EP2313656A2 - Pumpeneinheit - Google Patents

Pumpeneinheit

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EP2313656A2
EP2313656A2 EP09775988A EP09775988A EP2313656A2 EP 2313656 A2 EP2313656 A2 EP 2313656A2 EP 09775988 A EP09775988 A EP 09775988A EP 09775988 A EP09775988 A EP 09775988A EP 2313656 A2 EP2313656 A2 EP 2313656A2
Authority
EP
European Patent Office
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pump unit
sleeve
side plate
drive shaft
unit according
Prior art date
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EP09775988A
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English (en)
French (fr)
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EP2313656B1 (de
Inventor
Boris Zinke
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Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Original Assignee
ixetic Bad Homburg GmbH
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Publication date
Application filed by ixetic Bad Homburg GmbH filed Critical ixetic Bad Homburg GmbH
Publication of EP2313656A2 publication Critical patent/EP2313656A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2313656B1 publication Critical patent/EP2313656B1/de
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0034—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps for other than the working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C15/0038—Shaft sealings specially adapted for rotary-piston machines or pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C14/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the invention relates to a pump unit of a vane pump without its own housing according to the preamble of claim 1.
  • Pump units of the type discussed here are known. They are used for example in gear housings of a motor vehicle or other housings which require a hydraulic supply. Such pumping units include a drive shaft, a rotor cooperating with the drive shaft for receiving vanes which slide along a contoured ring during rotation of the rotor, with two adjacent vanes enclosing cells which rotate as the vanes rotate Increase or reduce the contour section, sucking in and ejecting oil. Furthermore, a first and second side plate is provided, which are arranged laterally of the contour ring.
  • the known gear pump units have the disadvantage that they decay during transport and thereby the transport in a housing or other security measures are required. Another disadvantage of the known pump units without their own housing is the relatively complex assembly, for example in a transmission housing.
  • Object of the present invention is therefore to provide a pump unit in which a disintegration during transport of the pump unit is avoided and also a particularly simple installation of the pump unit in a housing is possible.
  • a pump unit with the features of claim 1 is proposed. It is characterized in that a sleeve mounted movably on the drive shaft is provided, which is located downstream of the second side plate in the axial direction of the pump unit. It is also characterized by the fact that a securing element for axially securing the sleeve is provided on the drive shaft, whereby a falling apart of the pump unit is avoided during transport. Furthermore, the pump unit is characterized a spring element which biases the second side plate relative to the transmission housing, wherein the spring element is an integral part of the pump unit.
  • the individual elements of the pump unit are securely held together during transport and also ensure during assembly of the pump in a housing for secure installation of the second side plate on the contour ring, so start-up problems of the pump unit can be avoided.
  • Another advantage of the pump unit proposed here is the particularly flexible use of the pump unit in that the spring element allows tolerance compensation for dimensional deviations.
  • an embodiment of the invention which is characterized in that the securing element is a cooperating with the drive shaft snap ring.
  • the securing element is a cooperating with the drive shaft snap ring.
  • Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the pump unit has a drive through. In this way, a speed query can be realized if, for example, two clutches to be controlled.
  • An embodiment of the invention is also preferred, which is characterized in that the spring element is designed as a plate spring, which is supported on the one hand on the second side plate and on the other hand on the sleeve.
  • the sleeve is then in turn preferably supported by a collar on the transmission housing, so that the spring element biases the second side plate relative to the housing, in particular with respect to the transmission housing.
  • this embodiment when the sleeve in the axial direction movable on a Extension of the second side plate is mounted.
  • the spring element in particular the plate spring is provided with openings, so that flow channels, which have the lowest possible flow resistance, are formed by the pressure outlets of the pump unit to a pressure chamber.
  • the sleeve and the second side plate are integrally formed.
  • an axial securing of the sleeve is preferably carried out by means of a securing element.
  • the spring element is designed as a compression spring, preferably as a helical spring, in particular as a frusto-conical helical spring, which is supported on the one hand on the second side plate and on the other hand on a support means movably mounted on the sleeve.
  • the support means may be arbitrary, for example, as a disc formed. It is also conceivable to introduce into the sleeve a groove in which one end of the coil spring is displaceable. It is crucial that also in this embodiment, the side plate is biased relative to the housing, so that when mounting the pump unit in a housing a secure system of the individual components is guaranteed to each other, so start-up difficulties of the pump unit can be avoided.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that a first thrust bearing is realized by a cooperating with the rotor shaft collar and a second thrust bearing by a cooperating with the rotor retaining ring. In this way, when pulling or pushing the drive shaft, the rotor itself serves as a thrust bearing.
  • an embodiment of the invention which is characterized in that a shaft collar is provided for the axial securing of the first pressure plate.
  • a shaft collar is provided for the axial securing of the first pressure plate.
  • an embodiment of the invention is preferred, which is characterized in that the radial sealing of the pump unit relative to the housing O-rings are provided, wherein the first side plate, the second side plate and the sleeve preferably cooperate with at least one O-ring.
