DE102009017452B4 - Ölförderpumpe - Google Patents

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Abstract

Ölförderpumpe (10) mit einem Pumpengehäuse (12), einem im Pumpengehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (34), einem im Rotor (34) verschieblich gelagerten Flügel (50, 52), dessen Flügelspitzen (56, 58) an der Innenumfangswand (60) eines Pumpenraums (62, 64) anliegen und diesen in einen Saugraum (26) und einen Druckraum (28) unterteilen, wobei sich der Flügel (50, 52) quer zur Drehachse (54) des Rotors (34) erstreckt, mit einem in den Saugraum (26) mündenden Einlass (22) und einem vom Druckraum (28) ausmündenden Auslass (24), wobei der Einlass (22) und der Auslass (24) in der Innenumfangswand (60) des Pumpenraums (62, 64) angeordnet sind, und das Pumpengehäuse (12) zwei Pumpenräume (62 und 64) aufweist, und jeder Pumpenraum (62 und 64) mit einem Gehäusedeckel (14, 16) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (34) von zwei, axial hintereinander angeordneten Rotorabschnitten (36, 38) gebildet wird und jeder Rotorabschnitt (36, 38) in einem der beiden Pumpenräume (62, 64) eingesetzt ist und...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ölförderpumpe mit einem Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse drehbar gelagerten Rotor, einem im Rotor verschieblich gelagerten Flügel, dessen Flügelspitzen an der Innenumfangswand eines Pumpenraums anliegen und diesen in einen Saugraum und einen Druckraum unterteilen, wobei sich der Flügel quer zur Drehachse des Rotors erstreckt, und mit einem in den Saugraum mündenden Einlass und einem vom Druckraum ausmündenden Auslass, wobei der Einlass und der Auslass in der Innenumfangswand des Pumpenraums angeordnet sind und das Pumpengehäuse zwei Pumpenräume aufweist und jeder Pumpenraum mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist.
  • Es sind Vakuumpumpen bekannt ( US 1 114 046 A und DE 40 12 789 A ), bei denen in einem Pumpengehäuse ein Rotor exzentrisch angeordnet ist, mit welchem ein Flügel in einem Pumpenraum gedreht wird. Der Flügel berührt mit seinen Flügelspitzen die Innenumfangsfläche beziehungsweise Innenumfangswand des Pumpenraums und wird dabei im Rotor oszillierend verschoben. Derartige Flügelzellenpumpen besitzen den wesentlichen Vorteil, dass sie einfach aufgebaut sind und ein geringes Gewicht aufweisen. Der im Pumpenraum gebildete Saugraum besitzt einen Einlass, welcher axial angeordnet ist und der im Pumpenraum gebildete Druckraum besitzt einen Auslass, welcher in der Innenumfangswand des Pumpenraums liegt und ein Rückschlagventil aufweist. Diese Pumpen müssen jedoch sehr exakt gefertigt werden, so dass sie einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölförderpumpe bereitzustellen, mit weicher nicht nur Gase, sondern auch Flüssigkeiten gefördert werden können, wobei die Pumpe einerseits einen kleinen Bauraum aufweist, andererseits ein hohes Ölfördervolumen besitzt, einfach aufgebaut ist und zudem eine geringe Verlustleistung aufweist und die dennoch einen hohen Wirkungsgrad aufweist, auch bei höheren Fertigungstoleranzen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Ölförderpumpe der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Rotor von zwei, insbesondere axial hintereinander angeordneten Rotorabschnitten gebildet wird, wobei jeder Rotorabschnitt in einen der beiden Pumpenräume eingesetzt ist. Außerdem ist ein Rotorabschnitt mit einem zapfenförmigen axialen Ende und der andere Rotorabschnitt mit einem axialen hülsenförmigen Ende versehen, wobei das eine Zapfenende in das andere Hülsenende eingesteckt ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ölförderpumpe liegen der Einlass und der Auslass in radialer Richtung, was den wesentlichen Vorteil hat, dass das Öl nur geringe Umlenkungen erfährt, also nicht von einer axialen Anströmrichtung in eine radiale Richtung oder Umfangsrichtung umgelenkt werden muss, sondern radial in den Pumpenraum einströmt und aus diesem wieder radial ausströmt. Bei Pumpen, mit welchen Gase gefördert werden, spielt dieser Aspekt eine untergeordnete Rolle, da Gase eine relativ geringe Masse aufweisen. Bei Flüssigkeiten ist dieser Aspekt nicht mehr vernachlässigbar, sondern spielt eine entscheidende Rolle, da axial anströmende Flüssigkeiten vom Flügel beschleunigt werden müssen, was zusätzliche Energie erfordert.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass lediglich ein einziger Antrieb erforderlich ist, und mit diesem Antrieb beide Rotorabschnitte angetrieben werden. Eine derartige Ölförderpumpe ist leicht regelbar und besitzt ein hohes Fördervolumen. Dabei können die Pumpenräume gleich oder unterschiedliche Volumen aufweisen. Hierdurch wird nicht nur eine einfache Lagerung geschaffen, sondern es werden auch axiale Toleranzen ausgeglichen, insbesondere axiale Lagetoleranzen der beiden Pumpenräume bezüglich der beiden Rotorabschnitte.
