DE102006035056A1

DE102006035056A1 - Förderaggregat

Info

Publication number: DE102006035056A1
Application number: DE200610035056
Authority: DE
Inventors: Fevzi Yildirim; Ulrich Mueller; Benjin Luo; Joerg Sigrist; Martin Fethke; Bruno Schoener
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-31
Also published as: WO2008012151A1

Abstract

Es sind schon Förderaggregate bekannt mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einer Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt. Zwischen der Mitnehmeröffnung und der Antriebswelle ist eine Spielpassung vorgesehen. Durch die Spielpassung wirkt die Antriebswelle jedoch nur mit einer Mitnehmerkante der Abflachung auf die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung. Dadurch wirken sehr hohe Kräfte auf einen kleinen Teil der Mitnehmerfläche, so dass dort Verschleiß auftritt. Bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat wird der Verschleiß verringert, indem die Flächenbelastung der Mitnehmeröffnung verringert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abflachung (23) der Antriebswelle (15) oder der Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) aufweist, die zueinander geneigt sind, oder dass eine mit dem Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) zusammenwirkende Mitnehmerkante (26) der Abflachung (23) abgerundet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Förderaggregat aus der DE 197 49 404 C1 bekannt, mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einer Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt. Zwischen der Mitnehmeröffnung und der Antriebswelle ist eine Spielpassung vorgesehen. Durch die Spielpassung wirkt die Antriebswelle jedoch nur mit einer Kante der Abflachung auf die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung. Dadurch wirken sehr hohe Kräfte auf einen kleinen Teil der Mitnehmerfläche, so dass dort Verschleiß auftritt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen der zwei unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass der Verschleiss an der Mitnehmerfläche auf einfache Art und Weise verringert wird, indem die Abflachung der Antriebswelle oder die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen aufweist, die zueinander geneigt sind bzw. indem die mit dem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffnung zusammenwirkende Mitnehmerkante der Abflachung abgerundet ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Förderaggregates möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine erste Teilfläche der Abflachung bzw. des Mitnehmerabschnitts mit der gegenüberliegenden Fläche des Mitnehmerabschnitts bzw. der Abflachung flächig zusammenwirkt, da auf diese Weise geringere Kräfte pro Fläche auf den Mitnehmerabschnitt wirken.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die erste Teilfläche und die zweite Teilfläche eben ausgebildet.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei Rotation der Antriebswelle an der ersten Teilfläche der Abflachung oder des Mitnehmerabschnitts ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung und der Antriebswelle vorgesehen ist als an der zweite Teilfläche, da auf diese Weise jede Teilfläche auf ihre Funktion hin optimierbar ist. Die erste Teilfläche dient im wesentlichen der Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Laufrad und die zweite Teilfläche mit dem größeren Spiel der leichteren Zusammenfügung von Antriebswelle und Laufrad.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der der Winkel, unter dem die Teilflächen zueinander geneigt sind, im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad liegt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 im Schnitt eine vereinfachte Ansicht eines Förderaggregates, 2 und 3 eine erfindungsgemäß ausgebildete Mitnehmeröffnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 4 eine erfindungsgemäß ausgeführte Abflachung der Antriebswelle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und 5 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer abgerundeten Mitnehmerkante.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Förderaggregat, bei dem die Erfindung Anwendung finden könnte.