  • radial shaft sealing rings are still provided for sealing pump parts which perform a relative rotation relative to one another, wherein preferably a radial shaft sealing ring is provided between the drive shaft and the first side plate and a second radial shaft sealing ring is provided between the drive shaft and the sleeve.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the pump unit
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the pump unit.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a section of the pump unit according to FIG. 2.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a pump unit 1 of a vane pump, which is arranged in a housing, here for example in a transmission housing 3, for example. It comprises a drive shaft 5, which is non-rotatably connected to a rotor 7, for example via a toothing or the like. Furthermore, a contoured ring 9 is provided, which is arranged around the rotor 7 and which is surrounded by a first side plate 11 and a second side plate 13, which is penetrated by the drive shaft 5. The exact radial position of the side plates 11 and 13 and the contour ring 9 to each other is ensured by pins 15 which penetrate the side plates 11 and 13 and the contour ring 9.
  • the drive shaft 5 is driven by means of a drive wheel, here purely by way of example by means of a gear 17. However, it is also conceivable to use a sprocket, a belt drive or the like.
  • the rotor 7 serves to receive a plurality of wings 19, which slide on a rotation of the rotor 7 about the rotation axis D of the drive shaft 5 on the inside of the contour ring 9 along.
  • a suction region 21 is clearly visible, from which the vane pump sucks hydraulic oil and promotes provided in the second pressure plate 13 pressure outlets in a pressure chamber 25. From there, the hydraulic oil reaches a consumer.
  • the further operation of a vane pump is sufficiently described in the prior art, so it will not be discussed further here.
  • the pump unit 1 has a sleeve 27 which is arranged coaxially to the drive shaft 5 and axially displaceable on this. It is also the second side plate 13 in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation D, downstream of the pump unit 1, that is arranged on the opposite side of the drive side of the second side plate 13.
  • a securing element 29 is provided, which is preferably designed as a snap ring and prevents slipping off of the sleeve 27 of the drive shaft 5 during transport of the pump unit 1.
  • FIG. 1 makes it clear that the sleeve 27 is mounted with a first portion 31 in the transmission housing 3 and with a second portion 33 axially displaceable on a projection 35 of the second side plate 13. Between the extension 35 of the second side plate 13 and the second portion 33 of the sleeve 27, an O-ring seal 53 for radial sealing of the pump unit 1 is provided.
  • the pump unit 1 also has a coaxial with the drive shaft 5 arranged spring element 39, which is supported on the one hand in a radially outer region with respect to the axis of rotation D on the second side plate 13 and on the other hand in a radially inner region of the sleeve 27.
  • the spring element 39 is designed here as a plate spring and provided with openings 41 in order to ensure a fluid connection between the pressure outlets 23 and the pressure chamber 25.
  • the openings 41 are preferably formed so that the flow resistance of the spring element 39 is as low as possible. It is conceivable, however, the formation of the spring element 39 as a frustoconical helical spring. Decisive is the formation of the spring element 39 as a compression spring which can bias the second side plate 13 relative to the housing.
  • the shaft 5 has at its end facing away from the gear 17 on a drive 43, which is provided here purely by way of example with a pole 45 in order to realize a speed query.
  • the pole wheel 45 preferably comprises permanent magnets which interact with a sensor for detecting the rotational speed of the drive shaft 5.
  • a first radial shaft sealing ring 47 arranged between the first side plate 11 and the drive shaft 5 and a second radial shaft sealing ring 49 arranged between the sleeve 27 and the drive shaft 5 are provided. Since these are parts that perform a relative movement in the operation of the pump unit 1 to each other, the use of O-rings would be insufficient here. Furthermore, an O-ring seal 51 is provided for radial sealing between the first side plate 11 and the transmission housing 3. Also, the second side plate 13 is opposite the transmission housing 3 sealed by means of an O-ring seal 52 in the radial direction.
  • Another O-ring seal 53 is provided in the region between the second portion 33 of the sleeve 27 and the extension 35 of the second side plate 13. Finally, for radial sealing nor an O-ring seal 55 between a portion 57 of the sleeve 27, which has a relation to the remaining sleeve 27 reduced diameter, and the transmission housing 3 is arranged.
  • the drive shaft 5 is provided with a shaft collar 59, so that a drop of the first side plate 11 is prevented by the drive shaft 5.
  • the pump unit 1 is formed as a compact unit, in which all elements are securely mounted on the one hand by the shaft collar 59 and on the other hand by the retaining ring 29 on the drive shaft 5 and falling apart of the pump unit 1 during transport is reliably avoided.
  • the spring element 39 When transporting the pump unit 1, or in the non-installed state of the pump unit 1, the spring element 39 is more relaxed, so that the sleeve 27 is displaced on the drive shaft 5 and on the extension 35 in the axial direction and pressed against the retaining ring 29.
  • the reduced-diameter portion 57 of the sleeve 27 is inserted into an opening 59 provided in the transmission case 3 until the sleeve 27 abuts against the transmission case 3 with a collar 61.
  • the pump unit 1 can then be moved further into the transmission housing 3 until its optimum position is reached.
  • the spring element 39 is compressed, so that the second side plate 13 is biased against the sleeve 27 and thus against the transmission housing 3 and pressed against the contour ring 9, which in turn is supported on the first side plate 11, in turn in axia ler direction is secured by the housing part 48.
  • the present pump unit 1 further comprises two thrust bearings in the event that there is a depression of the shaft in the direction of the arrow 63 or to a pulling of the drive shaft 5 in the direction of the arrow 65. Although such operating conditions should be avoided during operation of the pump unit 1, it is necessary to provide thrust bearings in the event that such an operating state occurs.
