DE10019065A1

DE10019065A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE10019065A1
Application number: DE2000119065
Authority: DE
Inventors: Joachim Schreiber
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: ixetic Bad Homburg GmbH
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2003-03-06

Abstract

Eine Pumpe mit einem in einem Pumpengehäuse (1) angeordneten Rotor (2), der über eine Antriebswelle (3) drehangetrieben und dazu drehfest auf die Antriebswelle (3) aufgesteckt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) ein zum Auffädeln des Rotors (2) auf die Antriebswelle (3) dienendes, sich verjüngendes freies Ende (4) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten Rotor, der über eine Antriebswelle drehangetrieben und dazu drehfest auf die Antriebswelle aufgesteckt ist.

Gattungsbildende Pumpen, so beispielsweise Flügelzellenpumpen, sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Lediglich beispielhaft wird dazu auf die DE 198 57 560 A1 verwiesen.

Pumpen der hier in Rede stehenden Art sind beispielsweise als Flügelzellen- oder Zahnradpumpen ausgebildet und dienen zur Förderung eines strömungsfähigen Mediums, nämlich von gasförmigen oder flüssigen Stoffen. Die Fördereinheit der Pumpe umfasst einen Rotor, der wiederum über eine Pumpenwelle angetrieben wird. Die Pumpenwelle ist innerhalb des Pumpengehäuses mit Hilfe von Lagern drehbar gehalten. Der Einfachheit halber wird die Pumpenwelle nachfolgend stets als Antriebswelle bezeichnet. Pumpen der gattungsbildenden Art werden u. a. zur Dieselförderung in Kraftfahrzeugen verwendet.

Der Rotor weist üblicherweise keine eigene Lagerung auf, ist vielmehr auf die Antriebswelle aufgesteckt. Daraus resultiert ein Problem bei der Montage bzw. beim Zusammenbau der Pumpe, nämlich dahingehend, dass der Rotor auf die Antriebswelle aufzufädeln ist, wobei beim Einstecken der Antriebswelle diese mit der Einstecköffnung des Rotors nicht fluchtet. Folglich sind hier besondere Massnahmen erforderlich, um nämlich die Antriebswelle in den Rotor mühelos einstecken zu können.

In der DE 198 57 560 A1 sind den Zusammenbau der Pumpe begünstigende Massnahmen vorgeschlagen, nämlich in Form einer Vorzentrierung durch eine Zentrierhilfe. Dabei handelt es sich im Konkreten um konstruktive Massnahmen zur Vorzentrierung von Rotor und Antriebswelle bei der Montage, und zwar gegenüber dem Gehäuseteil. Die dort realisierten Massnahmen sind in konstruktiver Hinsicht - aufgrund zusätzlicher Teile - aufwendig und bringen Dichtigkeitsprobleme im Bereich der Zentrierhilfe mit sich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine Zentrierung von Antriebswelle und Rotor realisiert ist, ohne dabei die Dichtigkeit beeinträchtigende konstruktive Vorkehrungen treffen zu müssen.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist eine gattungsbildende Pumpe der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle ein zum Auffädeln des Rotors auf die Antriebswelle dienendes, sich verjüngendes freies Ende aufweist.

Erfindungsgemäss ist erkannt worden, dass zum Auffädeln des Rotors auf die Antriebswelle - entgegen der im Stand der Technik gefestigten Vorgehensweise - keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Vielmehr lässt sich eine Art Zwangszentrierung von Antriebswelle und Rotor beim Zusammenbau der Pumpe dadurch erreichen, dass die Antriebswelle an deren freien Ende eine ganz besondere Ausgestaltung aufweist, dass sich nämlich die Antriebswelle im Bereich des freien Endes verjüngt. Dies hat zur Folge, dass beim Einschieben der Antriebswelle diese mit ihrem freien Ende bei jedem nur denkbaren Versatz zwischen Antriebswelle und Rotor in die Einstecköffnung hineingelangt und beim weiterreichenden Einstecken den im Rahmen seines Spiels dort frei beweglichen Rotor zwangsweise auf die Antriebswelle auffädelt. Weiterreichende Massnahmen zur Zentrierung der Antriebswelle und/oder des Rotors sind im Rahmen einer solchen erfindungsgemässen Ausgestaltung nicht erforderlich.

Im Konkreten könnte das freie Ende der Antriebswelle dornartig ausgebildet sein, wobei die Oberfläche des sich verjüngenden freien Endes geradlinig, konvex oder konkav zur Spitze hin verlaufen kann. So könnte das freie Ende der Antriebswelle kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein, wobei unter Berücksichtigung eines maximalen Versatzes zwischen der Drehachse der Antriebswelle und der Mittelachse des Rotors sichergestellt sein muss, dass das verjüngte freie Ende der Antriebswelle gerade noch in die Einstecköffnung des Rotors gelangt und diesen dabei auf die Antriebswelle - zwangsweise - auffädelt.

