DE102006016242B3

DE102006016242B3 - Rotorpumpe

Info

Publication number: DE102006016242B3
Application number: DE200610016242
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. Schneider; Torsten Dipl.-Ing. Helle (FH)
Original assignee: Joma Hydromechanic GmbH
Current assignee: Joma Polytec GmbH
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: EP1952026A1; EP1952026B2; WO2007118503A1; DE502006008405D1; EP1952026B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse drehbar gelagerten Rotor, einem im Rotor im Wesentlichen radial verschieblich gelagerten Flügel, der mit wenigstens einer Flügelspitze an einer Innenumfangsfläche des Stators anliegt und dadurch einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Stator von einem Metallband gebildet wird, welches ein Teil des Pumpengehäuses bildet und den Rotor zumindest teilweise umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe mit einem einen Stator bildenden Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse drehbar gelagerten Rotor, und einem im Rotor im Wesentlichen radial verschieblich gelagerten Flügel, der mit wenigstens einer Flügelspitze an einer Innenumfangsfläche des Stators anliegt und dadurch einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Stator von einem Metallband gebildet wird, welches ein Teil des Pumpengehäuses bildet.

Flügelzellenpumpen mit nur einem Flügel sind zum Beispiel aus der DE 10 2004 034 919 B3 bekannt. Sie werden unter anderem auch in Kraftfahrzeuge eingesetzt und unterliegen mitunter extremen Temperaturschwankungen. Werden derartige Pumpen insbesondere im Bereich der Abgasanlage, zum Beispiel neben dem Auspuffkrümmer montiert, dann werden diese Pumpen zusätzlich von außen erwärmt, so dass das Material der Pumpe nicht nur mechanischen, sondern auch extremen thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Dies muss bei der Auswahl des Materials für die Pumpe berücksichtigt werden. Obwohl Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufgrund der leichten Verarbeitbarkeit und des geringen Gewichts optimal für die Herstellung des Gehäuses der Pumpe wäre, kann dieses Material für derartig temperaturbelastete Pumpen nicht verwendet werden, da es diesen hohen Temperaturen von über 150°C bis 200°C nicht standhält. Am höchsten belastet wäre die Gleitfläche, an welcher die Spitze des Flügels entlang gleitet. Hier käme es zu einem nicht tolerierbaren Materialabtrag.

Die DE 24 32 621 C2 zeigt einen Flügelzellenverdichter, bei dem die Flügelspitzen auf einem Metallband gleiten. Aus der DE 41 09 873 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Blechgehäuses für eine Pumpe bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rotorpumpe bereitzustellen, welche auch erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden kann und dennoch einfach und preiswert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Metallband ein in das Gehäuse eingesetztes ringförmiges Element ist und der Ring offen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Rotorpumpe besteht der Rotor, welcher die Lauffläche aufweist, an welcher die Flügelspitze entlang gleitet, aus einem Metallband, welches die geforderten Eigenschaften, zum Beispiel die geeignete Temperaturfestigkeit und/oder die erforderliche Abriebfestigkeit, aufweist. Es muss also nicht das gesamte Pumpengehäuse aus diesem Material hergestellt werden, sondern lediglich das Metallband. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass der Preis dieses Materials nur eine geringe Rolle spielt, da das eigentliche Gehäuse der Rotorpumpe aus dem herkömmlichen Material, zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, weiterhin auf einfache Weise hergestellt werden kann. So wird das Gehäuse oder zumindest ein Teil des Gehäuses weiterhin als Druckgussteil hergestellt. Liegen die Temperaturen noch in einem für Kunststoff vertretbaren Bereich, so kann das Gehäuse durchaus auch ein Spritzgussteil sein.

Erfindungsgemäß ist das Metallband ein in das Gehäuse eingesetztes ringförmiges Element, wobei der Ring offen ist. Bei dieser Variante besteht die Lauffläche aus dem hochfesten bzw. dem temperaturfesten Material, wohingegen der Rest des Gehäuses aus dem herkömmlichen Material besteht. Dabei muss die Lauffläche nicht vollständig aus dem Metallband bestehen, sondern lediglich der Bereich der Lauffläche, der stark beansprucht wird. Insbesondere der Bereich, der dem Rotor am Nächsten liegt, wird nur mäßig beansprucht, da die am Flügel herrschenden Fliehkräfte die Flügelspitze entlasten.

In bevorzugter Weise ist das Metallband ein Stahlband. Dieses Stahlband kann derart geformt werden, dass es die erforderliche Krümmung besitzt, wobei der in das Pumpengehäuse einzusetzende Abschnitt von einem Endlosstahlband abgeschnitten werden kann. Dabei liegen die beiden Enden dichtend am Rotor an.

Wie bereits erwähnt, besitzt das Metallband die gewünschte Krümmung, wobei es wenigstens abschnittsweise teilkreisförmig gebogen ist. Eine derartige Krümmung kann relativ einfach hergestellt werden, und genügt den Ansprüchen an eine einfache Rotorpumpe.

