DE102012102156A1

DE102012102156A1 - Pumpe und Außenring für eine Pumpe

Info

Publication number: DE102012102156A1
Application number: DE102012102156A
Authority: DE
Inventors: Elmar Hoppach
Original assignee: ixetic Bad Homburg GmbH
Current assignee: Hanon Systems EFP Deutschland GmbH
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: DE102012102156B4

Abstract

Es wird eine Pumpe (1) mit mindestens einer Rotationsgruppe (33), die einen Verbindungsbereich (37) zur drehfesten Verbindung mit einer Antriebswelle (23) aufweist, und einem Außenring (35), in dem die Rotationsgruppe (33) aufgenommen ist, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Außenring für eine Rotationsgruppe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
Pumpen sowie Außenringe für die Rotationsgruppe sind bekannt. Bekannte Pumpen weisen ein Gehäuse und einen Deckel auf, wobei der Deckel an dem Gehäuse befestigt ist. Das Gehäuse nimmt eine Rotationsgruppe auf, die in einem ebenfalls von dem Gehäuse aufgenommenen Außenring angeordnet ist. Die Rotationsgruppe und der Außenring sind in einer Ausnehmung des Gehäuses angeordnet, die an einer Seite offen ist und dort von dem Deckel verschlossen wird. Dabei definieren die Rotationsgruppe und der Außenring mindestens einen Saugbereich und mindestens einen Druckbereich für die Pumpe. Insbesondere die Rotationsgruppe ist so in der Ausnehmung angeordnet, dass sie – in axialer Richtung gesehen – zwischen dem Pumpengehäuse und dem Deckel Spiel hat, damit sich die rotierenden und feststehenden Pumpenelemente nicht berühren. Dadurch wird zumindest zwischen dem Deckel und der Rotationsgruppe ein sogenannter Axialspalt gebildet. In diesem Bereich weisen bekannte Pumpen eine gewisse Leckage auf. Während des Betriebs der Pumpe steigt deren Temperatur und damit auch die Temperatur des geförderten Fluids. Dessen Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab. Hierdurch verstärkt sich die Leckage, weil das weniger viskose Fluid mit geringerem Strömungswiderstand durch den Axialspalt austreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpe und einen Außenring bereitzustellen, bei der beziehungsweise mit Hilfe dessen die bekannten Nachteile vermieden werden. Dabei sollen insbesondere die Rotationsgruppe und/oder der Außenring aus verschleißfestem Material herstellbar sein.
Die Aufgabe wird gelöst, in dem eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Die Pumpe weist mindestens eine Rotationsgruppe auf, die einen Verbindungsbereich zur drehfesten Verbindung mit einer Antriebswelle umfasst. Auf diese Weise kann die mindestens eine Rotationsgruppe angetrieben werden. Weiter umfasst die Pumpe einen Außenring, in dem die mindestens eine Rotationsgruppe aufgenommen ist. Die Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass der Außenring ein Material umfasst, welches bei 20 °C einen Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1 oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beschreibt, um welchen Bruchteil – bezogen auf die Gesamtlänge – sich ein Material bei einer Temperaturänderung von einem Kelvin verändert. Der Wärmeausdehnungskoeffizient hat daher die Einheit K^–1. Werte für Wärmeausdehnungskoeffizienten verschiedener Materialien sind im Allgemeinen für 20 °C tabelliert. Deswegen erfolgt hier die Bezugnahme auf diese Temperatur. Sind Werte für eine andere Temperatur angegeben, können diese mit Hilfe des bekannten Temperaturverhaltens des Wärmeausdehnungskoeffizienten umgerechnet werden. Wenn sich die Rotationsgruppe aufgrund steigender Temperatur ausdehnt, verringert sich der Axialspalt, weil sich der Außenring aufgrund des sehr kleinen oder sogar negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten wenig bis gar nicht ausdehnt, oder seine axiale Länge sogar verringert. Die sich ausdehnende Rotationsgruppe drängt daher in den bestehenden Axialspalt hinein und verringert ihn mit steigender Temperatur. Dabei wird vorzugsweise die verringerte Viskosität des geförderten Fluids kompensiert, so dass es letztlich sogar möglich ist, dass die Pumpe mit steigender Temperatur eine geringere Leckage aufweist.