  • a collar 67 is provided on the drive shaft 5 in the case of the pump unit 1 for realizing a first axial bearing, which collar is arranged to the left of the rotor 7. is net and engages with a displacement of the drive shaft 5 in the direction of arrow 63 with the rotor 7 and this entrains, so that the rotor 7 is displaced in the direction of the second side plate 13.
  • a locking ring 69 arranged to the right of the rotor 7 is provided on the drive shaft 5, which entrains the rotor 7 in the direction of the arrow 65 when the drive shaft 5 moves and displaces it in the direction of the first side plate 11.
  • the rotor 7 serves here as a thrust bearing which cooperates with the first side plate 11 and the second side plate 13 when the shaft is loaded axially.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a second embodiment of a pump unit 1.
  • the same parts are provided with the same reference numerals, so reference is made in this regard to the description of Figure 1.
  • a sleeve 27 ' is formed in one piece with the second side plate 13.
  • a spring element 39 ' is a coaxial with the drive shaft 5 arranged frusto-conical helical spring which is supported with one end in an outer radial region with respect to the rotation axis D on the side plate 13 and with its other end in a radially inner region of a support means 71st supported.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the corresponding region of the pump unit 1.
  • the support device 71 is movably mounted on the sleeve 27 '. It must be designed so that it can not fall off the sleeve 27 '. For this purpose, it can cooperate, for example, with a suitable securing element 72 introduced into the sleeve 27 ', which is embodied here by way of example as a securing ring.
  • the support device 71 may, for example, as shown in Figure 2, be formed as a disc which serves as an abutment for the spring element 39 '.
  • the drive shaft 5 can either be provided a corresponding embodiment of Figure 1 corresponding locking ring, which prevents falling out of the sleeve 27'.
  • a locking ring 73 which is disposed between the drive shaft 5 and the sleeve 27 'and by means of an elongated annular groove-shaped region, an axial displacement of the sleeve 27' allowed.
  • the sleeve 27 ' is sealed by means of an O-ring seal 55 in the radial direction relative to the transmission housing 3.
  • a radial shaft seal 49 is provided according to the first embodiment shown in FIG.
  • a compact pump unit 1 is provided, in which the risk of disintegration during transport by a securing element, in particular by the retaining ring 73 is avoided.
  • the spring element 39 also fulfills the advantageous function that the second side plate 13 is biased relative to the transmission housing 3, so that a safe investment of the individual pump elements together and a start of the pump is ensured in a pressureless state and at the same time manufacturing tolerances are compensated.
  • the sleeve 27 'in turn in the opening 59 of the transmission housing 3 is arranged.
  • the sleeve 27 ' is not supported here but on a collar on the transmission housing 3, but the spring element 39' is supported on the support means 71 and thus directly on the transmission housing 3 from.
  • the spring element 39 ' exerts a force on the second side plate 13, so that the side plates 11 and 13 abut against the contour ring 9.
  • a pump unit is provided by the present invention, which is characterized in that on the drive shaft movably mounted sleeve 27 and 27 'is provided, which is the second side plate 13 in the axial direction of the pump unit 1 downstream, and that a securing element 29 or 73 for axially securing the sleeve 27, 27 'on the drive shaft 5 is provided.
  • the spring element 39 or 39 ' is an integral part of the pump unit 1 and biases the second side plate 13 relative to the transmission housing 3.

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Abstract

Es wird eine Pumpeneinheit (1) einer Flügelzellenpumpe ohne eigenes Gehäuse vorgeschlagen, mit einer Antriebswelle (5), einem mit der Antriebswelle (5) zusammenwirkenden Rotor (7) zur Aufnahme von Flügeln (19), einem den Rotor (7) umgebenden Konturring (9), eine erste und eine zweite Seitenplatte (11, 13), die seitlich des Konturrings (9) angeordnet sind.

Description

Pumpeneinheit
Die Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit einer Flügelzellenpumpe ohne eigenes Gehäuse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Pumpeneinheiten der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie werden beispielsweise in Getriebegehäusen eines Kraftfahrzeugs oder anderen Gehäusen, welche eine Hydraulikversorgung benötigen, eingesetzt. Derartige Pumpeneinheiten weisen eine Antriebswelle auf, einen mit der Antriebswelle zusammenwirkenden Rotor, der zur Aufnahme von Flügeln dient, die während einer Drehung des Rotors an einem Konturring entlang gleiten, wobei zwei benachbarte Flügel Zellen einschließen, welche sich bei einer Rotation der Flügel, je nach Konturabschnitt vergrößern oder verkleinern, und dabei Öl ansaugen und wieder ausstoßen. Des Weiteren ist eine erste und zweite Seitenplatte vorgesehen, die seitlich des Konturrings angeordnet sind. Die bekannten Getriebepumpeneinheiten weisen den Nachteil auf, dass diese beim Transport zerfallen und dadurch der Transport in einem Gehäuse oder andere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil der bekannten Pumpeneinheiten ohne eigenes Gehäuse ist die relativ aufwändige Montage beispielsweise in einem Getriebegehäuse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pumpeneinheit zu schaffen, bei der ein Zerfall beim Transport der Pumpeneinheit vermieden wird und außerdem ein besonders einfacher Einbau der Pumpeneinheit in einem Gehäuse möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Pumpeneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass eine auf der Antriebswelle beweglich gelagerte Hülse vorgesehen ist, die der zweiten Seitenplatte in axialer Richtung der Pumpeneinheit nachgelagert ist. Sie zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass ein Sicherungselement zur axialen Sicherung der Hülse auf der Antriebswelle vorgesehen ist, wodurch ein Auseinanderfallen der Pumpeneinheit beim Transport vermieden wird. Des Weiteren zeichnet sich die Pumpeneinheit durch ein Federelement aus, welches die zweite Seitenplatte gegenüber dem Getriebegehäuse vorspannt, wobei das Federelement ein fester Bestandteil der Pumpeneinheit ist. Dadurch werden die einzelnen Elemente der Pumpeneinheit auch beim Transport sicher zusammengehalten und sorgen außerdem bei der Montage der Pumpe in einem Gehäuse für eine sichere Anlage der zweiten Seitenplatte an dem Konturring, sodass Anlaufprobleme der Pumpeneinheit vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der hier vorgeschlagenen Pumpeneinheit ist der besonders flexible Einsatz der Pumpeneinheit dadurch, dass das Federelement einen Toleranzausgleich bei Maßabweichungen ermöglicht.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich dadurch auszeichnet, dass das Sicherungselement ein mit der Antriebswelle zusammenwirkender Sprengring ist. Auf diese Weise erfolgt eine zuverlässige axiale Sicherung der Hülse auf der Antriebswelle, sodass die einzelnen Bauteile der Pumpeneinheit beim Transport nicht von der Antriebswelle rutschen können. Somit kann auf ein Pumpengehäuse für den Transport der Pumpeneinheit verzichtet werden. Die Pumpeneinheit kann also als kompakte Einheit ohne irgendwelche zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen transportiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumpeneinheit einen Durchtrieb aufweist. Auf diese Weise kann eine Drehzahlabfrage realisiert werden, wenn beispielsweise zwei Kupplungen geregelt werden sollen.
Auch wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Federelement als Tellerfeder ausgebildet ist, die sich einerseits an der zweiten Seitenplatte und andererseits an der Hülse abstützt. Die Hülse stützt sich dann wiederum vorzugsweise über einen Bund an dem Getriebegehäuse ab, sodass das Federelement die zweite Seitenplatte gegenüber dem Gehäuse, insbesondere gegenüber dem Getriebegehäuse, vorspannt. Besonders vorteilhaft ist dieses Ausführungsbeispiel, wenn die Hülse in axialer Richtung beweglich auf einem Fortsatz der zweiten Seitenplatte gelagert ist. Beim Einbau der Pumpe kann auf diese Weise eine sichere Anlage der Pumpenteile gewährleistet werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement, insbesondere die Tellerfeder mit Öffnungen versehen ist, sodass Durchflusskanäle, die einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen, von den Druckauslässen der Pumpeneinheit zu einem Druckraum gebildet werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse und die zweite Seitenplatte einstückig ausgebildet sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt eine axiale Sicherung der Hülse vorzugsweise mittels eines Sicherungselements. Das Federelement ist als Druckfeder, vorzugsweise als Schraubenfeder, insbesondere als kegelstumpfförmige Schraubenfeder ausgebildet, die sich einerseits an der zweiten Seitenplatte und andererseits an einer beweglich auf der Hülse gelagerten Stützeinrichtung abstützt. Die Stützeinrichtung kann beliebig, beispielsweise als Scheibe, ausgebildet sein. Denkbar ist es auch, in die Hülse eine Nut einzubringen, in welcher ein Ende der Schraubenfeder verlagerbar ist. Entscheidend ist, dass auch bei dieser Ausführungsform die Seitenplatte gegenüber dem Gehäuse vorgespannt wird, sodass bei der Montage der Pumpeneinheit in einem Gehäuse eine sichere Anlage der einzelnen Bauelemente zueinander gewährleistet ist, sodass Anlaufschwierigkeiten der Pumpeneinheit vermieden werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes Axiallager durch einen mit dem Rotor zusammenwirkenden Wellenbund und ein zweites Axiallager durch einen mit dem Rotor zusammenwirkenden Sicherungsring realisiert wird. Auf diese Weise dient bei einem Ziehen oder einem Drücken der Antriebswelle der Rotor selbst als Axiallager.
Weiterhin bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich dadurch auszeichnet, dass zur axialen Sicherung der ersten Druckplatte ein Wellenbund vorgesehen ist. Auf diese Weise sind sämtliche Elemente der Pumpeneinheit sicher auf - A - der Antriebswelle gelagert und können von dieser nicht herunterfallen. Somit kann ein sicherer Transport der Pumpeneinheit ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erfolgen.
Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zur radialen Abdichtung der Pumpeneinheit gegenüber dem Gehäuse O-Ringe vorgesehen sind, wobei die erste Seitenplatte, die zweite Seitenplatte und die Hülse vorzugsweise mit mindestens einem O-Ring zusammenwirken. Insbesondere sind zur Abdichtung von Pumpenteilen, die eine Relativdrehung zueinander durchführen, noch Radialwellendichtringe vorgesehen, wobei vorzugsweise ein Ra- dialwellendichtring zwischen der Antriebswelle und der ersten Seitenplatte und ein zweiter Radialwellendichtring zwischen der Antriebswelle und der Hülse vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Pumpeneinheit;
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Pumpeneinheit, und
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Pumpeneinheit gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Pumpeneinheit 1 einer Flügelzellenpumpe, die in einem Gehäuse, hier beispielhaft in einem Getriebegehäuse 3, angeordnet ist. Sie umfasst eine Antriebswelle 5, die drehfest mit einem Rotor 7, beispielsweise über eine Verzahnung oder dergleichen, verbunden ist. Des Weiteren ist ein Konturring 9 vorgesehen, der um den Rotor 7 herum angeordnet ist und der von einer ersten Seitenplatte 11 und einer zweiten Seitenplatte 13 umgeben ist, die von der Antriebswelle 5 durchgriffen wird. Die exakte radiale Position der Seiten- platten 11 und 13 sowie des Konturrings 9 zueinander wird durch Stifte 15 gewährleistet, welche die Seitenplatten 11 und 13 und den Konturring 9 durchdringen.
Die Antriebswelle 5 wird mittels eines Antriebsrads, hier rein beispielhaft mittels eines Zahnrads 17, angetrieben. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz eines Kettenrads, eines Riementriebs oder dergleichen.
Der Rotor 7 dient zur Aufnahme mehrerer Flügel 19, die bei einer Drehung des Rotors 7 um die Drehachse D der Antriebswelle 5 an der Innenseite des Konturrings 9 entlang gleiten. In Figur 1 ist ein Saugbereich 21 deutlich erkennbar, aus dem die Flügelzellenpumpe Hydrauliköl ansaugt und über in der zweiten Druckplatte 13 vorgesehene Druckauslässe in einen Druckraum 25 fördert. Von dort aus gelangt das Hydrauliköl zu einem Verbraucher. Die weitere Funktionsweise einer Flügelzellenpumpe ist im Stand der Technik hinreichend beschrieben, sodass hier nicht näher darauf eingegangen werden soll.
Die Pumpeneinheit 1 weist eine Hülse 27 auf, die koaxial zu der Antriebswelle 5 und axial auf dieser verlagerbar angeordnet ist. Sie ist darüber hinaus der zweiten Seitenplatte 13 in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse D, der Pumpeneinheit 1 nachgelagert, also auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite der zweiten Seitenplatte 13 angeordnet. Zur axialen Sicherung der Hülse 27 auf der Antriebswelle 5 ist ein Sicherungselement 29 vorgesehen, welches vorzugsweise als Sprengring ausgebildet ist und das ein Herunterrutschen der Hülse 27 von der Antriebswelle 5 während des Transports der Pumpeneinheit 1 verhindert.
Figur 1 macht deutlich, dass die Hülse 27 mit einem ersten Abschnitt 31 im Getriebegehäuse 3 und mit einem zweiten Abschnitt 33 axial verschieblich auf einem Fortsatz 35 der zweiten Seitenplatte 13 gelagert ist. Zwischen dem Fortsatz 35 der zweiten Seitenplatte 13 und dem zweiten Abschnitt 33 der Hülse 27 ist eine O-Ring- Dichtung 53 zur radialen Abdichtung der Pumpeneinheit 1 vorgesehen. Die Pumpeneinheit 1 weist außerdem ein koaxial zur Antriebswelle 5 angeordnetes Federelement 39 auf, welches sich einerseits in einem radial außen liegenden Bereich bezüglich der Drehachse D an der zweiten Seitenplatte 13 und mit andererseits in einem radial innen liegenden Bereich an der Hülse 27 abstützt. Das Federelement 39 ist hier als Tellerfeder ausgebildet und mit Öffnungen 41 versehen, um eine Fluid- verbindung zwischen den Druckauslässen 23 und dem Druckraum 25 zu gewährleisten. Die Öffnungen 41 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass der Strömungswiderstand des Federelements 39 möglichst gering ist. Denkbar ist jedoch die Ausbildung des Federelements 39 als kegelstumpfförmige Schraubenfeder. Entscheidend ist die Ausbildung des Federelements 39 als Druckfeder, welche die zweite Seitenplatte 13 gegenüber dem Gehäuse vorspannen kann.
Die Welle 5 weist an ihrem dem Zahnrad 17 abgewandten Ende einen Durchtrieb 43 auf, der hier rein beispielhaft mit einem Polrad 45 versehen ist, um eine Drehzahlabfrage zu realisieren. Das Polrad 45 umfasst hierzu vorzugsweise Permanentmagneten, die mit einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der Antriebswelle 5 zusammenwirken.
Eine axiale Sicherung der Pumpeneinheit 1 in dem Getriebegehäuse 3 erfolgt in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 rein beispielhaft mittels eines Gehäuseteils 48, jedoch ist eine Sicherung der Pumpeneinheit 1 in dem Getriebegehäuse 3 auch auf andere Art und Weise, beispielsweise mittels einer Sicherungsscheibe oder dergleichen denkbar.