Zur Verringerung der zum Auffädeln des Rotors erforderlichen Kräfte könnte in weiter vorteilhafter Weise das freie Ende der Antriebswelle beschichtet sein, wobei die Beschichtung derart auszuführen ist, dass die Haftreibung zwischen der Antriebswelle und dem Rotor verringert ist. Jedwede aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungsmaterialien kommen hier in Frage, sofern sie den Anforderungen innerhalb einer gattungsbildenden Pumpe genügen.

Bereits zuvor ist erwähnt worden, dass der Rotor eine Einstecköffnung für die Antriebswelle aufweist. In Ergänzung zu den am freien Ende der Antriebswelle getroffenen Massnahmen - sich verjüngendes freies Ende - könnte die die Einstecköffnung begrenzende Wandung des Rotors aussenseitig eine auf das freie Ende der Antriebswelle in etwa abgestimmte Führungsfläche aufweisen. Ein zwangsweises Auffädeln des Rotors auf die Antriebswelle ist dadurch abermals begünstigt, zumal durch diese Massnahme ein weiterreichender "offset" von Antriebswelle und Rotor tolerierbar ist. Eine Zwangszentrierung wird auch durch diese Massnahme begünstigt, wobei die Führungsfläche - analog der Ausgestaltung des freien Endes der Antriebswelle - in etwa keilförmig nach innen verlaufen kann. Die die Einstecköffnung begrenzende Wandung des Rotors könnte gefast sein.

Wie auch bereits zu dem freien Ende der Antriebswelle ausgeführt, könnte auch die Führungsfläche bzw. Fase der Einstecköffnung beschichtet sein, wobei die Beschichtungen beider Bauteile zur Verringerung der beim Einstecken der Antriebswelle erforderlichen Kräfte aufeinander abgestimmt sein sollten.

In konstruktiver Hinsicht ist es von weiterem Vorteil, wenn dem freien Ende der Antriebswelle vorzugsweise unmittelbar eine Aussenverzahnung folgt, die im eingesteckten Zustand der Antriebswelle mit einer Innenverzahnung des Rotors kämmt. Der Aussenverzahnung der Antriebswelle könnte sich ein Freistich und dem Freistich ein zylindrischer Abschnitt der Antriebswelle anschliessen. Der zylindrische Abschnitt der Antriebswelle könnte einen zumindest geringfügig grösseren Durchmesser als der die Aussenverzahnung tragende Bereich der Antriebswelle aufweisen, wodurch das Einstecken bzw. Einschieben der Antriebswelle in den Rotor bzw. das Auffädeln des Rotors auf die Antriebswelle im Sinne eines Anschlags begrenzt sein kann.