Das Förderaggregat dient dazu, Flüssigkeit, beispielsweise Kraftstoff, aus einem Vorratsbehälter zu einem Verbraucher zu fördern, beispielsweise einer Brennkraftmaschine. Das Förderaggregat kann sowohl eine Strömungspumpe oder als auch eine Verdrängerpumpe sein.
Das Förderaggregat hat ein Pumpengehäuse 1 mit zumindest einem Eingangskanal 2 und einem Ausgangskanal 3. Der Eingangskanal 2 des Förderaggregats ist beispielsweise über eine Saugleitung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 verbunden, in dem beispielsweise Kraftstoff gespeichert ist. Der Ausgangskanal 3 ist über eine Druckleitung 8 beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine 9 verbunden.
Das Pumpengehäuse 1 weist eine Pumpenkammer 10 auf, in der ein Rotor 11 rotierend um eine rotationssymmetrische Pumpenachse 12 umläuft. Die Pumpenkammer 10 wird begrenzt durch zwei sich in Richtung der Pumpenachse 12 gegenüberliegende Stirnwände 17,18 und in radialer Richtung bezüglich der Pumpenachse 8 von einer Umfangswand 19.
Der Rotor 11 dient der Flüssigkeitsförderung und baut einen vorbestimmten Druck stromab der Pumpenkammer 10 auf. Beispielhaft ist der Rotor 11 als Turbinenlaufrad ausgebildet. Die Ausbildung des Rotors 11 ist aber ausdrücklich beliebig. Der Rotor 11 wird über eine Antriebswelle 15 von einem Aktor 16, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben. Der Rotor 11 und die Antriebswelle 15 sind formschlüssig miteinander verbunden, indem der Rotor 11 eine Mitnehmeröffnung 22 aufweist, in die die Antriebswelle 15 formschlüssig hineinragt. Der Formschluss ergibt sich dadurch, dass die Antriebswelle 15 an ihrem dem Rotor 11 zugewandten Endabschnitt zumindest eine Abflachung 23 aufweist, die jeweils mit einem Mitnehmerabschnitt 24 der Mitnehmeröffnung 22 formschlüssig zusammenwirkt. Der Rotor 11 ist auf der Antriebswelle 15 beispielsweise derart gelagert, daß es zwischen den Stirnwänden 17,18 axial beweglich ist.
2 zeigt die Mitnehmeröffnung des Rotors nach 1 und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Ansicht nach 2 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 ist aus Montagegründen eine Spielpassung vorgesehen.
Der Querschnitt der Mitnehmeröffnung 22 ist im Bereich des Mitnehmerabschnitts 24 abgeflacht und außerhalb des Mitnehmerabschnitts 24 kreisförmig ausgebildet. Der Mitnehmerabschnitt 24 weicht also im Mitnehmerabschnitt 24 von der Kreisform ab und verläuft beispielsweise flach.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist der Mitnehmerabschnitt 24 der Mitnehmeröffnung 22 im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen 24.1 und 24.2 auf, die zueinander geneigt sind. Die Abflachung 23 des Rotors 11 wirkt nur auf die erste Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24. Die übrige Fläche des Mitnehmerabschnitts 24 bildet die zweite Teilfläche 24.2. Der Winkel 25, unter dem die Teilflächen 24.1, 24.2 zueinander geneigt sind, ist derart ausgebildet, dass sich zumindest abschnittsweise ein flächiger Kontakt zwischen der Abflachung 23 und der ersten Teilfläche 24.1 ergibt. Der Winkel 25 liegt im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad. Die Abflachung 23 wirkt bei der Rotation der Antriebswelle 15 mit flächigem Kontakt auf die erste Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 des Rotors 11. Auf diese Weise wirken auf den Mitnehmerabschnitt 24 geringere Mitnahmekräfte pro Fläche als im Stand der Technik, so dass der Verschleiss an dem Mitnahmeabschnitt 24 verringert wird. Die Teilflächen 24.1,24.2 können eben oder zumindest abschnittsweise gewölbt ausgebildet sein. Auch kann am Übergang zwischen der ersten Teilfläche 24.1 und der zweiten Teilfläche 24.2 ein Radius vorgesehen sein. Desweiteren können die beiden Teilflächen 24.1,24.2 fließend ineinander übergehen, wie beispielsweise in der 2 punktiert dargestellt.
Im Bereich der ersten Teilfläche 24.1 ergibt sich durch die Neigung der Flächen 24.1,24.2 zueinander eine Ausbuchtung 27, in deren Bereich der Abstand zwischen der Antriebswelle 15 und der Mitnehmeröffnung 22 bei etwa paralleler Anordnung des Mitnehmerabschnitts 24 zur Abflachung 23 größer ist als im Bereich der zweiten Teilfläche 24.2.
