trennfläche
31 Motordrehachse
S Schlitzbreite
B Pumpengehäusebreite
2 Pumpengehäuse
3 Motorgehäuse
4 Einlaßkanal
5 Auslaßkanal
6 Einlaßventil, Pilzventil
7 Federblattventil, Auslaßventil
8 Schmierölkanal
9 Antriebsflansch
10 Rotor
11 Schlitz, Flügelführungsschlitz
12 Axialbohrung
13 Lagergehäuse
14 Lagerwelle
15 Ausnehmung, Antriebskupplung
16 Nabenansatz
17 topfförmige Ausnehmung
18 Spänekammer
19 Innenverzahnung
20 Fußkreis
21 Außenverzahnung
22 Gehäusestirnwand
23 Lagerbund
24 Zylinder
25 Stirnseite
26 Profilabschnitt
27 starrer Flügel
28 Konchoidengehäuse
29 Sekantialebene
30 Trennfläche
31 Motordrehachse
S Schlitzbreite
B Pumpengehäusebreite
Claims (19)
1. Flügelzellenpumpe
mit einem Rotor,
in welchem jeder Flügel in einem axialen Schlitz geführt
ist
und der mit einer einseitig auskragenden Lagerwelle
zusammengefügt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor einseitig konzentrisch einen Nabenansatz trägt,
und daß die Lagerwelle eine konzentrische Ausnehmung
besitzt, die ohne Radialspiel über den Nabenansatz
gestülpt ist.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nabenansatz in den Lagerbereich ragt.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Flügelschlitze sich axial bis in den Nabenansatz
erstrecken.
4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nabenansatz und die Ausnehmung kreiszylindrisch sind.
5. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nabenansatz an seinem Außenumfang und/oder seiner
Stirnfläche mit den entsprechenden Flächen der Ausnehmung
verschweißt ist.
6. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nabenansatz an seinem Außenumfang und/oder seiner
Stirnfläche mit den entsprechenden Flächen der Ausnehmung
verklebt ist.
7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausnehmung der Lagerwelle auf den Nabenansatz aufge
schrumpft ist.
8. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
Nabenansatz oder Ausnehmung über eine Verzahnung verfü
gen, die unter Druck in das Material des jeweils anderen
nicht verzahnten Teils gepreßt ist, dessen Durchmesser im
wesentlichen dem Fußkreisdurchmesser der Verzahnung ent
spricht.
9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der die Verzahnung tragende Teil eine erheblich höhere
Härte aufweist als das Gegenstück.
10. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Nabenansatz und Lagerwelle eine ringförmige
geschlossene Spänekammer gebildet wird, die zur Aufnahme
der beim Einpressen abgehobenen Späne dient.
11. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotor in einer Axialebene einen durchgehenden Schlitz
besitzt, welcher den Rotor in zwei Hälften teilt, die
durch den Nabenansatz zusammengehalten werden.
12. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerwelle denselben Außendurchmesser wie der Rotor
hat,
und daß der Rotor ein Rohr ist, welches sich bis in den
Lagerbereich erstreckt und im Lagerbereich einen verklei
nerten Außendurchmesser besitzt, welcher dem Innendurch
messer der Ausnehmung entspricht.
13. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotor im Bereich des Nabenansatzes durch einen Deckel
verschlossen ist.
14. Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotor aus mehreren, vorzugsweise querschnittsgleichen
Zylindern besteht, die mit achsparallelen Ebenen (Trenn
fläche 30) zusammengefügt und jeweils stirnseitig an die
Lagerwelle angesetzt sind.
15. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinder mit einer Stirnfläche an eine Stirnfläche der
Lagerwelle geschweißt sind.
16. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 14 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinder von Abschnitten eines stranggepreßten Profils
gebildet werden.
17. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinder durch innerhalb des Rotors liegende Sekan
tialebenen begrenzt werden, die mit den Wandungen der
Flügelschlitze zusammenfallen.
18. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotor aus zwei Zylindern mit kreisabschnittsförmigem
Querschnitt zusammengesetzt ist, deren Sekantialebenen
sich parallel zugewandt sind und den Flügelschlitz
bilden.
19. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
im zusammengefügten Zustand der Rotor an einer der
Gehäusestirnwände und die Lagerwelle an einem radialen
Bund der Lagerbohrung axial anschlagen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904018509 DE4018509A1 (de) | 1989-06-24 | 1990-06-09 | Fluegelzellenpumpe |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3920735 | 1989-06-24 | ||
DE3926317 | 1989-08-09 | ||
DE19904018509 DE4018509A1 (de) | 1989-06-24 | 1990-06-09 | Fluegelzellenpumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4018509A1 true DE4018509A1 (de) | 1991-01-10 |
Family
ID=27199779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904018509 Withdrawn DE4018509A1 (de) | 1989-06-24 | 1990-06-09 | Fluegelzellenpumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4018509A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5779463A (en) * | 1994-07-16 | 1998-07-14 | Pierburg Ag | Rotary piston pump having a slide valve driven by a rotor |
DE19500542B4 (de) * | 1995-01-11 | 2004-02-12 | Pierburg Gmbh | Drehkolbenpumpe |
WO2005001293A1 (de) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Mahle Motorkomponenten Schweiz Ag | Rotor aus sintermetall einer drehkolbenpumpe |
DE102013217819A1 (de) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Doppelhubige Flügelzellenpumpe für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs |
-
1990
- 1990-06-09 DE DE19904018509 patent/DE4018509A1/de not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101108727B1 (ko) * | 2003-06-30 | 2012-02-29 | 말레 모토콤포넨텐 슈바이츠 아게 | 로타리 피스톤 펌프의 소결금속 회전자 |
DE102013217819A1 (de) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Doppelhubige Flügelzellenpumpe für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |