DE102005017834A1 - Zellenpumpe - Google Patents

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende neuartige Zellenpumpe zu entwickeln, welche sich selbst bei hohen Drehzahlen durch einen geräuscharmen Lauf auszeichnet, zudem die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, gleichzeitig fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dabei die Fertigungskosten deutlich reduziert, zudem "partikelunempfindlich" ist und darüber hinaus den Verschleiß der Baugruppen minimiert, so dass sich diese Zellenpumpe selbst bei sehr hohen Drehzahlen auch durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer auszeichnet. DOLLAR A Die erfindungsgemäße regelbare Rotationskolbenpumpe zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass auf einem Mitnehmerzapfen (4) der Antriebswelle (3) drehfest ein Exzenter (5) angeordnet ist und dass im Exzenter (5) ein Pumpeneinlass (6) und ein Saugsteuerschlitz (7) angeordnet sind, wobei drehbar auf dem Außenmantel (8) des Exzenters (5) ein Innenring (9) angeordnet ist, über dessen Außenumfang Stege (10) mit Pleuelaugen (11) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei zwischen den einander benachbarten Stegen (10) Einlassöffnungen (12) angeordnet sind, in den Pleuelaugen (11) sind Pleuel (13) mit ihren Pleuelköpfen (14) schwenkbar angeordnet, deren Pleuelschaft (15) in den Gleitnuten (16) von Pleuelführungen (17) verschiebbar gelagert sind, wobei die Pleuelführungen (17) selbst schwenkbar in Pfannen (18) eines ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende Zellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Im Stand der Technik sind seit Jahren mit einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende Zellenpumpen, wie Drehkolbenpumpen, Flügelzellenpumpe, Sperrflügelpumpen oder Pendelschiebermaschinen bekannt.
  • Unter anderem wird in der DE PS 942 314 eine Drehkolbenpumpe mit einem in einem Zylinder exzentrisch umlaufenden Drehkolben vorbeschrieben. Diese Bauform ist mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden, bewirkt zudem aufgrund der fliegende Lagerung der Antriebswelle die Einleitung von „Kippkräften" auf den Rotor (Schiefstellung), und hat infolge der druckseitigen Schlitzsteuerung insbesondere bei hohen Drehzahlen eine hohe Geräuschentwicklung zur Folge.
  • Eine andere, in der EP 0 601 218 A1 vorbeschriebene Drehkolbenmaschine mit wiederum zwei ineinanderliegenden Rotoren, bei der zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor Schaufelplatten angeordnet sind die in jedem der beiden Rotoren in jeweils zwei einander gegenüberliegenden Zylindersegmenten so gelagert sind, daß sie translatorisch und rotorisch kurze alternierende Bewegungen ausführen können, verursacht wiederum zwangsläufig sehr hohe Fertigungskosten, kann jedoch auf Grund der Gleitlagerung des gesamten Außenringes im Pumpengehäuse bei wesentlich höheren Drehzahlen eingesetzt werden, hat jedoch gerade infolge dieser Gleitlagerung mit einem recht großen Hebelarm der Reibkraft am Außenumfang des Außenringes auch sehr hohe Reibungsverluste zur Folge.
  • Darüber hinaus sind zudem unter anderem aus der DE 20 157 44 A1 wie auch aus der DE 333 33 647 C2 Flügelzellenpumpen bekannt.
  • Bei diesen Bauformen sind in einem Rotor mehrere radiale Schlitze angeordnet, in denen die Flügel gleitend gelagert sind. Diese Flügel legen sich mit ihren äußeren Enden an den inneren Umfang eines Hubringes an.
  • Ein wesentlicher Nachteil dieser vg. Bauformen besteht darin, daß bei geringsten Verschmutzungen die Dichtwirkung der Flügel zwischen dem Flügel und dem Hubring verloren geht, da die Flügel lediglich infolge ihrer Fliehkraft nach außen an den Hubring angepreßt werden.
  • Aus der US 2,786,421 ist eine andere Bauform einer Sperrflügelpumpe mit einem einen Rotor aufnehmenden Gehäuse vorbeschrieben, in dessen kreisrunder Wandung jeweils um 90° versetzt vier, federbelastete Sperrflügel aufnehmende Nuten eingebracht sind. Diese werden gegen die durch sechs Noppen/Trennbereiche voneinander getrennten mit sechs Steuerflächen versehene Umfangsfläche des zentrisch umlaufenden Rotors angedrückt.