Die erste Teilfläche 24.1 dient der Kraftübertragung und die zweite Teilfläche 24.2 wegen des vorgesehenen Montagespiels dem leichteren Zusammenfügen von dem Rotor 11 mit der Antriebswelle 15. Das Montagespiel ist der Abstand zwischen dem Mitnehmerabschnitt 24 und der Abflachung 23 bei etwa paralleler Anordnung des Mitnehmerabschnitts 24 zur Abflachung 23.
Bei Rotation der Antriebswelle 15 und bei Anliegen der Abflachung 23 an der ersten Teilfläche 24.1 ergibt sich an der ersten Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 als an der zweiten Teilfläche 24.2. Beispielsweise ist bei Rotation der Antriebswelle 15 an der ersten Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 kein Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 vorgesehen und die erste Teilfläche 24.1 liegt passgenau an dem Mitnehmerabschnitt 24 an.
3 zeigt die Mitnehmeröffnung und die Antriebswelle nach 1 und 2 bei flächigem Kontakt miteinander. Bei der Ansicht nach 3 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 und 2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
4 zeigt die Mitnehmeröffnung des Rotors nach 1 und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei der Ansicht nach 4 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 bis 3 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass nicht der Mitnehmerabschnitt 24 zwei Flächenabschnitte aufweist, sondern die Abflachung 23. Die Abflachung 23 weist also zumindest eine erste Teilfläche 23.1 und eine zweite Teilfläche 23.2 auf, die mit dem Winkel 25 zueinander geneigt sind. Nur die erste Teilfläche 23.1 wirkt mit dem nach der zweiten Ausführung einflächig ausgebildeten Mitnehmerabschnitt 24 des Rotors 11 zusammen. Die Teilflächen 23.1,23.2 können wie zuvor für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben ausgeführt sein.
5 zeigt die Mitnehmeröffnung des Rotors nach 1 und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Bei der Ansicht nach 5 sind die gegenüber der Ansicht nach 1 bis 4 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass die Abflachung 23 und der Mitnehmerabschnitt 24 einflächig ausgebildet sind und dass eine in Drehrichtung des Rotors 11 vorauseilende Mitnehmerkante 26 der Abflachung 23 abgerundet ausgeführt ist. Der Übergang von der Abflachung 23 zur Kreisform der Antriebswelle 15 ist auf diese Weise sehr weich ausgeführt und weist einen Radius auf. Auf diese Weise wird ebenso wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen die Flächenbelastung des Mitnehmerabschnitts 24 verringert. Die abgerundete Mitnehmerkante 26 wirkt mit dem Mitnehmerabschnitt 24 zusammen.

Claims

Förderaggregat mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung (23) der Antriebswelle (15) oder der Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen (23.1,23.2,24.1,24.2) aufweist, die zueinander geneigt sind.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) bzw. des Mitnehmerabschnitts (24) mit der gegenüberliegenden Fläche des Mitnehmerabschnitts (24) bzw. der Abflachung (23) flächig zusammenwirkt.
Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (23.1,23.2) eben ausgebildet ist.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (25), unter dem die Teilflächen (23.1,23.2,24.1,24.2) zueinander geneigt sind, im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad liegt.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation der Antriebswelle (15) an der ersten Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) oder des Mitnehmerabschnitts (24) ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung (22) und der Antriebswelle (15) vorgesehen ist als an der zweite Teilfläche (23.2,24.2).
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation der Antriebswelle (15) an der ersten Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) oder des Mitnehmerabschnitts (24) kein Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung (22) und der Antriebswelle (15) vorgesehen ist.
Förderaggregat mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) zusammenwirkende Mitnehmerkante (26) der Abflachung (23) abgerundet ist.