Bevorzugt wird eine Pumpe, die sich dadurch auszeichnet, dass sie ein Gehäuse mit einer stirnseitig offenen Ausnehmung aufweist. Die Rotationsgruppe und der Außenring sind in der Ausnehmung angeordnet. Dabei steht der Außenring – in axialer Richtung gesehen – über die stirnseitige Öffnung der Ausnehmung über. Die Pumpe weist einen Deckel auf, der die stirnseitig offene Ausnehmung verschließt. Dabei liegt der Deckel auf dem Außenring auf. Auf diese Weise definiert die axiale Erstreckung des Außenrings einen axialen Abstand zwischen einer Bodenfläche des Deckels und einer Bodenfläche der Ausnehmung, auf welcher der Außenring mit einer Auflagefläche aufliegt. Bei steigender Temperatur der Pumpe bleibt daher der Abstand zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Bodenfläche des Deckels aufgrund des geringen oder sogar negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Außenrings im Wesentlichen konstant oder verringert sich sogar, während sich die Rotationsgruppe ausdehnt und quasi in den Axialspalt hineindrängt. Es ist dann sehr effizient gewährleistet, dass sich der Axialspalt bei steigender Temperatur verringert.
Bevorzugt wird eine Pumpe, die sich dadurch auszeichnet, dass der Außenring aus einem Material besteht, dass bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in ei nem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1 oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Wenn der Außenring das genannte Material nicht nur umfasst, sondern vollständig aus diesem besteht, ist seine Wärmeausdehnung besonders gering.
Bevorzugt wird auch eine Pumpe, die sich dadurch auszeichnet, dass das Material, welches der Außenring umfasst oder aus welchem der Außenring besteht, bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0,5 bis 3·10^–6 K^–1, be vorzugt 1,7 bis 2·10^–6 K^–1 aufweist. In diesen Bereich eines Wärmeausdehnungskoeffizienten fallen Materialien, welche besonders geeignet zur Verwendung bei einem Außenring sind.
In diesem Zusammenhang wird eine Pumpe bevorzugt, bei der das Material für den Außenring Invar, Inovco oder Kovar umfasst. Bevorzugt besteht das Material aus Invar, Inovco oder Kovar. Invar wird als Oberbegriff für eine Gruppe von Legierungen und Verbindungen verwendet, welche anomal kleine oder zum Teil auch negative Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Bevorzugt wird als Invar eine Eisen-Nickel-Legierung bezeichnet, die einen Nickelgehalt von 36 Atom-% umfasst. Eine ebenfalls als Invar bezeichnete Eisen-Nickel-Legierung, welche 65 Atom-% Eisen und 35 Atom-% Nickel umfasst, weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 1,7 bis 2,0·10^–6 K^–1 auf. Durch Zulegieren von ungefähr 5 Atom-% Kobalt kann der Wärmeausdehnungskoeffizient weiter reduziert werden. Als Inovco wird eine Eisen-Nickel-Kobaltlegierung bezeichnet, welche 62,5 Atom-% Eisen, 33 Atom-% Nickel und 4,5 Atom-% Kobalt umfasst. Diese weist bei 20 °C einen Wärmeausdehnungsko effizienten von 0,55·10^–6 K^–1 auf. Als Kovar wird eine Legierung bezeichnet, welche 42 Atom-% Nickel umfasst. Obwohl der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kovar deutlich größer ist als der von Invar oder Inovco, fällt er noch in den Bereich, der vorteilhaft für einen Außenring ausgewählt werden kann.