  • Erfindungsgemäß weist der Flügel eine konstante Länge auf. Dies hat den Vorteil, dass der Flügel zum einen einfach herstellbar ist, zum anderen die Montage einfach erfolgen kann, da der Flügel nicht aus mehreren Bauteilen, zum Beispiel Flügelkörper mit Flügelspitzen und gegebenenfalls dazwischen angeordneten Federmitteln, aufgebaut ist. Der Flügel kann selbstverständlich in Form einer Fachwerkstruktur mit in Längsrichtung des Flügels und/oder parallel zur Drehachse verlaufenden Kanälen oder Einsenkungen versehen sein. Hierdurch wird Gewicht eingespart, wodurch die Trägheitskräfte verringert können und der Flügel mit geringerem Kraftaufwand beschleunigt und verzögert werden kann. Auf diese Weise wird die Abnutzung der Flügelspitzen verringert.
  • Bei einer Ausführungsform liegen der Einlass und der Auslass in der gleichen Querschnittsebene. Eine andere, alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Einlass und der Auslass axial versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann unterschiedlichen Anschlussarten für zuführende und abführende Leitungen Rechnung getragen werden, da diese Leitungen an der Außenseite des Pumpengehäuses angeordnet werden müssen.
  • Mit Vorzug weisen der Einlass und der Auslass in radialer Richtung verlaufende Wandflächen auf. Dies bedeutet, dass der Einlass und der Auslass sich innerhalb der Wand des Pumpengehäuses in radialer Richtung nach außen aufweiten. Auf diese Weise werden Strömungsverluste verringert.
  • Bei einer Weiterbildung wird im einen Pumpenraum Öl oder Öl-Gas-Gemisch und im anderen Pumpenraum ein Gas gefördert, insbesondere abgesaugt.
  • Eine einfache Lagerung wird dadurch geschaffen, dass das Hülsenende des einen Rotorabschnitts im Pumpengehäuse, insbesondere in der Trennwand zwischen den beiden Pumpenräumen, gelagert ist. Dabei bildet auch das Hülsenende des einen Rotorabschnitts das Lager für das Zapfenende des anderen Rotorabschnitts. Eine Schmierung dieser Lager erfolgt vorteilhafterweise über das zumindest von einem der beiden Pumpenräume geförderte Schmieröl.
  • Eine einfache Drehkopplung der beiden Rotorabschnitte erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die beiden Enden der Rotorabschnitte über ein Vielkeilprofil, eine Nut-Feder-Verbindung oder ein Polygonprofil miteinander verbunden sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die beiden Rotorabschnitte in Drehrichtung miteinander gekoppelt sind, in axialer Richtung jedoch gegeneinander verschoben werden können. Hierdurch können herstellungsbedingtes Spiel, temperaturbedingte Längenänderungen des Rotors und des Pumpengehäuses und dergleichen ausgeglichen werden.