  • Auch diese Bauform ist sehr störanfällig und zeichnet sich durch relativ hohe Reibungsverluste und einen hohen Fertigungsaufwand aus.
  • In der DE 29 13 110 A1 wird eine andere Bauform einer mit federbelasteten Sperrflügeln oder federbelasteten Sperrkugeln arbeitende Verdrängungsmaschine vorgeschrieben.
  • Der dabei im Dichtspalt zwischen dem Sperrelement und der Gehäuseinnenzylinderwandung zwangsläufig auftretende hohe Verschleiß bewirkt volumetrische Leistungsverluste und Druckverluste des Fördervolumenstromes.
  • Auch bei dieser Bauform treten auch in Verbindung mit kleinsten Verunreinigungen des Fördermediums wiederum sehr hohe Reibungsverluste auf.
  • Darüber hinaus sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der FR 980 766 , der DE 44 34 430 C2 aber auch aus der DE 195 32 703 C1 Pendelschiebermaschinen mit einem drehbar gelagerten Innenrotor und einem über Pendelmitnehmer angetriebenen, ebenfalls drehbar gelagerten Außenrotor vorbeschrieben.
  • Alle Pendelmitnehmer sind bei diesen Bauformen mit ihrem zylindrischen Kopf schwenkbar in den Pfannen eines drehbar gelagerten Außenrotors, und mit ihrem dem Kopfbereich gegenüberliegenden Ende gleitend in Nuten eines Innenrotors angeordnet.
  • Der synchrone Lauf zwischen dem exzentrisch laufenden Innenrotor und dem Außenrotor wird über das zugelassene Spiel zwischen dem Innenrotor und den in dessen Nuten gleitend angeordneten Pendelmitnehmern gewährleistet.
  • Um jedoch einerseits die Strömungsverluste so gering wie möglich zu halten, und andererseits ein Verspannen der Bauteile während des Umlaufs zu vermeiden sind bei der Fertigung sehr geringe zulässige Toleranzbereiche einzuhalten.
  • Hieraus resultieren zwangsläufig die für Pendelschiebermaschinen typischen, sehr hohen Fertigungskosten.
  • Aufgrund der Gleitlagerung des Außenringes im Pumpengehäuse treten auch bei diesen Pendelschiebermaschinen wiederum insbesondere infolge des großen „Reibradiusses zum Außenumfang des Außenrotors" hohe Reibungsverluste auf.
  • Daneben besteht ein weiterer Nachteil der vorgenannten Bauformen darin, dass bei hohen Drehzahlen beispielsweise in Verbindung mit den Einsatz dieser Pumpen als von der Ausgleichswelle eines Kraftfahrzeugmotors angetriebene Ölpumpe eine unüberhörbare Geräuschentwicklung, ein Pfeifen entsteht, welches auf die schlagartige Druckveränderung im Übergangsbereich von der Saugniere in die Druckniere zurückzuführen ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende neuartige Zellenpumpe zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt und die selbst bei hohen Drehzahlen sich durch einen geräuscharmen Lauf auszeichnet, zudem die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, gleichzeitig fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dabei die Fertigungskosten deutlich reduziert, zudem „partikelunempfindlich" ist und darüber hinaus den Verschleiß der Baugruppen minimiert, so dass sich diese Zellenpumpe selbst bei sehr hohen Drehzahlen durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zellenpumpe mit einem an einem Motorgehäuse (1) angeordneten Pumpengehäuse (2) und einer im Motorgehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (3) mit einem und auf einem Mitnehmerzapfen (4) der Antriebswelle (3) drehfest angeordneten Exzenter (5) mit den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass im Exzenter (5) ein Pumpeneinlass (6) und ein Saugsteuerschlitz (7) angeordnet sind, wobei drehbar auf dem Außenmantel (8) des Exzenters (5) ein Innenring (9) angeordnet ist über dessen Außenumfang Stege (10) mit Pleuelaugen (11) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei zwischen den einander benachbarten Stegen (10) Einlassöffnungen (12) angeordnet sind, in den Pleuelaugen (11) sind Pleuel (13) mit ihren Pleuelköpfen (14) schwenkbar angeordnet, deren Pleuelschaft (15) in den Gleitnuten (16) von Pleuelführungen (17) verschiebbar gelagert sind, wobei die Pleuelführungen (17) selbst schwenkbar in Pfannen (18) eines drehfest mit dem Motorgehäuse (1) verbundenen, zwischen den Pfannenaufnahmebereichen (34) mit Durchströmöffnungen (19) versehenen Außenringes (20) angeordnet sind, wobei der Außenring (20) mit dem Motorgehäuse (1) und dem Pumpengehäuse (2) derart verbunden ist, dass am Außenumfang des Außenringes (20) ein Ausströmkanal (21) angeordnet ist welcher in einen Druckabgang (22) mündet, wobei am Außenumfang des Außenringes (20) ein in seinem Innendurchmesser gegenüber den Außendurchmesser des Außenringes (20) mit leichtem Spiel versehener Ventilring (23) mit einem Dichtsteg (24) und dem Dichtsteg benachbart angeordneten Ausströmöffnungen (25) angeordnet ist. Bei einsetzender Drehbewegung des Exzenters führt der Mittelpunkt des drehbar auf dem Exzenter gelagerten Innenrings eine „Planetenbewegung" um den Mittelpunkt der Antriebswelle aus.
  • Die Befüllung der Pumpenkammern (31) erfolgt über die zwischen den Stegen (10) im Innenring (9) angeordneten Einlassöffnungen (11) dann wenn die Einlassöffnungen (11) den Saugsteuerschlitz (7) im Exzenter (5) „überfahren" während sich gleichzeitig die Pumpenkammern (31) vergrößern und dabei aus dem im Exzenter (5) angeordneten, mit dem Saugstutzen (32) verbundenen Pumpeneinlass (6) Fördermedium ansaugen.
  • Die Entleerung der Pumpenkammern (31) erfolgt über die Durchströmöffnungen (19) des Außenringes (20) in den Ausströmkanal (21) derart, dass der in seinem Innendurchmesser gegenüber den Außendurchmesser des Außenringes (20) mit leichtem Spiel versehene Ventilring (23), durch den während des Exzenterumlaufes in den Pumpenkammern (31) aufgebauten Förderdruck, mit seinem Dichtsteg (24) die Ausströmöffnungen (25) am Außenumfang des Außenringes (20) „frei" gibt und dadurch über die im Ventilring (23) angeordneten Ausströmöffnungen (25) ein Einströmen des Fördermediums in den Ausströmkanal (21) zum Druckabgang (22) mit dem Druckstutzen (33) ermöglicht.
  • Der beispielsweise aus einem dünnwandigen Metallband bestehende Ventilring (23) ist in seinem Innendurchmesser etwas größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Außenringes (20), so dass sich dieser in Form einer „Beule" leicht vom Außenring abhebt. Während der Pumpenbewegung des Exzenters (5) wird nun diese „Beule" vom Ansaug- bzw. Förderdruck zwangsgesteuert und wandert mit der Exzenterlage um den Außenring herum. Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, da der Druck in den Pumpenkammern erst so „lange" ansteigen muß bis er den Druck im Außenring erreicht, sowie durch einen sanften Druckausgleich bei geringem Hub mit großen Öffnungsquerschnitt, dass sich die erfindungsgemäße Lösung selbst bei hohen Drehzahlen durch einen sehr geräuscharmen Lauf auszeichnet und zudem „partikelunempfindlich" ist.
  • Infolge des sehr geringen Hebelarmes der Reibkräfte der Gleitlagerung am Umfang des Exzenters werden die Reibungsverluste minimiert und die Verlustleistungen deutlich gesenkt.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet dabei einen minimalen Verschleiß der Baugruppen, so dass sich die erfindungsgemäße Zellenpumpe, selbst bei sehr hohen Drehzahlen durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer auszeichnet.
  • Gleichzeitig können sowohl der Innenring wie auch der Außenring fertigungstechnisch einfach, selbst als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt und montiert werden, wodurch die Fertigungskosten deutlich reduziert werden. Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang auch, dass im Innenring (9) Druckausgleichsnuten (25) angeordnet sind, um eine axiale Spaltvergrößerung unter Druck zu vermeiden.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß im Bereich der Pfannen (18) im Außenring (19) jeweils ein Pleuelschaftarbeitsraum (26) angeordnet ist in den die Pleuelschaftenden „eintauchen" können, so dass infolge der dadurch möglichen Pleuelschaftlänge eine optimale Führung der Pleuelschäfte (15) in den Pleuelführungen (17) gewährleistet ist.
  • Kennzeichnend ist weiterhin, dass der Pleuelschaftarbeitsraum (26) über einen Verbindungskanal (27) mit den Pumpenkammern (31) innerhalb des Außenringes (19) verbunden ist, so dass der Druckausgleich im Pleuelschaftarbeitsraum (26) stets gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß ist auch, daß am Außenring 19 Befestigungsstege 29 angeordnet sind, die mit Überströmnuten 28 versehen sind. Dadurch wird einerseits eine optimale Befestigung des Außenringes (20), wie auch gleichzeitig ein optimaler Druckausgleich über den Befestigungssteg hinweg ermöglicht.
  • Kennzeichnend ist auch, daß die Pleuelführungen (17) von Pleuelführungsschalen gebildet werden. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung und Montage bei hoher Zuverlässigkeit.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen zu den erfindungsgemäßen Lösungen.
  • Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit sieben Figuren näher erläutert werden.
  • Es zeigen dabei:
  • 1: die erfindungsgemäßen Zellenpumpe in der Draufsicht, ohne Deckel;
  • 2: die erfindungsgemäße Zellenpumpe in der Seitenansicht im Schnitt bei A-A, gemäß 1;
  • 3: die erfindungsgemäße Zellenpumpe in der Draufsicht im Schnitt bei B-B, gemäß 2;
  • 4: eine Abwicklung eines Abschnittes des Ventilringes 23;
  • 5: einen Ausschnitt aus der Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung mit im Außenring 20 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14 und in den Stegen 10 des Innenringes 9 angeordneten Pleuelführungen 17;
  • 6: einen Ausschnitt aus der Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung mit im Innenring 9 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14 und am Pleuelfuß 39 angeordneten, in Kolbenführungen 41 des Außenringes 20 gleitend gelagerten Kolben 40;
  • 7: einen Ausschnitt aus der Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung mit im Außenring 20 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14 und am Pleuelfuß 39 angeordneten, in Kolbenführungen des 41 Innenringes 9 gleitend gelagerten Kolben 40.
  • In der 1 ist die erfindungsgemäßen Zellenpumpe in der Draufsicht, ohne Deckel, dargestellt.
  • Der Schnitt bei A-A, gemäß 1, d.h. Seitenansicht als Schnitt durch die erfindungsgemäße Zellenpumpe ist der 2 zu entnehmen.
  • Die 3 zeigt dann den Schnitt bei B-B gemäß 2.
  • Wie in diesen drei Figuren dargestellt, ist an einem Motorgehäuse 1 ein Pumpengehäuse 2 angeordnet.
  • Im Motorgehäuse 1 ist die Antriebswelle 3 der erfindungsgemäßen Zellenpumpe, hier die Ausgleichswelle, gelagert.
  • Auf einem Mitnehmerzapfen 4 der Antriebswelle 3 ist drehfest ein Exzenter 5 angeordnet. Am Exzenter 5 selbst ist stirnseitig der mit dem Saugstutzen 32 verbundene Pumpeneinlass 6, sowie radial ein Saugsteuerschlitz 7 angeordnet. Auf dem Außenmantel 8 des Exzenters 5 ist drehbar ein Innenring 9 angeordnet.
  • Über den Außenumfang des Innenringes 9 sind Stege 10 mit jeweils einem Pleuelauge 11 gleichmäßig verteilt angeordnet.
  • Zwischen den einander benachbarten Stege 10 ist jeweils eine Einlassöffnung 12 angeordnet.
  • In jedem der Pleuelaugen 11 sind jeweils ein Pleuel 13 mit seinem Pleuelkopf 14 schwenkbar angeordnet.
  • Die Pleuelschäfte 15 der Pleuel 13 sind in den Gleitnuten 16 von Pleuelführungen 17 verschiebbar gelagert, wobei die Pleuelführungen 17 selbst schwenkbar in den Pfannen 18 eines drehfest mit dem Motorgehäuse 1 verbundenen Außenringes (20) angeordnet sind.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Pleuelführungen 17 von jeweils zwei Pleuelführungsschalen gebildet werden, wodurch eine einfache Fertigung und Montage bei hoher Zuverlässigkeit gewährleistet ist.
  • Zwischen den Pfannenaufnahmebereichen 34 sind im Außenring 20 Durchströmöffnungen 19 angeordnet.
  • Der Außenring 20 ist mittels Befestigungsschrauben 38 mit dem Motorgehäuse 1 und dem Pumpengehäuse 2 derart starr verbunden, dass am Außenumfang des Außenringes 20 ein Ausströmkanal 21 angeordnet ist welcher in einen Druckabgang 22, und dieser wiederum in einen Druckstutzen 33 mündet.