Aufgrund der Materialwahl einer Eisen-Nickel-Werkstofflegierung mit den vorab erwähnten Wärmeausdehnungskoeffizienten bzw. aus Invar, Inovco oder Kovar für den Außenring ist es auch möglich, für die Rotationsgruppe ein verschleißfestes Material auszuwählen. Sie kann beispielsweise Stahlwerkstoffe umfassen, welche – abhängig von der Ausführungsform – bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von ungefähr 11 bis ungefähr 25·10^–6 K^–1 aufweisen. Dadurch wird trotz Kompensation der Leckage im Bereich des Axialspalts eine lange Lebensdauer der Rotationsgruppe verwirklicht.
Auch wird eine Pumpe bevorzugt, die als Gerotorpumpe, Flügelzellenpumpe, Rollenzellenpumpe, Sichelpumpe, Innenzahnradpumpe oder Außenzahnradpumpe ausgebildet ist. Bei all diesen Pumpen ist bevorzugt ein Außenring vorgesehen, der besonders bevorzugt die hier genannten Eigenschaften aufweist.
Besonders bevorzugt wird eine Pumpe, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rotationsgruppe ein außen verzahntes Zahnrad umfasst, welches mit Zähnen des als innen verzahntes Zahnrad ausgebildeten Außenrings kämmt. Eine solche Pumpe kann vorzugsweise als Gerotorpumpe oder Sichelpumpe ausgebildet sein.
Bevorzugt wird auch eine Pumpe, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rotationsgruppe einen Rotor umfasst, welcher Ausnehmungen aufweist, in denen Flügel – in radialer Richtung gesehen – verlagerbar aufgenommen sind. In diesem Fall ist die Pumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Außenring für eine Pumpe geschaffen wird, welcher die Merkmale des Anspruchs 8 umfasst. Der Außenring zeichnet sich dadurch aus, dass er ein Material umfasst, welches bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoef fizienten in einem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1, oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Auf diese Weise kann der Außenring die axiale Ausdehnung der Ausnehmung, in welcher die Rotationsgruppe gelagert ist, quasi temperaturunabhängig definieren. Die sich mit steigender Temperatur ausdehnende Rotationsgruppe drängt dann gleichsam in den bestehenden Axialspalt hinein und verringert diesen. Ein sich mit steigender Temperatur vergrößerndes Leckageproblem im Bereich des Axialspalts kann so verringert werden. Zugleich ist es möglich, dass die Rotationsgruppe ein verschleißfestes Material wie beispielsweise Stahl umfasst.
Es wird ein Außenring bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass er zur Verwendung in einer Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4 ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Außenring die dort angegebenen Eigenschaften aufweist. Hierdurch ist er für die bezeichnete Verwendung geeignet.
Bevorzugt wird auch ein Außenring, der als innen verzahntes Zahnrad ausgebildet ist. Dieser kämmt mit dem außen verzahnten Zahnrad einer Gerotor- oder Sichelpumpe.