Der Führungsfläche des Rotors könnte unmittelbar der die Innenverzahnung aufweisende Bereich folgen, so dass der Einsteckvorgang gleich nach der Zwangszentrierung aufgrund der voranstehend genannten Massnahmen nach einer nur kurzen Verlagerung der Antriebswelle vollendet ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Pumpe während des Zusammenbaus, wobei die Antriebswelle mit dem besonders ausgestalteten freien Ende gerade in den Rotor eingesteckt wird und wobei die Drehachse der Antriebswelle und die Drehachse des Rotors noch versetzt zueinander sind;
Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1, wobei der Versatz der Drehachsen durch den Einsteckvorgang der Antriebswelle bzw. das Auffädeln des Rotors bereits verringert ist;
Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1, wobei aufgrund des Einsteckvorgangs der Antriebswelle eine Zentrierung stattgefunden hat, so dass kein Versatz zwischen der Drehachse der Antriebswelle und der Drehachse des Rotors mehr vorliegt und
Fig. 4 in einer schematischen Seitenansicht, herausgelöst, eine sich am freien Ende kegelstumpfartig verjüngende Antriebswelle und einen Rotor bei maximalem Versatz vor dem selbstzentrierenden Einsteckvorgang.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen beim Zusammenbau einer erfindungsgemässen Pumpe die selbstzentrierende Wirkung nämlich beim Einstecken der Antriebswelle in den Rotor der Pumpe.
Im Konkreten zeigen die Fig. 1 bis 3 eine nachfolgend stets als Pumpe bezeichnete Kraftstoffförderpumpe mit einem zweiteiligen Pumpengehäuse 1 und einem darin angeordneten Rotor 2, der über eine Antriebswelle 3 drehangetrieben ist. Im komplett montierten Zustand ist der Rotor 2 drehfest auf die Antriebswelle 3 aufgesteckt.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die nachfolgenden Ausführungen ausschliesslich auf die erfindungswesentlichen Merkmale beziehen. Im Hinblick auf sonstige Merkmale einer gattungsbildenden Pumpe wird hiermit ausdrücklich auf den Offenbarungsgehalt der DE 198 57 560 A1 verwiesen, deren Offenbarung hiermit zum Gegenstand der Beschreibung gemacht wird.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen gemeinsam das erfindungsgemässe Merkmal, wonach die Antriebswelle 3 ein zum Auffädeln des Rotors 2 auf die Antriebswelle 3 dienendes, sich verjüngendes freies Ende 4 aufweist.
Die Fig. 1 bis 3 lassen des weiteren erkennen, dass das freie Ende 4 der Antriebswelle 3 kegelförmig ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das freie Ende 4 der Antriebswelle 3 kegelstumpfförmig ausgebildet.
Die Figur zeigen des weiteren deutlich, dass zur Zwangszentrierung des Rotors 2 gegenüber der Antriebswelle 3 eine weitere Massnahme vorgesehen ist, nämlich rotorseitig. Dazu weist die Einstecköffnung 5 des Rotors 2 bzw. die die Einstecköffnung 5 begrenzende Wandung des Rotors 2 aussenseitig eine auf das freie Ende 4 der Antriebswelle 3 in etwa abgestimmte Führungsfläche 6 auf. Die Ausgestaltung der Führungsfläche 6 lässt sich ganz besonders deutlich der schematischen Darstellung aus Fig. 4 entnehmen, wobei die dortige Führungsfläche 6 dem sich verjüngenden freien Ende 4 der Antriebswelle 3 insoweit angepasst ist, als auch bei noch so grossem Versatz zwischen Drehachse 7 der Antriebswelle 3 und Mittelachse 8 des Rotors 2 ein Einstecken des freien Endes 4 der Antriebswelle 3 in die Einstecköffnung 5 des Rotors 2 und danach eine Zwangszentrierung möglich ist.
In den Figur ist des weiteren angedeutet, dass dem freien Ende 4 der Antriebswelle 3 unmittelbar eine Aussenverzahnung 9 folgt, die im eingesteckten Zustand der Antriebswelle 3 mit einer Innenverzahnung 10 des Rotors 2 kämmt. Dieser Zustand ist bei der in Fig. 3 gezeigten Phase des Zusammenbaus gerade erreicht, so dass nur noch ein geringfügiges weiterreichendes Einschieben der Antriebswelle 3 erforderlich ist.
Die Figur zeigen des weiteren, dass der Aussenverzahnung 9 der Antriebswelle 3 ein Freistich 11 und dem Freistich 11 ein zylindrischer Abschnitt 12 der Antriebswelle 3 folgt.
Bei den in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist der zylindrische Abschnitt 12 der Antriebswelle 3 mit einem zumindest geringfügig grösseren Durchmesser als der die Aussenverzahnung 9 tragenden Bereich ausgebildet, so dass sich durch diese Massnahme und einen entsprechenden Anschlag das maximale Einstecken bzw. Einschieben der Antriebswelle 3 begrenzen lässt.
Auch zeigen die Figur gemeinsam, dass der Führungsfläche 6 des Rotors 2 unmittelbar der die Innenverzahnung 10 aufweisende Bereich 13 des Rotors 2 folgt, so dass auch insoweit nur kurze Strecken zum Zentrieren und Erreichen eines kraftschlüssigen Angriffs zwischen Antriebswelle 3 und Rotor 2 erforderlich sind.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombination der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält sich die Anmelderin vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Merkmale, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierte Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Pumpe mit einem in einem Pumpengehäuse (1) angeordneten Rotor (2), der über eine Antriebswelle (3) drehangetrieben und dazu drehfest auf die Antriebswelle (3) aufgesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) ein zum Auffädeln des Rotors (2) auf die Antriebswelle (3) dienendes, sich verjüngendes freies Ende (4) aufweist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (4) der Antriebswelle (3) dornartig ausgebildet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (4) der Antriebswelle (3) kegelförmig ausgebildet ist.

4. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (4) der Antriebswelle (3) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (4) der Antriebswelle (3) beschichtet ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung die Haftreibung zwischen der Antriebswelle (3) und dem Rotor (2) verringert.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Rotor (2) eine Einstecköffnung (5) für die Antriebswelle (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die die Einstecköffnung (5) begrenzende Wandung des Rotors (2) aussenseitig eine auf das freie Ende (4) der Antriebswelle (3) in etwa abgestimmte Führungsfläche (6) aufweist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (6) in etwa kegelförmig verläuft.

9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Einstecköffnung (5) begrenzende Wandung des Rotors (2) aussenseitig gefast ist.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (6) bzw. Fase beschichtet ist.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem freien Ende (4) der Antriebswelle (3) vorzugsweise unmittelbar eine Aussenverzahnung (9) folgt, die im eingesteckten Zustand der Antriebswelle (3) mit einer Innenverzahnung (10) des Rotors (2) kämmt.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenverzahnung (9) der Antriebswelle (3) ein Freistich (11) und dem Freistich (11) ein zylindrischer Abschnitt (12) der Antriebswelle (3) folgt.

13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (12) der Antriebswelle (3) einen zumindest geringfügig grösseren Durchmesser als der die Aussenverzahnung (9) tragende Bereich aufweist.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsfläche (6) des Rotors (2) unmittelbar der die Innenverzahnung (10) aufweisende Bereich (13) folgt.

15. Pumpe mit einem in einem Pumpengehäuse (1) angeordneten Rotor (2), der über eine Antriebswelle (3) drehangetrieben und dazu drehfest auf die Antriebswelle (3) aufgesteckt ist, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldungsunterlagen offenbartes Merkmal.