  • Am Außenumfang des Außenringes 20 ist ein in seinem Innendurchmesser gegenüber den Außendurchmesser des Außenringes 20 mit leichtem Spiel versehener Ventilring 23 angeordnet.
  • Die 4 zeigt eine Abwicklung eines Abschnittes dieses Ventilringes 23.
  • Am Ventilring 23 sind mittig ein Dichtsteg 24 und beidseitig dem Dichtsteg 24 benachbart Ausströmöffnungen 25 angeordnet.
  • Zur Stabilisierung sowie zu einer optimalen Führung des Ventilringes sind beidseitig der Ausströmöffnungen 25 Führungsstege 35, und zwischen den Ausströmöffnungen 25 Verbindungssteg 36 vom Dichtsteg 24 zum jeweiligen Führungssteg 35 hin angeordnet.
  • Bei einsetzender Drehbewegung der Ausgleichswelle und damit einsetzender Drehbewegung des Exzenters führt der drehbar auf dem Exzenter gelagerte Innenring eine „Planetenbewegung" auf einer Kreisbahn um die Mittelachse aus.
  • Die Befüllung der Pumpenkammern 31 erfolgt über die zwischen den Stegen 10 im Innenring 9 angeordneten Einlassöffnungen 11 stets dann wenn die Einlassöffnungen 11 den Saugsteuerschlitz 7 im Exzenter 5 „überfahren" während sich dabei gleichzeitig die Pumpenkammern 31 vergrößern und dadurch aus dem im Exzenter 5 angeordneten, mit dem Saugstutzen 32 verbundenen Pumpeneinlass 6 Fördermedium ansaugen.
  • Die Entleerung der Pumpenkammern 31 erfolgt über die Durchströmöffnungen 19 des Außenringes 20 in den ringförmigen Ausströmkanal 21 am Umfang des Außenringes 20 derart, dass der in seinem Innendurchmesser gegenüber den Außendurchmesser des Außenringes 20 wie aber auch entlang der Verbindungsstege (zum Pumpengehäuse 2 bzw. einer am Motorgehäuse 1 anliegenden Zwischenplatte 37) mit leichtem Spiel versehene Ventilring (23). Erfindungsgemäß gibt durch den während des Exzenterumlaufes in den Pumpenkammern 31 aufgebauten Förderdruck, der Ventilring 23, wie in den 1 und 2 zur besseren Verdeutlichung des Sachverhaltes etwas übertrieben dargestellt, mit seinem Dichtsteg 24 die Ausströmöffnungen 25 am Außenumfang des Außenringes 20 „frei". Über die im Ventilring 23 angeordneten Ausströmöffnungen 25 kann nun das Fördermediums in den ringförmigen Ausströmkanal 21 Einströmen und über den Druckabgang 22 und den Druckstutzen 33 die erfindungsgemäße Zellenpumpe verlassen.
  • Der in der 4 dargestellte, aus einem dünnwandigen, ca. 0,2 mm dickem, gestanzten und lasergeschweißten Metallband bestehende Ventilring 23 ist in seinem Innendurchmesser etwa 1 mm größer als der Außendurchmesser des Außenringes 20 ausgebildet.
  • Dadurch hebt sich dieser, wie zur Verdeutlichung des Sachverhaltes etwas übertrieben in den 1 und 3 dargestellt, in Form einer „Beule" leicht vom Außenring ab.
  • Während der Pumpenbewegung des Exzenters 5 wird diese „Beule" vom Ansaug- bzw. Förderdruck zwangsgesteuert und wandert, auch infolge des Arbeitsspieles des Ventilringes 23 gegenüber den Seitenwandungen des Außenringes 20 mit der Exzenterlage um den Außenring 20 herum.
  • Da der Druck in den Pumpenkammern erst so weit ansteigen muß bis er den Druck im Außenring erreicht, sowie durch den erfindungsgemäß sanften Druckausgleich bei geringem Hub mit großen Öffnungsquerschnitte wird bewirkt, dass sich die Pumpe selbst bei hohen Drehzahlen durch einen sehr geräuscharmen Lauf auszeichnet und zudem „partikelunempfindlich" ist.
  • Da zudem die einzelnen Förderkammern mit jeweils einem großen Todtraum ausgestattet sind, wirkt das dort enthaltene Fördervolumen (Ölvolumen) in der Kompressionsphase pulsationsdämpfend. Gleichzeitig sind die großen Hohlräume aber auch in der Lage größere, im Fördermedium (Öl) enthaltene Fremdkörper aufzunehmen um auch so eine Schädigung der Baugruppen der Pumpe zu vermeiden.