Schließlich wird noch ein Außenring bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass er eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur und/oder eine im Wesentlichen elliptische Innenkontur aufweist. Eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur ist bevorzugt, weil in diesem Fall die Ausnehmung für den Außenring im Gehäuse der Pumpe besonders einfach herstellbar ist. Bevorzugt weist der Außenring eine im Wesentlichen kreisförmige Innenkontur auf, wenn die Pumpe als Gerotor- oder Sichelpumpe ausgebildet ist. In diesem Fall umfasst der Außenring entlang seiner im Wesentlichen kreisförmigen Innenkontur Zähne, er ist also als innen verzahntes Zahnrad ausgebildet. Eine im Wesentlichen elliptische Innenkontur weist der Außenring bevorzugt dann auf, wenn die Pumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist, insbesondere doppelhubige Flügelzellenpumpe. In bekannter Weise umfasst die Rotationsgruppe dann einen bezüglich seiner Außenkontur im Wesentlichen kreisförmigen Rotor, welcher Ausnehmungen aufweist, in denen Flügel – in radialer Richtung gesehen – verlagerbar aufgenommen sind. Diese werden aufgrund der Zentrifugalbeschleunigung, einer Beaufschlagung mit Federkräften und/oder gegebenenfalls auch unterstützt durch den Öldruck der Pumpe gegen die Innenkontur des als Konturring ausgebildeten Außenrings gedrängt. Sie folgen also bei der Umdrehung der Rotationsgruppe der im Wesentlichen elliptischen Innenkontur des Außenrings, indem sie mehr oder weniger weit aus den Ausnehmungen ausfahren. Auf diese Weise wird mindestens ein Saugraum und mindestens ein Druckraum im Bereich der Rotationsgruppe und des Außenrings ausgebildet. Bevorzugt werden zwei Saugbereiche und zwei Druckbereiche ausgebildet. Die Funktionsweise einer Flügelzellenpumpe ist an sich bekannt, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Wesentlich ist, dass der Außenring je nach seiner räumlich-geometrischen Ausgestaltung für verschiedene Pumpenarten geeignet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe im Längsschnitt.
1 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe 1. Diese umfasst ein Gehäuse 3 und einen Deckel 5. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist als sogenannte integrierte Pumpe ausgebildet, wobei eine Pumpeneinheit 7 und ein diese antreibender Motor 9 als Baugruppe ausgebildet und in dem Gehäuse 3 angeordnet sind. Dieses umfasst einen topfförmigen Abschnitt 11, der den Motor 9 aufnimmt. Es umfasst weiter einen als Träger 13 ausgebildeten Abschnitt, der die Pumpeneinheit 7 aufnimmt. Der Träger 13 ist mit dem Abschnitt 11 so verbunden, dass ein Raum 15, in dem der Motor 9 angeordnet ist, im Wesentlichen dicht verschlossen ist.
Der Motor 9 ist hier als Elektromotor ausgebildet und umfasst in an sich bekannter Weise einen Stator 17 und einen Rotor 19. Der Stator 17 weist Wicklungen 21, 21’ auf. Die Funktionsweise eines Elektromotors ist bekannt, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Der Rotor 19 ist drehfest mit einer Antriebswelle 23 verbunden. Diese weist eine Längsachse auf, welche hier nicht dargestellt ist. Die Antriebswelle 23 ist um ihre Längsachse drehbar gelagert, nämlich bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem ersten Lager 25 und einem zweiten Lager 27. Wird hier auf die axiale Richtung Bezug genommen, ist damit die Richtung der Längsachse der Antriebswelle 23 gemeint. Als radiale Richtung wird stets eine Richtung angesprochen, die auf der axialen Richtung senkrecht steht.
Das erste Lager 25 kann bevorzugt als Kugellager ausgebildet sein. Der Stator 17 und der Rotor 19 sind bevorzugt so ausgebildet und/oder angeordnet, dass aufgrund der zwischen diesen wirkenden Magnetkräften der Rotor 19 in 1 nach oben, also in Richtung des Stators 17 gedrängt wird. Hierdurch wird das Kugellager 25 unter Vorspannung gesetzt. Mechanisch in Axialrichtung vorgespannte Kugellager haben den Vorteil, dass sie besonders laufruhig und verschleißarm sind. Sie weisen dadurch eine lange Lebensdauer auf. Das zweite Lager 27 kann bevorzugt als Gleitlager ausgebildet sein. Es ist möglich, die Antriebswelle 23 in nur einem Lager zu lagern. Die Lager können als Kugellager, Gleitlager oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
Das Gehäuse 3 weist eine Ausnehmung 29 auf, die im Bereich einer Stirnfläche 31 des Gehäuses 3 – also stirnseitig – offen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 29 in dem Träger 13 vorgesehen. Entsprechend ist die Stirnfläche 31 eine Stirnfläche des Trägers 13. Die Ausnehmung 29 nimmt die Pumpeneinheit 7 auf. Insbesondere sind in der Ausnehmung 29 eine Rotationsgruppe 33 und ein Außenring 35 angeordnet.