Zur radialen Abdichtung der Pumpeneinheit 1 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 ist ein zwischen der ersten Seitenplatte 11 und der Antriebswelle 5 angeordneter erster Radialwellendichtring 47 und ein zwischen der Hülse 27 und der Antriebswelle 5 angeordneter zweiter Radialwellendichtring 49 vorgesehen. Da es sich dabei um Teile handelt, die eine Relativbewegung im Betrieb der Pumpeneinheit 1 zueinander ausführen, wäre der Einsatz von O-Ringen hier ungenügend. Des Weiteren ist zur radialen Abdichtung zwischen der ersten Seitenplatte 11 und dem Getriebegehäuse 3 eine O-Ring-Dichtung 51 vorgesehen. Auch die zweite Seitenplatte 13 ist gegenüber dem Getriebegehäuse 3 mittels einer O-Ring-Dichtung 52 in radialer Richtung abgedichtet.
Eine weitere O-Ring-Dichtung 53 ist im Bereich zwischen dem zweiten Abschnitt 33 der Hülse 27 und dem Fortsatz 35 der zweiten Seitenplatte 13 vorgesehen. Schließlich ist zur radialen Abdichtung noch eine O-Ring-Dichtung 55 zwischen einem Abschnitt 57 der Hülse 27, der einen gegenüber der restlichen Hülse 27 reduzierten Durchmesser aufweist, und dem Getriebegehäuse 3 angeordnet.
Zur axialen Sicherung der ersten Seitenplatte 11 ist die Antriebswelle 5 mit einem Wellenbund 59 versehen, sodass ein Herunterfallen der ersten Seitenplatte 11 von der Antriebswelle 5 verhindert wird.
Insgesamt zeigt sich, dass die Pumpeneinheit 1 als kompakte Einheit ausgebildet ist, bei der sämtliche Elemente einerseits durch den Wellenbund 59 und andererseits durch den Sicherungsring 29 sicher auf der Antriebswelle 5 gelagert sind und ein Auseinanderfallen der Pumpeneinheit 1 beim Transport zuverlässig vermieden wird.
Beim Transport der Pumpeneinheit 1 , beziehungsweise im nicht eingebauten Zustand der Pumpeneinheit 1, ist das Federelement 39 entspannter, sodass die Hülse 27 auf der Antriebswelle 5 und auf dem Fortsatz 35 in axialer Richtung verlagert und gegen den Sicherungsring 29 gepresst wird.
Wenn die Getriebeeinheit 1 in das Getriebegehäuse 3 eingesetzt wird, wird der im Durchmesser reduzierte Abschnitt 57 der Hülse 27 in eine in dem Getriebegehäuse 3 vorgesehene Öffnung 59 eingeführt, bis die Hülse 27 mit einem Bund 61 an dem Getriebegehäuse 3 anliegt. Die Pumpeneinheit 1 kann dann weiter in das Getriebegehäuse 3 hineinverlagert werden, bis ihre optimale Position erreicht ist. In diesem eingebauten Zustand der Pumpeneinheit 1 wird das Federelement 39 zusammengedrückt, sodass die zweite Seitenplatte 13 gegenüber der Hülse 27 und damit gegenüber dem Getriebegehäuse 3 vorgespannt wird und gegen den Konturring 9 gepresst wird, der sich wiederum an der ersten Seitenplatte 11 abstützt, die ihrerseits in axia- ler Richtung durch das Gehäuseteil 48 gesichert ist. Durch die Federkraft des Federelements 39 wird damit bereits im drucklosen Zustand der Pumpeneinheit 1 eine sichere Anlage und Abdichtung der beiden Seitenplatten an dem Konturring 9 und damit ein Druckaufbau und ein reibungsloses Anlaufen der Pumpeneinheit 1 sichergestellt. Auch beim Transport der Pumpeneinheit 1 werden die Pumpenteile somit sicher zusammengehalten.
Figur 1 macht deutlich, dass die Hülse 27 im eingebauten Zustand der Pumpeneinheit 1 nicht mehr an dem Sicherungsring 29 anliegt, sondern durch die Anlage des Bunds 61 an dem Getriebegehäuse 3 vielmehr in einem Abstand von einigen Millimetern zu diesem angeordnet ist. Im nicht eingebauten Zustand der Pumpeneinheit 1 ist also ein gewisses Spiel zwischen den einzelnen Pumpenelementen vorhanden, so- dass erst beim Einbau der Pumpeneinheit 1 das Federelement 39 seine volle Wirkung entfaltet. Besonders vorteilhaft an der hier vorgeschlagenen Pumpeneinheit 1 ist außerdem, dass das Federelement 39 einen festen Bestandteil der Pumpeneinheit 1 bildet. Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus, dass durch das Federelement 39 etwaige Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, die sich bei dem zur Aufnahme der Pumpeneinheit 1 vorgesehenen Bohrung in dem Getriebegehäuse 3 ergeben können.
Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der hier vorgeschlagenen Pumpeneinheit 1, wenn ein Durchtrieb 43, beispielsweise zur Realisierung einer Drehzahlabfrage, vorgesehen ist.
Die vorliegende Pumpeneinheit 1 umfasst weiterhin zwei Axiallager für den Fall, dass es zu einem Drücken der Welle in Richtung des Pfeils 63 oder zu einem Ziehen der Antriebswelle 5 in Richtung des Pfeils 65 kommt. Derartige Betriebszustände sollten beim Betrieb der Pumpeneinheit 1 zwar vermieden werden, jedoch ist es notwendig, Axiallager vorzusehen, für den Fall, dass ein derartiger Betriebszustand eintritt.