  • Darüber hinaus werden gleichzeitig infolge des geringen Hebelarmes der Reibkräfte der Gleitlagerung am Umfang des Exzenters die Reibungsverluste minimiert und die Verlustleistungen deutlich gesenkt.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet darüber hinaus einen minimalen Verschleiß der Baugruppen, so dass sich die erfindungsgemäße Zellenpumpeselbst bei sehr hohen Drehzahlen durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer auszeichnet.
  • Gleichzeitig können sowohl der Innenring wie auch der Außenring fertigungstechnisch einfach, selbst als Spritzgußteil aus Kunststoff hergestellt und montiert werden.
  • Dadurch kann man die Fertigungskosten dieser (Pleuel-) Zellenpumpe nochmals deutlich reduzieren.
  • Erfindungswesentlich ist, wie in 1 und 2 dargestellt, dass im Innenring 9 Druckausgleichsnuten 25 angeordnet sind, um den Druckausgleich zu verbessern und eine axiale Spaltvergrößerung infolge des Innendruckes zu vermeiden.
  • Erfindungswesentlich ist aber auch, wie in der 1 dargestellt, daß im Bereich der Pfannen 18 im Außenring 19 jeweils ein Pleuelschaftarbeitsraum 26 angeordnet ist, in den die Pleuelschaftenden „eintauchen" können, so dass infolge der dadurch möglich werdenden Pleuelschaftlänge eine optimale Führung der Pleuelschäfte 15 selbst im herausgezogenen Zustand (bei maximaler Exzentrizität) in den Pleuelführungen 17 gewährleistet ist.
  • Kennzeichnend ist weiterhin, dass der Pleuelschaftarbeitsraum 26 über einen Verbindungskanal 27 mit den Pumpenkammern 31 innerhalb des Außenringes 19 verbunden ist, so dass der Druckausgleich im Pleuelschaftarbeitsraum 26 stets gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß ist auch, daß am Außenring 19 Befestigungsstege 29 angeordnet sind, die mit Überströmnuten 28 versehen sind. Dadurch wird einerseits eine optimale Befestigung des Außenringes 20, aber gleichzeitig auch ein optimaler Druckausgleich selbst über die Befestigungssteg hinweg ermöglicht.
  • Die 5 zeigt nun den Ausschnitt aus der Darstellung einer leicht abgeänderten Bauform der erfindungsgemäßen Lösung mit im Außenring 20 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14.
  • Diese Bauform entspricht im Prinzip lediglich einer „Umkehrung" der aus den 1 bis 3 bekannten erfindungsgemäßen Anordnung, wobei hier die Pleuelköpfe 14 schwenkbar im Außenring 20 gelagert sind, und die Pleuelführungen 17 nun in den Stegen 10 des Innenringes 9 angeordnet wurden.
  • In der 6 ist in einem Ausschnitt eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Pleulanordnung mit im Innenring 9 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14 und am Pleuelfuß 39 schwenkbar angeordneten, in Kolbenführungen 41 des Außenringes 20 gleitend gelagerten Kolben 40 dargestellt.
  • An den mit ihren Pleuelköpfen 14 schwenkbar in den Stegen 10 des Innerringes gelagerten Pleuel 13 sind nun am den freien Ende des jeweiligen Pleuelschaftes 15, dem Pleuelfuß 39, schwenkbar jeweils ein Kolben 40 angeordnet, welcher in einer im Außenring 20 angeordneten, zugehörigen Kolbenführung 41 linear verschiebbar gelagert sind.
  • Die 7 zeigt nun einen Ausschnitt aus der Darstellung einer weiteren möglichen Bauform der erfindungsgemäßen Lösung mit im Außenring 20 schwenkbar angeordneten Pleuelköpfen 14 und am jeweiligen Pleuelfuß 39 schwenkbar angeordneten, in Kolbenführungen 41 des Innenringes 9 gleitend gelagerten Kolben 40.
  • Dies entspricht im Prinzip einer „Umkehrung" der in der 6 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung, wobei nun die Pleuelköpfe 14 schwenkbar im Außenring 20 gelagert sind, und die schwenkbar am Pleuelfuß 39 angeordneten Kolben 40 in, in den Stegen 10 des Innenringes 9 angeordneten, zugehörigen Kolbenführungen 41 linear verschiebbar gelagert sind.