Die Rotationsgruppe 33 umfasst einen Verbindungsbereich 37, der drehfest mit der Antriebswelle 23 verbunden ist. Auf diese Weise ist die Rotationsgruppe 33 über die Antriebswelle 23 mit Hilfe des Motors 9 antreibbar.
Je nach Art der Pumpe 1 sind die Rotationsgruppe 33 und der Außenring 35 verschieden ausgebildet.
Ist die Pumpe 1 als Gerotorpumpe, Innenzahnradpumpe oder Sichelpumpe ausgebildet, weist die Rotationsgruppe 33 ein außen verzahntes Zahnrad auf, welches mit dem als innen verzahntes Zahnrad ausgebildeten Außenring 35 kämmt.
Ist die Pumpe 1 als Flügelzellenpumpe ausgebildet, umfasst die Rotationsgruppe 33 einen Rotor, welcher Ausnehmungen aufweist, die bevorzugt als radiale Schlitze ausgebildet sind. In den Ausnehmungen sind Flügel aufgenommen, welche – in radialer Richtung gesehen – verlagerbar sind. Der Außenring 35 ist in diesem Fall als Konturring ausgebildet und hat bevorzugt eine im Wesentlichen elliptische Innenkontur, insbesondere bei einer doppelhubigen Flügelzellenpumpe. Die Flügel werden durch die Zentrifugalbeschleunigung, beaufschlagt durch Federkraft und/oder unterstützt durch den Druck des von der Pumpe 1 geförderten Fluids radial nach außen gegen die Innenfläche des Außenrings 35 gedrängt. Während einer Umdrehung des Rotors folgen daher die Außenflächen der Flügel der Innenkontur des Außenrings, während sie ihre radiale Position in den Ausnehmungen kontinuierlich variieren.
Ist die Pumpe 1 als Rollenzellenpumpe ausgebildet, umfasst die Rotationsgruppe 33 einen Rotor, welcher in bekannter Weise Pumpenrollen verlagerbar aufnimmt.
Wenn die Pumpe 1 allerdings als Außenzahnradpumpe ausgebildet ist, umfasst die Rotationsgruppe 33 zwei außen verzahnte Zahnräder, welche miteinander kämmen. Auch diese beiden Zahnräder sind bevorzugt in einem als sogenannte Lagerbrille ausgebildeten Außenring gelagert.
Schließlich kann die Pumpe 1 mehrere Pumpenstufen umfassen, so dass mehrere Rotationsgruppen vorgesehen sind.
Die Rotationsgruppe 33 wirkt mit dem Außenring 35 so zusammen, dass mindestens ein Saugbereich und mindestens ein Druckbereich gebildet wird. Die Pumpe 1 fördert ein Fluid von dem mindestens einen Saugbereich in den mindestens einen Druckbereich.
Der Deckel 5 ist so an dem Gehäuse 3 angeordnet, dass er die stirnseitig offene Ausnehmung 29 verschließt. Vorzugsweise ist der Deckel 5 mit dem Gehäuse 3, hier mit dem Träger 13 verschraubt.