Hierzu ist bei der Pumpeneinheit 1 zur Realisierung eines ersten Axiallagers ein Bund 67 an der Antriebswelle 5 vorgesehen, der links neben dem Rotor 7 angeord- net ist und der bei einer Verlagerung der Antriebswelle 5 in Richtung des Pfeils 63 mit dem Rotor 7 in Eingriff kommt und diesen mitnimmt, sodass der Rotor 7 in Richtung der zweiten Seitenplatte 13 verlagert wird. Zur Realisierung eines zweiten Axiallagers ist ein rechts neben dem Rotor 7 angeordneter Sicherungsring 69 an der Antriebswelle 5 vorgesehen, der bei einer Bewegung der Antriebswelle 5 in Richtung des Pfeils 65 den Rotor 7 mitnimmt und diesen in Richtung der ersten Seitenplatte 11 verlagert. Es zeigt sich, dass der Rotor 7 hier als Axiallager dient, der bei einer axialen Belastung der Welle mit der ersten Seitenplatte 11 beziehungsweise mit der zweiten Seitenplatte 13 zusammenwirkt.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Pumpeneinheit 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird.
Im Gegensatz zu Figur 1 ist in Figur 2 lediglich ein Ausschnitt der Pumpeneinheit 1 dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist eine Hülse 27' einstückig mit der zweiten Seitenplatte 13 ausgebildet. Als Federelement 39' dient eine koaxial zur Antriebswelle 5 angeordnete kegelstumpfförmige Schraubenfeder, die sich mit einem Ende in einem äußeren radialen Bereich bezüglich der Drehachse D an der Seitenplatte 13 abstützt und die sich mit ihrem anderen Ende in einem radial innen liegenden Bereich an einer Stützeinrichtung 71 abstützt.
Figur 3 zeigt zur Verdeutlichung eine vergrößerte Darstellung des entsprechenden Bereichs der Pumpeneinheit 1. Es wird deutlich, dass die Stützeinrichtung 71 beweglich auf der Hülse 27' gelagert ist. Sie muss derart ausgebildet sein, dass sie nicht von der Hülse 27' abfallen kann. Hierzu kann sie beispielsweise mit einem in die Hülse 27' eingebrachten geeigneten Sicherungselement 72 zusammenwirken, welches hier beispielhaft als Sicherungsring ausgebildet ist.
Die Stützeinrichtung 71 kann beispielsweise, wie in Figur 2 dargestellt ist, als Scheibe ausgebildet sein, die als Widerlager für das Federelement 39' dient. Zu r axialen Sicherung der Hülse 27' auf der Antriebswelle 5 kann entweder ein dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entsprechender Sicherungsring vorgesehen sein, der ein Herausfallen der Hülse 27' verhindert. Es kann aber auch ein Sicherungsring 73 vorgesehen sein, der zwischen der Antriebswelle 5 und der Hülse 27' angeordnet ist und der mittels eines länglichen ringnutförmigen Bereichs eine axiale Verlagerung der Hülse 27' erlaubt.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 27' mittels einer O-Ring-Dichtung 55 in radialer Richtung gegenüber dem Getriebegehäuse 3 abgedichtet. Um eine Abdichtung zwischen der Hülse 27' und der Antriebswelle 5 zu gewährleisten, ist entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ein Radialwellendichtring 49 vorgesehen.
Es wird deutlich, dass auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine kompakte Pumpeneinheit 1 geschaffen wird, bei der die Gefahr eines Zerfallens während des Transports durch ein Sicherungselement, insbesondere durch den Sicherungsring 73 vermieden wird. Des Weiteren erfüllt das Federelement 39 auch hier die vorteilhafte Funktion, dass die zweite Seitenplatte 13 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 vorgespannt wird, sodass eine sichere Anlage der einzelnen Pumpenelemente aneinander erfolgt und ein Anlaufen der Pumpe in drucklosem Zustand sichergestellt ist und gleichzeitig Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
Im eingebauten Zustand der Pumpeneinheit 1 gemäß Figur 2 ist die Hülse 27' wiederum in der Öffnung 59 des Getriebegehäuses 3 angeordnet. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 stützt sich die Hülse 27' hier jedoch nicht über einen Bund an dem Getriebegehäuse 3 ab, sondern das Federelement 39' stützt sich an der Stützeinrichtung 71 und damit unmittelbar an dem Getriebegehäuse 3 ab. Dadurch übt das Federelement 39' eine Kraft auf die zweite Seitenplatte 13 aus, sodass die Seitenplatten 11 und 13 an dem Konturring 9 anliegen. Hierbei kann es zu einer Verlagerung der Seitenplatte 13 und damit zu einer Verlagerung der Hülse 27' in der Öffnung 59 kommen, weshalb die Stützeinrichtung 71' auf der Hülse 27' beweglich gelagert sein muss. Je nachdem, wie weit die Hülse 27' in die Öffnung 59 hineinragt, wird das Federelement 39' mehr oder weniger stark zusammengedrückt. Im ausgebauten Zustand der Pumpeneinheit 1 , also insbesondere beim Transport, wird das Federelement 39' die Stützeinrichtung 71 maximal weit nach rechts bis zu einem Anschlag auf der Hülse 27' verlagern, sodass sich das Federelement 39' wiederum in einem entspannteren Zustand befindet.
Durch die bewegliche Anordnung des Abstützelements 71 auf der Hülse 27', wird dieses durch das Federelement 39' immer gegen das Getriebegehäuse 3 gedrückt.