  • Auch sind, wie in den 6 und 7 dargestellt, auch bei diesen letztgenannten Bauformen der erfindungsgemäßen Lösung ebenfalls wieder zum Druckausgleich Verbindungskanäle 28, hier im Bereich der Kolbenführungen 41, angeordnet.
  • 1
    Motorgehäuse
    2
    Pumpengehäuse
    3
    Antriebswelle
    4
    Mitnehmerzapfen
    5
    Exzenter
    6
    Pumpeneinlaß
    7
    Saugsteuerschlitz
    8
    Außenmantel
    9
    Innenring
    10
    Steg
    11
    Pleuelauge
    12
    Einlaßöffnung
    13
    Pleuel
    14
    Pleuelkopf
    15
    Pleuelschaft
    16
    Gleitnuten
    17
    Pleuelführungen
    18
    Pfannen
    19
    Durchströmöffnungen
    20
    Außenring
    21
    Ausströmkanal
    22
    Druckabgang
    23
    Ventilring
    24
    Dichtsteg
    25
    Ausströmöffnungen
    26
    Druckausgleichsnuten
    27
    Pleuelschaftarbeitsraum
    28
    Verbindungskanal
    29
    Überströmnuten
    30
    Befestigungsstege
    31
    Pumpenkammer
    32
    Saugstutzen
    33
    Druckstutzen
    34
    Pfannenaufnahmebereich
    35
    Führungssteg
    36
    Verbindungssteg
    37
    Zwischenplatte
    38
    Befestigungsschrauben
    39
    Pleuelfuß
    40
    Kolben
    41
    Kolbenführung

Claims (9)

  1. Zellenpumpe mit einem an einem Motorgehäuse (1) angeordneten Pumpengehäuse (2) und einer im Motorgehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (3) mit einem und auf einem Mitnehmerzapfen (4) der Antriebswelle (3) drehfest angeordneten Exzenter (5) dadurch gekennzeichnet, daß im Exzenter (5) ein Pumpeneinlass (6) und ein Saugsteuerschlitz (7) angeordnet sind, wobei drehbar auf dem Außenmantel (8) des Exzenters (5) ein Innenring (9) angeordnet ist über dessen Außenumfang Stege (10) mit Pleuelaugen (11) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei zwischen den einander benachbarten Stegen (10) Einlassöffnungen (12) angeordnet sind, in den Pleuelaugen (11) sind Pleuel (13) mit ihren Pleuelköpfen (14) schwenkbar angeordnet, deren Pleuelschaft (15) in den Gleitnuten (16) von Pleuelführungen (17) verschiebbar gelagert sind, wobei die Pleuelführungen (17) selbst schwenkbar in Pfannen (18) eines drehfest mit dem Motorgehäuse (1) verbundenen, mit zwischen den Pfannenaufnahmebereichen (34) mit Durchströmöffnungen (19) versehenen Außenringes (20) angeordnet sind, wobei der Außenring (20) mit dem Motorgehäuse (1) und dem Pumpengehäuse (2) derart verbunden ist, dass am Außenumfang des Außenringes (20) ein Ausströmkanal (21) angeordnet ist welcher in einen Druckabgang (22) mündet, wobei am Außenumfang des Außenringes (20) ein in seinem Innendurchmesser gegenüber den Außendurchmesser des Außenringes (20) mit leichtem Spiel versehener Ventilring (23) mit einem Dichtsteg (24) und dem Dichtsteg benachbart angeordneten Ausströmöffnungen (25) angeordnet ist.
  2. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenring (9) Druckausgleichsnuten (26) angeordnet sind.
  3. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Pfannen (18) im Außenring (20) ein Pleuelschaftarbeitsraum (27) angeordnet ist der über einen Verbindungskanal (28) mit den Pumpenkammern (31) innerhalb des Außenringes (20) verbunden ist.
  4. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelführungen (17) von Pleuelführungsschalen gebildet werden.
  5. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenring (19) Befestigungsstege (29) angeordnet sind, die mit Überströmnuten (28) versehen sind.
  6. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilring (23) aus einem dünnwandigen, gestanzten, an der Verbindungsstelle lasergeschweißten Metallblech mit zwei Führungsstegen (35), einem mittig zwischen diesen angeordnetem Dichtsteg (24) und beidseitig zwischen den Führungsstegen (35) und dem Dichtsteg (24) angeordneten Verbindungsstegen (36) besteht.