  • Die beiden Pumpengehäuse können seriell oder parallel geschaltet werden. Hierdurch kann die Pumpe hinsichtlich des Fördervolumens und des Saugdrucks den geforderten Bedingungen angepasst werden. Insbesondere ist bei einer seriellen Schaltung der nachfolgende Pumpenraum größer als der vorhergehende Pumpenraum.
  • Vorzugsweise sind die beiden Pumpenräume im Pumpengehäuse axial hintereinander angeordnet und werden gleichzeitig vom Rotor axial durchsetzt. Diese Ausgestaltung bietet den wesentlichen Vorteil, dass die Pumpen die oben genannten Eigenschaften besitzt und dass sie zudem schnell und einfach montierbar ist, was insbesondere maschinell erfolgen kann.
  • Vorteilhaft liegt zwischen den beiden Pumpenräumen eine Gehäusewand, in welcher zumindest einer der Rotorabschnitte gelagert ist. Diese Gehäusewand bildet den Boden für beide Pumpenräume, wobei jeder Pumpenraum von einem eigenen, separaten Deckel verschlossen wird.
  • Mit Vorzug sind die Rotorabschnitte in Drehrichtung um 90° versetzt in die Rotorräume eingesetzt. Hierdurch wird das Pumpgeräusch der Ölpumpe beträchtlich verringert und das Pulsieren der Ölpumpe wird auf ein Minimum herabgesetzt. Außerdem ist die Leistungsaufnahme der Pumpe wesentlich gleichmäßiger.
  • Mit Vorzug sind der Einlass und der Auslass der Ölpumpe ventilfrei, so dass hierdurch ebenfalls Leistungsverluste verringert werden.
  • 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. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ölpumpe, die Einlässe und die Auslässe zeigt;
  • 2 einen Schnitt II-II gemäß der 1, 3 und 4;
  • 3 einen Schnitt III-III gemäß 1; und
  • 4 einen Schnitt IV-IV gemäß 1.
  • Die in der Zeichnung dargestellten Figuren sind Prinzipskizzen und es wird auf die Darstellung von Dichtungen und so weiter verzichtet. Die 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Ölförderpumpe, wie sie zum Beispiel für die Kurbelwellenabsaugung, Zylinderkopfabsaugung oder Turboladerabsaugung von überschüssigem Öl eingesetzt wird. Die Ölförderpumpe 10 besitzt ein Pumpengehäuse 12, welches im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet ist und an den beiden Stirnseiten mit Deckeln 14 und 16 verschlossen ist. Aus dem Deckel 14 ragt ein Achsstummel 18, an welchem ein (nicht dargestellter) Antrieb angreifen kann. Im Pumpengehäuse 12, insbesondere in dessen Wand, befinden sich zwei Einlässe 22 und zwei Auslässe 24, die, wie aus den 3 und 4 erkennbar, in einen Saugraum 26 einmünden beziehungsweise aus einem Druckraum 28 ausmünden. Außerdem ist in der 1 ein Ölablass 30 erkennbar, über welchen überschüssiges Schmieröl vom Lager 32 (2) entfernt wird.
  • Die 2 zeigt einen Längsschnitt II-II gemäß der 1, 3 und 4 und es ist deutlich das Pumpengehäuse 12 erkennbar, welches im Querschnitt eine im Wesentlichen H-förmige Gestalt aufweist. In das Pumpengehäuse 12 ist ein insgesamt mit 34 bezeichneter Rotor eingesetzt, welcher zwei Rotorabschnitte 36 und 38 aufweist. Der Rotorabschnitt 36 trägt den den Deckel 14 durchgreifenden Achsstummel 18 und weist an seiner gegenüberliegenden Seite ein hülsenförmiges Ende 40 auf, welches im Lager 32 des Pumpengehäuses 12 beziehungsweise einer Gehäusewand 42 gelagert ist. In dieses Hülsenende 40 greift ein Zapfenende 44 ein, welches dadurch im Hülsenende 40 gelagert ist. Das Zapfenende 44 und das Hülsenende 40 besitzen ein zueinander komplementäres Vielkeilprofil, wobei mit dem Bezugszeichen 46 ein Zahn des Vielzahlprofils dargestellt ist. Die gegenüberliegende Seite des Rotorabschnitts 38 besitzt einen Lagerzapfen 48, der im Gehäusedeckel 16 gelagert ist. In den Rotorabschnitten 36 und 38 sind Flügel 50 und 52 derart gelagert, dass sie quer zur Drehachse 54 verschoben werden können. Dabei liegen die Flügelspitzen 56 und 58 an der Innenumfangswand 60 der beiden Pumpenräume 62 und 64 an.
  • In den 3 und 4 sind deutlich die Einlässe 22 und Auslässe 24 erkennbar, deren Wandflächen 66 in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 54 verlaufen. Außerdem ist erkennbar, dass sowohl der Einlass 22 als auch der Auslass 24 ventilfrei ausgeführt sind. Sie münden direkt in radialer Richtung in den Saugraum 26 beziehungsweise aus dem Druckraum 28 aus. Außerdem liegen der Einlass 22 und der Auslass 24 eines jeden Pumpenraums 62 beziehungsweise 64 in der gleichen Querschnittsebene III-III oder IV-IV.
  • Wie aus der 1 ersichtlich, liegen die Einlässe 22 und Auslässe 24 in den gleichen Querschnittsebenen III-III und IV-IV.

Claims (14)

  1. Ölförderpumpe (10) mit einem Pumpengehäuse (12), einem im Pumpengehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (34), einem im Rotor (34) verschieblich gelagerten Flügel (50, 52), dessen Flügelspitzen (56, 58) an der Innenumfangswand (60) eines Pumpenraums (62, 64) anliegen und diesen in einen Saugraum (26) und einen Druckraum (28) unterteilen, wobei sich der Flügel (50, 52) quer zur Drehachse (54) des Rotors (34) erstreckt, mit einem in den Saugraum (26) mündenden Einlass (22) und einem vom Druckraum (28) ausmündenden Auslass (24), wobei der Einlass (22) und der Auslass (24) in der Innenumfangswand (60) des Pumpenraums (62, 64) angeordnet sind, und das Pumpengehäuse (12) zwei Pumpenräume (62 und 64) aufweist, und jeder Pumpenraum (62 und 64) mit einem Gehäusedeckel (14, 16) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (34) von zwei, axial hintereinander angeordneten Rotorabschnitten (36, 38) gebildet wird und jeder Rotorabschnitt (36, 38) in einem der beiden Pumpenräume (62, 64) eingesetzt ist und dass ein Rotorabschnitt (36) mit einem hülsenförmigen axialen Ende (40) und der andere Rotorabschnitt (38) mit einem zapfenförmigen axialen Ende (44) versehen ist, und das Zapfenende (44) in das Hülsenende (40) eingesteckt ist.
  2. Ölförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (52) eine konstante Länge aufweist.
  3. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22) und der Auslass (24) in der gleichen Querschnittsebene (III-III, IV-IV) liegen.
  4. Ölförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22) und der Auslass (24) axial versetzt zueinander sind.
  5. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22) und der Auslass (24) in radialer Richtung verlaufende Wandflächen (66) aufweist.
  6. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenraum (62, 64) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist.
  7. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenende (40) des einen Rotorabschnitts (36) im Pumpengehäuse (12), insbesondere in einer Gehäusewand (42) gelagert ist.
  8. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenende (40) des einen Rotorabschnitts (36) das Lager (32) für das Zapfenende (44) des anderen Rotorabschnitts (38) bildet.
  9. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (40 und 44) der Rotorabschnitte (36 und 38) über ein Vielkeilprofil, eine Nut-Federverbindung oder ein Polygonprofil miteinander verbunden sind.
  10. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenräume (62, 64) seriell oder parallel geschaltet sind.
  11. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenräume (62, 64) axial hintereinander angeordnet sind.
  12. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Pumpenräumen (62 und 64) eine Gehäusewand (42) liegt, in welcher zumindest einer der Rotorabschnitte (36) gelagert ist.
  13. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorabschnitte (36 und 38) in Drehrichtung um 90° versetzt sind.
  14. Ölförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (22) und der Auslass (24) ventilfrei sind.
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