DE102012102156A1

DE102012102156A1 - Pump, particularly gerotor pump, vane pump, roller cell pump, sickle pump or internal gear pump, has rotating group with connecting portion for rotationally fixing with drive shaft, where rotating group is arranged in outer ring

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

The pump (1) has a rotating group (33) with a connecting portion (37) for rotationally fixing with a drive shaft (23), where the rotating group is arranged in an outer ring (35). The outer ring is comprised of a material that has a certain thermal expansion coefficient or a negative coefficient of thermal expansion. The housing (3) is provided with a front-side open recess (29), where the rotating group and the outer ring are arranged in the recess. A cover (5) is provided for sealing the front side open recess, where the cover rests on the outer ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Außenring für eine Rotationsgruppe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8. The invention relates to a pump according to the preamble of claim 1 and an outer ring for a rotation group according to the preamble of claim 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. Pumps and outer rings for the rotation group are known. Known pumps have a housing and a lid, wherein the lid is secured to the housing. The housing receives a rotation group, which is arranged in an outer ring also received by the housing. The rotation group and the outer ring are arranged in a recess of the housing, which is open on one side and is closed there by the lid. The rotation group and the outer ring define at least one suction region and at least one pressure region for the pump. In particular, the rotation group is arranged in the recess so that - as seen in the axial direction - between the pump housing and the lid has play, so that the rotating and stationary pump elements do not touch. As a result, a so-called axial gap is formed at least between the cover and the rotation group. In this area, known pumps have some leakage. During operation of the pump increases its temperature and thus the temperature of the pumped fluid. Its viscosity decreases with increasing temperature. This increases the leakage, because the less viscous fluid can escape with less flow resistance through the axial gap.

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.The object of the invention is therefore to provide a pump and an outer ring, in which or by means of which the known disadvantages are avoided. In particular, the rotation group and / or the outer ring made of wear-resistant material should be produced.

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. The object is achieved in which a pump is provided with the features of claim 1. The pump has at least one rotation group, which comprises a connection region for the rotationally fixed connection to a drive shaft. In this way, the at least one rotation group can be driven. Furthermore, the pump comprises an outer ring in which the at least one rotation group is received. The pump is characterized in that the outer ring comprises a material which at 20 ° C has a coefficient of expansion in a range of 0 to 6 · 10 ^-6 K ^-1 or a negative coefficient of thermal expansion. The coefficient of thermal expansion describes by what fraction - based on the total length - a material changes with a temperature change of one Kelvin. The thermal expansion coefficient therefore has the unit K ^-1 . Values for thermal expansion coefficients of various materials are generally tabulated at 20 ° C. Therefore, the reference to this temperature is made here. If values for a different temperature are given, these can be converted using the known temperature behavior of the coefficient of thermal expansion. If the rotation group expands due to rising temperature, the axial gap decreases, because the outer ring due to the very small or even negative coefficient of thermal expansion little or no expansion, or even reduces its axial length. The expanding rotation group therefore pushes into the existing axial gap and reduces it with increasing temperature. In this case, the reduced viscosity of the pumped fluid is preferably compensated, so that it is ultimately even possible that the pump has a lower leakage with increasing temperature.

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. Preferred is a pump, which is characterized in that it has a housing with a frontally open recess. The rotation group and the outer ring are arranged in the recess. Here, the outer ring - seen in the axial direction - on the frontal opening of the recess. The pump has a lid which closes the frontally open recess. The lid rests on the outer ring. In this way, the axial extent of the outer ring defines an axial distance between a bottom surface of the lid and a bottom surface of the recess on which the outer ring rests with a bearing surface. As the temperature of the pump increases, therefore, the distance between the bottom of the recess and the bottom surface of the cover remains substantially constant or even decreases as the rotation group expands and virtually intrudes into the axial gap due to the low or even negative coefficient of thermal expansion of the outer ring. It is then very efficiently ensured that the axial gap decreases with increasing temperature.