  7. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umkehrung der erfindungsgemäßen Anordnung dergestalt erfolgt, daß nun die Pleuelköpfe (14) schwenkbar im Außenring (20) gelagert sind und die Pleuelführungen (17) in den Stegen (10) des Innenringes (9) angeordnet sind.
  8. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuel (13) mit ihren Pleuelköpfen (14) schwenkbar in den Stegen (10) des Innerringes gelagert sind, wobei jedoch an den freien Enden der Pleuelschäfte (15), dem Pleuelfuß (39), schwenkbar Kolben (40) angeordnet sind, die in im Außenring (20) angeordneten Kolbenführungen (41) linear verschiebbar gelagert sind.
  9. Zellenpumpe nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umkehrung der erfindungsgemäßen Anordnung nach Anspruch 8 dergestalt erfolgt, daß die Pleuelköpfe (14) schwenkbar im Außenring (20) gelagert sind und die schwenkbar am Pleuelfuß (39) angeordneten Kolben (40) in im Innenring (9) angeordneten Kolbenführungen (41) linear verschiebbar gelagert sind.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016790B3 (de) * 2006-04-10 2008-03-06 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Zellenpumpe
WO2011150917A2 (de) 2010-06-04 2011-12-08 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Flügelzellenpumpe
DE102011077093A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Mahle International Gmbh Pendelschieberpumpe
CN104265626A (zh) * 2014-09-03 2015-01-07 上海大学 内外转子共转式叶片泵
US20220128050A1 (en) * 2019-03-01 2022-04-28 Mahle International Gmbh Pendulum oil pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19928520A1 (de) * 1999-06-22 2001-10-04 Robert Beckers Innen-Außenrotor-Flügelzellenpumpe-gasverdichter- und motor
DE10155875A1 (de) * 2001-11-14 2003-05-22 Zahnradfabrik Friedrichshafen Oszillatorpumpe
DE10334672B3 (de) * 2003-07-30 2005-01-13 Beez, Günther, Dipl.-Ing. Pendelschiebermaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR980766A (fr) * 1943-02-26 1951-05-17 Pompe à alluchons oscillants
DE942314C (de) * 1952-10-01 1956-05-03 Otto Pfrengle Drehkolbenpumpe mit einem in einem Zylinder exzentrisch umlaufenden Drehkolben
US2786421A (en) * 1953-11-24 1957-03-26 Hamilton Gordon Rotary pump or motor
DE2913110A1 (de) * 1979-04-02 1980-10-23 Barmag Barmer Maschf Verdraengungsmaschine, insbesondere pumpe
DE3333647C2 (de) * 1982-09-21 1986-10-30 Glyco-Antriebstechnik Gmbh, 6200 Wiesbaden Schmiermittelpumpe für die Druckerzeugung bei einem druckumlaufgeschmierten Verbrennungsmotor
EP0601218B1 (de) * 1992-11-27 1997-01-22 Andro Caric Drehkolbenmaschine
DE4434430C2 (de) * 1994-09-27 1998-12-17 Guenther Dipl Ing Beez Regelbare hydraulische Pendelschiebermaschine
DE19532703C1 (de) * 1995-09-05 1996-11-21 Guenther Beez Pendelschiebermaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19928520A1 (de) * 1999-06-22 2001-10-04 Robert Beckers Innen-Außenrotor-Flügelzellenpumpe-gasverdichter- und motor
DE10155875A1 (de) * 2001-11-14 2003-05-22 Zahnradfabrik Friedrichshafen Oszillatorpumpe
DE10334672B3 (de) * 2003-07-30 2005-01-13 Beez, Günther, Dipl.-Ing. Pendelschiebermaschine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016790B3 (de) * 2006-04-10 2008-03-06 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Zellenpumpe
WO2011150917A2 (de) 2010-06-04 2011-12-08 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Flügelzellenpumpe
DE102010022677A1 (de) 2010-06-04 2011-12-08 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Flügelzellenpumpe
US8998594B2 (en) 2010-06-04 2015-04-07 Geraete- Und Pumpenbau Gmbh Dr. Eugen Schmidt Vane cell pump with vane plate guide crosspieces and synchronization cylinder
DE102011077093A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Mahle International Gmbh Pendelschieberpumpe
CN104265626A (zh) * 2014-09-03 2015-01-07 上海大学 内外转子共转式叶片泵
US20220128050A1 (en) * 2019-03-01 2022-04-28 Mahle International Gmbh Pendulum oil pump
US11828288B2 (en) * 2019-03-01 2023-11-28 Mahle International Gmbh Pendulum oil pump

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