Der Außenring 35 ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass der Deckel 5 auf ihm aufliegt, wenn er die Ausnehmung 29 verschließt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Außenring 35 mit einer Stirnfläche 39 – in axialer Richtung gesehen – etwas über die Stirnfläche 31 des Gehäuses 3 über. Er ragt also ein wenig aus der Ausnehmung 29 über die Stirnfläche 31 hinaus. Damit liegt der Deckel 5 mit einer Bodenfläche 41 auf der Stirnfläche 39 auf, wenn der Deckel 5 an dem Gehäuse 3 so angeordnet ist, dass er die Ausnehmung 29 verschließt. Vorzugsweise ist der Abstand, um den die Stirnflächen 39 des Außenrings über die Stirnfläche 31 des Trägers 13 übersteht – abhängig von den Materialien des Außenrings 35 und des Trägers 13 – so gewählt, dass in einem normalen Temperaturbereich der Pumpe die Ausdehnung des Trägers 13 unter Berücksichtigung der Ausdehnung des Außenrings 35 nie dazu führt, dass die Stirnfläche 31 über die Stirnfläche 39 hinaussteht. In diesem Fall ist gewährleistet, dass stets die axiale Erstreckung des Außenrings 35 einen axialen Abstand zwischen der Bodenfläche 41 des Deckels 5 und einer Bodenfläche 43 der Ausnehmung 29 definiert, auf welcher der Außenring 35 mit einer Auflagefläche 45 aufliegt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Außenring 35 eine axiale Ausdehnung auf, die größer ist als die – in axialer Richtung gemessene – Tiefe der Ausnehmung 29. Er ist daher so ausgebildet, dass der Deckel 5 auf ihm aufliegt, wenn dieser die Ausnehmung 29 verschließt.
Die Rotationsgruppe 33 ist in einem Bereich angeordnet, dessen Erstreckung – in axialer Richtung gesehen – durch die axiale Erstreckung des Außenrings 35 definiert ist. Sie ist dort mit axialem Spiel angeordnet. Insbesondere weist die Pumpe 1 einen Axialspalt 47 auf, der zwischen einer Oberfläche 49 der Rotationsgruppe 33 und der Bodenfläche 41 des Deckels 5 ausgebildet ist. Im Bereich dieses Axialspalts 47 ist eine gewisse Leckage der Pumpe 1 gegeben. Diese verstärkt sich, wenn das von der Pumpe 1 geförderte Fluid mit steigender Temperatur eine niedrigere Viskosität aufweist.
Bei der Pumpe 1 umfasst der Außenring dagegen ein Material, oder besteht bevorzugt aus diesem, welches bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Be reich von 0 bis 6·10^–6 K^–1 aufweist. Bevorzugt kann das Material auch einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Besonders bevorzugt weist das Material bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0,5 bis 3·10^–6 K^–1, ganz besonders bevorzugt 1,7 bis 2·10^–6 K^–1 auf. Der Außenring 35 umfasst bevorzugt Materialien wie Invar, Inovco, oder auch Kovar. Besonders bevorzugt besteht der Außenring aus diesen Materialien.
Ganz besonders bevorzugt umfasst der Außenring 35 Invar beziehungsweise besteht aus diesem Material. Invar ist besonders geeignet, um den Außenring 35 auf die hier beschriebene Weise auszubilden.
Aufgrund des sehr kleinen, verschwindenden oder sogar negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten, den der Außenring 35 aufweist, bleibt der Abstand zwischen der Bodenfläche 43 und der Bodenfläche 41 des Deckels 5 bei einer Erwärmung der Pumpe 1 nahezu konstant oder wird sogar kleiner. Dehnt sich dann die Rotationsgruppe 33 aus, führt dies dazu, dass der Axialspalt 47 kleiner wird. Die Rotationsgruppe 33 drängt quasi in den bestehenden Axialspalt 47 hinein und verringert diesen.
Dadurch, dass die Rotationsgruppe 33 bei ihrer thermischen Ausdehnung den Axialspalt 47 verengt, kann vorzugsweise die bei steigender Temperatur niedriger werdende Viskosität des von der Pumpe 1 geförderten Fluids kompensiert oder bevorzugt sogar überkompensiert werden. Die Pumpe 1 wird dann mit steigender Temperatur dichter, beziehungsweise sie weist eine im Bereich des Axialspalts 47 verminderte Leckage auf.