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. Preferred is a pump, which is characterized in that the outer ring consists of a material that has a coefficient of thermal expansion in a range of 0 to 6 · 10 ^-6 K ^-1 or a negative coefficient of thermal expansion at 20 ° C. When the outer ring not only covers but completely consists of said material, its thermal expansion is particularly low.

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. Also preferred is a pump, which is characterized in that the material which comprises the outer ring or of which the outer ring consists, at 20 ° C, a thermal expansion coefficient in a range of 0.5 to 3 · 10 ^-6 K ^-1 , be preferably 1.7 to 2 × 10 ^-6 K ^-1 . in this area a thermal expansion coefficient fall materials which are particularly suitable for use with an outer ring.

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. In this connection, a pump is preferred in which the material for the outer ring Invar, Inovco or Kovar comprises. Preferably, the material consists of Invar, Inovco or Kovar. Invar is used as a generic term for a group of alloys and compounds that have abnormally small or sometimes negative thermal expansion coefficients. Preferred is Invar an iron-nickel alloy referred to, which comprises a nickel content of 36 atomic%. An iron-nickel alloy, also referred to as Invar, which comprises 65 atomic% iron and 35 atomic% nickel, has a thermal expansion coefficient in the range of 1.7 to 2.0 · 10 ^-6 K ^-1 . By alloying about 5 atomic% cobalt, the coefficient of thermal expansion can be further reduced. Inovco refers to an iron-nickel-cobalt alloy comprising 62.5 at% iron, 33 at% nickel, and 4.5 at% cobalt. This has at 20 ° C a coefficient of thermal expansion of 0.55 · 10 ^-6 K ^-1 . Kovar refers to an alloy comprising 42 atomic% nickel. Although the coefficient of thermal expansion of Kovar is significantly greater than that of Invar or Inovco, it still falls within the range that can be favorably selected for an outer ring.

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.Due to the choice of material of an iron-nickel alloy material with the aforementioned thermal expansion coefficient or from Invar, Inovco or Kovar for the outer ring, it is also possible to select a wear-resistant material for the rotation group. It may, for example, comprise steel materials which, depending on the embodiment, have a coefficient of thermal expansion of approximately 11 to approximately 25 · 10 ^-6 K ^-1 at 20 ° C. As a result, despite compensation of the leakage in the region of the axial gap, a long service life of the rotation group is realized.

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. Also preferred is a pump which is designed as gerotor pump, vane pump, roller-cell pump, sickle pump, internal gear pump or external gear pump. In all these pumps, an outer ring is preferably provided, which particularly preferably has the properties mentioned here.

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. Particularly preferred is a pump, which is characterized in that the rotation group comprises an externally toothed gear, which meshes with teeth of the formed as an internally toothed gear outer ring. Such a pump may preferably be designed as gerotor pump or sickle pump.

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. Also preferred is a pump, which is characterized in that the rotation group comprises a rotor having recesses in which wings - seen in the radial direction - are received displaceably. In this case, the pump is designed as a vane pump.

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. The object is also achieved by providing an outer ring for a pump, which comprises the features of claim 8. The outer ring is characterized by comprising a material having a coefficient of thermal expansion at 20 ° C. in a range of 0 to 6 × 10 ^-6 K ^-1 , or a negative coefficient of thermal expansion. In this way, the outer ring, the quasi-temperature-independent define the axial extent of the recess in which the rotation group is mounted. The rotating group, which expands with increasing temperature, then pushes into the existing axial gap and reduces it. An increasing leakage temperature problem in the area of the axial gap can thus be reduced. At the same time it is possible that the rotation group comprises a wear-resistant material such as steel.

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. An outer ring is preferred, which is characterized in that it is designed for use in a pump according to one of claims 2 to 4. This means that the outer ring has the properties specified there. As a result, he is suitable for the designated use.

Bevorzugt wird auch ein Außenring, der als innen verzahntes Zahnrad ausgebildet ist. Dieser kämmt mit dem außen verzahnten Zahnrad einer Gerotor- oder Sichelpumpe. Also preferred is an outer ring, which is designed as an internally toothed gear. This meshes with the externally toothed gear of a gerotor or sickle pump.

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. Finally, an outer ring is preferred, which is characterized in that it has a substantially circular outer contour and / or a substantially elliptical inner contour. A substantially circular outer contour is preferred, because in this case the recess for the outer ring in the housing of the pump is particularly easy to produce. Preferably, the outer ring has a substantially circular inner contour when the pump is designed as a gerotor or sickle pump. In this case, the outer ring comprises along its substantially circular inner contour teeth, so it is designed as an internally toothed gear. A substantially elliptical inner contour, the outer ring preferably has, when the pump is designed as a vane pump, in particular double-stroke vane pump. In known manner, the rotation group then comprises a respect to its outer contour substantially circular rotor having recesses in which wings - seen in the radial direction - are taken displaced. These are urged due to the centrifugal acceleration, an application of spring forces and / or possibly also supported by the oil pressure of the pump against the inner contour of the formed as a contour ring outer ring. So they follow in the rotation of the rotation group of the substantially elliptical inner contour of the outer ring by extending more or less far out of the recesses. In this way, at least one suction space and at least one pressure space in the region of the rotation group and the outer ring is formed. Preferably, two suction regions and two pressure regions are formed. The operation of a vane pump is known per se, so that will not be discussed further here. It is essential that the outer ring is suitable for different types of pumps depending on its spatial-geometric configuration.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:

1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe im Längsschnitt. 1 a schematic view of an embodiment of a pump in longitudinal section.

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. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of an embodiment of a pump 1 , This includes a housing 3 and a lid 5 , The illustrated embodiment is designed as a so-called integrated pump, wherein a pump unit 7 and a motor that drives them 9 designed as an assembly and in the housing 3 are arranged. This includes a pot-shaped section 11 that's the engine 9 receives. It also includes one as a carrier 13 trained section of the pump unit 7 receives. The carrier 13 is with the section 11 so connected, that a room 15 in which the engine 9 is arranged, is substantially sealed.

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. The motor 9 is designed here as an electric motor and comprises in a conventional manner a stator 17 and a rotor 19 , The stator 17 has windings 21 . 21 ' on. The operation of an electric motor is known, so that will not be discussed further here. The rotor 19 is non-rotatable with a drive shaft 23 connected. This has a longitudinal axis, which is not shown here. The drive shaft 23 is rotatably mounted about its longitudinal axis, namely in the illustrated preferred embodiment in a first bearing 25 and a second camp 27 , If reference is made here to the axial direction, this is the direction of the longitudinal axis of the drive shaft 23 meant. As the radial direction is always addressed a direction that is perpendicular to the axial direction.

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. The first camp 25 may preferably be formed as a ball bearing. The stator 17 and the rotor 19 are preferably formed and / or arranged such that, due to the magnetic forces acting therebetween, the rotor 19 in 1 upwards, ie in the direction of the stator 17 is urged. This will cause the ball bearing 25 put under tension. Mechanically preloaded in the axial direction ball bearings have the advantage that they are very quiet and low-wear. They thus have a long life. The second camp 27 may preferably be designed as a plain bearing. It is possible the drive shaft 23 to store in only one warehouse. The bearings can be designed as ball bearings, plain bearings or in any other suitable manner.

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. The housing 3 has a recess 29 on that in the area of a face 31 of the housing 3 - So the front - is open. In the illustrated embodiment, the recess 29 in the carrier 13 intended. The face is the same 31 an end face of the wearer 13 , The recess 29 takes the pump unit 7 on. In particular, in the recess 29 a rotation group 33 and an outer ring 35 arranged.

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. The rotation group 33 includes a connection area 37 , which rotates with the drive shaft 23 connected is. This is the rotation group 33 over the drive shaft 23 with the help of the engine 9 drivable.

Je nach Art der Pumpe 1 sind die Rotationsgruppe 33 und der Außenring 35 verschieden ausgebildet. Depending on the type of pump 1 are the rotation group 33 and the outer ring 35 differently formed.

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. Is the pump 1 designed as gerotor pump, internal gear pump or sickle pump, has the rotation group 33 an externally toothed gear, which with the formed as an internally toothed gear outer ring 35 combs.

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. Is the pump 1 designed as a vane pump, includes the rotation group 33 a rotor having recesses, which are preferably formed as radial slots. In the recesses wings are added, which - seen in the radial direction - are displaced. The outer ring 35 is formed in this case as a contour ring and preferably has a substantially elliptical inner contour, in particular in a double-stroke vane pump. The wings are caused by the centrifugal acceleration, acted upon by spring force and / or by the pressure of the pump 1 funded fluid radially outwardly against the inner surface of the outer ring 35 crowded. During one revolution of the rotor, therefore, the outer surfaces of the wings follow the inner contour of the outer ring, while continuously varying their radial position in the recesses.

Ist die Pumpe 1 als Rollenzellenpumpe ausgebildet, umfasst die Rotationsgruppe 33 einen Rotor, welcher in bekannter Weise Pumpenrollen verlagerbar aufnimmt. Is the pump 1 designed as a roller-cell pump, comprises the rotation group 33 one Rotor, which receives in a known manner pump rollers displaced.

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. When the pump 1 however, it is designed as an external gear pump, the rotation group comprises 33 two externally toothed gears, which mesh with each other. These two gears are also preferably mounted in a trained as a so-called bearing glasses outer ring.

Schließlich kann die Pumpe 1 mehrere Pumpenstufen umfassen, so dass mehrere Rotationsgruppen vorgesehen sind. Finally, the pump can 1 comprise several pump stages, so that a plurality of rotation groups are provided.

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.The rotation group 33 interacts with the outer ring 35 together so that at least one suction area and at least one pressure area is formed. The pump 1 conveys a fluid from the at least one suction region into the at least one pressure region.

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. The lid 5 is so on the case 3 arranged that he the frontally open recess 29 closes. Preferably, the lid 5 with the housing 3 , here with the carrier 13 screwed.

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. The outer ring 35 is formed and / or arranged such that the lid 5 it rests on him when he has the recess 29 closes. In the illustrated embodiment, the outer ring is 35 with a face 39 - Seen in the axial direction - something about the face 31 of the housing 3 above. So he protrudes a little from the recess 29 over the face 31 out. This is the cover 5 with a floor surface 41 on the face 39 on when the lid 5 on the housing 3 is arranged so that he has the recess 29 closes. Preferably, the distance to the end faces 39 of the outer ring over the end face 31 of the carrier 13 survives - depending on the materials of the outer ring 35 and the vehicle 13 - chosen so that in a normal temperature range of the pump, the extension of the carrier 13 taking into account the extent of the outer ring 35 never causes the face 31 over the face 39 also available. In this case, it is ensured that always the axial extent of the outer ring 35 an axial distance between the bottom surface 41 of the lid 5 and a floor area 43 the recess 29 defines on which the outer ring 35 with a support surface 45 rests.

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. In the illustrated embodiment, the outer ring 35 an axial extent which is greater than the - measured in the axial direction - depth of the recess 29 , He is therefore designed so that the lid 5 rests on it, if this is the recess 29 closes.

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. The rotation group 33 is arranged in a region whose extension - viewed in the axial direction - through the axial extent of the outer ring 35 is defined. It is arranged there with axial play. In particular, the pump has 1 an axial gap 47 on that between a surface 49 the rotation group 33 and the floor area 41 of the lid 5 is trained. In the area of this axial gap 47 is a certain leakage of the pump 1 given. This strengthens when that of the pump 1 pumped fluid has a lower viscosity with increasing temperature.