Das Metallband besitzt einen Dichtungsabschnitt zum Rotor, wodurch der Saugraum vom Druckraum getrennt und abgedichtet wird. Dabei können die freien Enden direkt oder über Dichtstücke am Rotor anliegen.

Eine Möglichkeit zum Schutz gegen Überhitzung besteht darin, dass zwischen dem Metallband und dem das Metallband umgebenden Gehäuseabschnitt Kühlkanäle vorgesehen sind, in welchem Kühlmittel umläuft. Dadurch wird zumindest die Lauffläche der Rotorpumpe gekühlt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten;
2 eine Draufsicht auf die Rotorpumpe gemäß 1 mit abgenommenen Gehäusedeckel.
In den 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt eine Rotorpumpe bezeichnet, bei welcher das Gehäuse 12 aus einer topfförmigen Gehäuseplatte 14 und einem aufgesetzten, scheibenförmigen Gehäusedeckel 16 aufgebaut ist. Das Gehäuse 12 besitzt einen Sauganschluss 18, der in einen Innenraum 20 ausmündet, welcher einen Arbeitsraum 22 darstellt. Im Arbeitsraum 22 befindet sich ein insgesamt mit 24 bezeichneter Rotor, in welchem ein Flügel 26 orthogonal zur Drehachse 28 (2) verschieblich gelagert ist. Hierfür weist der Rotor 24 eine Quernut 30 auf, in welcher der Flügel 26 geführt ist.
Wie aus 2 deutlich erkennbar ist, berührt nicht nur der Rotor 24 eine Innenumfangsfläche 32 des Gehäuses 12, sondern auch der Flügel 26, indem er mit seinen einander gegenüberliegenden Flügelspitzen 34 den Arbeitsraum 22 in einen Saugraum 36 und einen Druckraum 38 unterteilt. In der 2 ist außerdem ein Auslass 40 dargestellt, in welchen das geförderte Fluid ausgestoßen wird.
Die 1 und 2 zeigen, dass die topfförmige Gehäuseplatte 14 einen in Richtung der Drehachse 28 und in Richtung auf den Gehäusedeckel 16 hochgezogenen Rand 48 besitzt, an dessen Innenseite das Metallband 44 anliegt. Das Metallband 44 ist also in die Gehäuseplatte 14 eingesetzt, insbesondere eingegossen. Dabei ist das Metallband 44 als offener Ring ausgebildet und die freien Enden 50 liegen an der Umfangsfläche des Rotors 24 an. Daher sind die freien Enden 50 in Form von Dichtelementen ausgeführt oder tragen (nicht dargestellte Dichtleisten), so dass sie den Sauganschluss 18 vom Auslass 40 abdichten. Selbstverständlich können die freien Enden 50 auch mit anderen Dichtelementen versehen sein. Der Vorteil besteht darin, dass das Gehäuse 12 nach wie vor aus dem herkömmlichen Material, zum Beispiel einer Aluminiumlegierung hergestellt werden kann, wobei aber der Stator 46 als Metallband 44, zum Beispiel als Stahlband, ausgeführt ist und im Gehäuse 12 liegt und die Innenumfangsfläche 32, an welcher die Flügelspitzen 34 entlanggleiten, bildet. Das Gehäuse 12 wird daher von den Flügelspitzen 34 nicht abgenutzt.
In 1 ist noch andeutungsweise ein Kühlkanal 52 gezeigt, der im Rand 48 liegt und die radial nach außen weisende Seite des Metallbandes 44 kühlt.
Eine derart ausgebildete Rotorpumpe 10 ist auch bei hohen Umgebungstemperaturen verscheißfest, da die Innenumfangsfläche 32 von einem Metallband 44 gebildet wird, welches aus einem temperaturfesten Material besteht.

Claims

Rotorpumpe (10) mit einem einen Stator (46) bildenden Pumpengehäuse (12), einem im Pumpengehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (24), einem im Rotor (24) im Wesentlichen radial verschieblich gelagerten Flügel (26), der mit wenigstens einer Flügelspitze (34) an einer Innenumfangsfläche (32) des Stators (46) anliegt und dadurch einen Saugraum (36) und einen Druckraum (38) definiert, wobei der Stator (46) von einem Metallband (44) gebildet wird, welches ein Teil des Pumpengehäuses (12) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) ein in das Gehäuse (12) eingesetztes ringförmiges Element ist und der Ring offen ist.
Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) ein Stahlband ist.
Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) eine rechteckförmige Querschnittsfläche aufweist.
Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) wenigstens abschnittsweise teilkreisförmig gebogen ist.
Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) am Rotor (24) anliegt.
Rotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (44) einen Dichtungsabschnitt zum Rotor (24) aufweist.
Rotorpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (50) des Metallbandes (44) am Rotor anliegen.