Der Deckel 5 umfasst eine erste Ausnehmung 51 und eine zweite Ausnehmung 53. Die erste Ausnehmung 51 stellt vorzugsweise einen Fluidpfad zwischen einer Umgebung der Pumpe 1 und mindestens einem Saugbereich bereit. Die Ausnehmung 53 bildet bevorzugt einen Fluidpfad von mindestens einem Druckbereich der Pumpe 1 zu deren Umgebung. Die Pumpeneinheit 7 kann so Fluid über die Ausnehmung 51 zu der Ausnehmung 53 fördern. Das Fluid wird über die Ausnehmung 51 angesaugt und über die Ausnehmung 53 ausgestoßen.
Insgesamt zeigt sich, dass die hier vorgeschlagene Pumpe 1 aufgrund des Außenrings 35, der ein Material umfasst, welches einen äußerst geringen oder sogar negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise das Problem der aufgrund der mit steigender Temperatur erniedrigten Viskosität des geförderten Fluids bestehenden Leckage der Pumpe 1 im Bereich des Axialspalts 47 vermeidet.
Bezugszeichenliste

1: Pumpe
3: Gehäuse
5: Deckel
7: Pumpeneinheit
9: Motor
11: Abschnitt
13: Träger
15: Raum
17: Stator
19: Rotor
21: Wicklung
21’: Wicklung
23: Antriebswelle
25: Lager
27: Lager
29: Ausnehmung
31: Stirnfläche
33: Rotationsgruppe
35: Außenring
37: Verbindungsbereich
39: Stirnfläche
41: Bodenfläche
43: Bodenfläche
45: Anlagefläche
47: Axialspalt
49: Oberfläche
51: Ausnehmung
53: Ausnehmung

Claims

Pumpe, mit – mindestens einer Rotationsgruppe (33), die einen Verbindungsbereich (37) zur drehfesten Verbindung mit einer Antriebswelle (23) aufweist, und – einem Außenring (35), in dem die Rotationsgruppe (33) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) ein Material umfasst, das bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1, oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) ein Gehäuse (3) mit einer stirnseitig offenen Ausnehmung (29) aufweist, wobei die Rotationsgruppe (33) und der Außenring (35) in der Ausnehmung (29) angeordnet sind, und wobei der Außenring (35) – in axialer Richtung gesehen – über die stirnseitige Öffnung der Ausnehmung (29) übersteht, und dass die Pumpe (1) einen Deckel (5) aufweist, der die stirnseitig offene Ausnehmung (29) verschließt, wobei der Deckel (5) auf dem Außenring (35) aufliegt.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) aus einem Material besteht, das bei 20 °C einen Wär meausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1, oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, welches der Außenring (35) umfasst oder aus welchem der Außenring (35) besteht, bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0,5 bis 3·10^–6 K^–1, bevorzugt 1,7 bis 2·10^–6 K^–1 aufweist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den Außenring (35) Invar, Inovco, oder Kovar umfasst, bevorzugt aus Invar, Inovco oder Kovar besteht.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgruppe Eisen- bzw. Stahlwerkstoffe umfasst, bevorzugt aus Eisen- bzw. Stahlwerkstoffen besteht.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) als Gerotorpumpe, Flügelzellenpumpe, Rollenzellenpumpe, Sichelpumpe, Innenzahnradpumpe oder Außenzahnradpumpe ausgebildet ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgruppe (33) ein außen verzahntes Zahnrad umfasst, welches mit Zähnen des als innen verzahntes Zahnrad ausgebildeten Außenrings (35) kämmt.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgruppe (33) einen Rotor umfasst, welcher Ausnehmungen aufweist, in welchen Flügel – in radialer Richtung gesehen – verlagerbar aufgenommen sind.
Außenring für eine Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) ein Material umfasst, das bei 20 °C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 0 bis 6·10^–6 K^–1, oder einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
Außenring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) zur Verwendung in einer Pumpe (1) nach einem der Ansprüchen 3 bis 5 ausgebildet ist.
Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) als innen verzahntes Zahnrad ausgebildet ist.
Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (35) eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur und/oder eine im Wesentlichen elliptische Innenkontur oder eine Lagerbrillen-Kontur aufweist.