Insgesamt zeigt sich, dass durch die vorliegende Erfindung eine Pumpeneinheit geschaffen wird, die sich dadurch auszeichnet, dass eine auf der Antriebswelle beweglich gelagerte Hülse 27 beziehungsweise 27' vorgesehen ist, die der zweiten Seitenplatte 13 in axialer Richtung der Pumpeneinheit 1 nachgelagert ist, und dass ein Sicherungselement 29 beziehungsweise 73 zur axialen Sicherung der Hülse 27, 27' auf der Antriebswelle 5 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein Transport der Pumpeneinheit 1 ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erfolgen, da ein Zerfallen der Pumpeneinheit 1 vermieden wird. Das Federelement 39 beziehungsweise 39' ist ein fester Bestandteil der Pumpeneinheit 1 und spannt die zweite Seitenplatte 13 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 vor. Dadurch wird ein Klaffen der Pumpenelemente im drucklosen Zustand der Pumpeneinheit 1 vermieden, und sie kann problemlos durch die Abdichtung Druck aufbauen und anlaufen. Außerdem werden durch das Federelement 39, 39' fertigungsbedingte Toleranzen ausgeglichen, die eine optimale Anpassung der Pumpeneinheit 1 erlauben, wodurch diese besonders flexibel einsetzbar ist.
Bezugszeichenliste
I Pumpeneinheit 31 erster Abschnitt
3 Getriebegehäuse 33 zweiter Abschnitt
5 Antriebswelle 35 Fortsatz
7 Rotor 39 Federelement
9 Konturring 39' Federelement
I 1 erste Seiten platte 41 Öffnungen
13 zweite Seitenplatte 43 Durchtrieb
15 Stifte 45 Polrad
17 Zahnrad 47 erster Radialwellendichtring
19 Flügel 48 Gehäuseteil
21 Saugbereich 49 zweiter Radialwellendichtring 3 Druckauslass 51 O-Ring-Dichtung 5 Druckraum 53 O-Ring-Dichtung 7 Hülse 55 O-Ring-Dichtung 7" Hülse 57 Abschnitt 9 Sicherungsring 59 Öffnung Bund Pfeil (Ziehen) Pfeil (Drücken) Bund Sicherungsring Stützeinrichtung Sicherungsring Sicherungsring

Claims

Patentansprüche
1. Pumpeneinheit (1 ) einer Flügelzellenpumpe ohne eigenes Gehäuse, mit
einer Antriebswelle (5),
einem mit der Antriebswelle (5) zusammenwirkenden Rotor (7) zur Aufnahme von Flügeln (19),
einem den Rotor (7) umgebenden Konturring (9),
eine erste und eine zweite Seitenplatte (11 ,13), die seitlich des Konturrings (9) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine auf der Antriebswelle (5) beweglich gelagerte Hülse (27,27') vorgesehen ist, die der zweiten Seitenplatte (13) in axialer Richtung der Pumpeneinheit (1) nachgelagert ist, dass
ein Sicherungselement (29,73) zur axialen Sicherung der Hülse (27) auf der Antriebswelle (5) vorgesehen ist, und dass
ein Federelement (39,39') vorgesehen ist, welches die zweite Seitenplatte (13) gegenüber dem Getriebegehäuse (3) vorspannt, wobei
das Federelement (39,39') ein fester Bestandteil der Pumpeneinheit (1) ist.
2. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (29,73) ein mit der Antriebswelle (5) zusammenwirkender Sprengring ist.
3. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (1) einen Durchtrieb (43) aufweist.
4. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (39) als Tellerfeder ausgebildet ist, die sich einerseits an der zweiten Seitenplatte (13) und andererseits an der Hülse (27) abstützt.
5. Pumpeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (39) mit Öffnungen (41) versehen ist.
6. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hülse (27) über einen Bund (61) an dem Getriebegehäuse (3) abstützt.
7. Pumpeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (27) in axialer Richtung beweglich auf einem Fortsatz der zweiten Seitenplatte (13) gelagert ist.
8. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (27') und die zweite Seitenplatte (13) einstückig ausgebildet sind.
9. Pumpeneinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (39') als kegelstumpfförmige Schraubenfeder ausgebildet ist, die sich einerseits an der zweiten Seitenplatte (13) und andererseits an einer beweglich auf der Hülse (27') gelagerten Stützeinrichtung (71) abstützt.
10. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Axiallager durch einen mit dem Rotor (7) zusammenwirkenden Wellenbund (67) und ein zweites Axiallager durch einen mit dem Rotor (7) zusammenwirkenden Sicherungsring (69) realisiert wird.
11. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Sicherung der ersten Druckplatte (11) ein Wellenbund (67) vorgesehen ist.
12. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Abdichtung der Pumpeneinheit (1) O-Ringe (52,51,53,55) vorgesehen sind, die mit der ersten Seitenplatte (11), der zweite Seitenplatte (13) und mit der Hülse (27,27') zusammenwirken.
13. Pumpeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Abdichtung der Pumpeneinheit (1) ein erster Radi- alwellendichtring (47) zwischen der Antriebswelle (5) und der ersten Seitenplatte (11) und ein zweiter Radialwellendichtring (49) zwischen der Antriebswelle (5) und der Hülse (27) vorgesehen sind.
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