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. At the pump 1 On the other hand, the outer ring comprises or preferably consists of a material which, at 20 ° C., has a thermal expansion coefficient in a range of 0 to 6 × 10 ^-6 K ^-1 . Preferably, the material may also have a negative coefficient of thermal expansion. Particularly preferably, the material has a coefficient of thermal expansion at 20 ° C. in a range of 0.5 to 3 × 10 ^-6 K ^-1 , very particularly preferably 1.7 to 2 × 10 ^-6 K ^-1 . The outer ring 35 preferably includes materials such as Invar, Inovco, or even Kovar. Particularly preferably, the outer ring consists of these materials.

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. Most preferably, the outer ring comprises 35 Invar or consists of this material. Invar is particularly suitable to the outer ring 35 in the manner described here.

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. Due to the very small, vanishing or even negative thermal expansion coefficient of the outer ring 35 has, the distance remains between the bottom surface 43 and the floor area 41 of the lid 5 at a heating of the pump 1 almost constant or even smaller. Then the rotation group expands 33 out, this causes the axial gap 47 gets smaller. The rotation group 33 is almost pushing into the existing axial gap 47 into and reduce this.

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. Because of the rotation group 33 at its thermal expansion, the axial gap 47 Narrowed, preferably, the lower the viscosity of the rising temperature of the pump 1 funded fluid compensated or preferably even overcompensated. The pump 1 then becomes denser with increasing temperature, or it has one in the region of the axial gap 47 reduced leakage.

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. The lid 5 includes a first recess 51 and a second recess 53 , The first recess 51 preferably provides a fluid path between an environment of the pump 1 and at least one suction area ready. The recess 53 preferably forms a fluid path of at least one pressure region of the pump 1 to their environment. The pump unit 7 So can fluid over the recess 51 to the recess 53 promote. The fluid gets over the recess 51 sucked and over the recess 53 pushed out.

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.Overall, it turns out that the pump proposed here 1 due to the outer ring 35 comprising a material which has a very low or even negative coefficient of thermal expansion, in a structurally simple and cost-effective manner the problem of due to the rising temperature of the viscosity of the pumped fluid leakage of the pump 1 in the area of the axial gap 47 avoids.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pumpepump
33: Gehäusecasing
55: Deckelcover
77: Pumpeneinheit pump unit
99: Motorengine
1111: Abschnittsection
1313: Trägercarrier
1515: Raumroom
1717: Statorstator
1919: Rotorrotor
2121: Wicklungwinding
21’21 ': Wicklungwinding
2323: Antriebswelledrive shaft
2525: Lagercamp
2727: Lagercamp
2929: Ausnehmungrecess
3131: Stirnflächeface
3333: Rotationsgrupperotation group
3535: Außenringouter ring
3737: Verbindungsbereichconnecting area
3939: Stirnflächeface
4141: Bodenflächefloor area
4343: Bodenflächefloor area
4545: Anlageflächecontact surface
4747: Axialspalt axial gap
4949: Oberflächesurface
5151: Ausnehmungrecess
5353: Ausnehmung recess

Claims

Pump, with - at least one rotation group ( 33 ), which has a connection area ( 37 ) for non-rotatable connection to a drive shaft ( 23 ), and - an outer ring ( 35 ), in which the rotation group ( 33 ), characterized in that the outer ring ( 35 ) comprises a material having a coefficient of thermal expansion in a range of 0 to 6 · 10 ^-6 K ^-1 at 20 ° C, or a coefficient of negative thermal expansion.

Pump according to claim 1, characterized in that the pump ( 1 ) a housing ( 3 ) with a frontally open recess ( 29 ), wherein the rotation group ( 33 ) and the outer ring ( 35 ) in the recess ( 29 ) are arranged, and wherein the outer ring ( 35 ) - viewed in the axial direction - on the frontal opening of the recess ( 29 ) and that the pump ( 1 ) a lid ( 5 ), which the frontally open recess ( 29 ), whereby the lid ( 5 ) on the outer ring ( 35 ) rests.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ring ( 35 ) consists of a material having a coefficient of thermal expansion at 20 ° C in a range of 0 to 6 · 10 ^-6 K ^-1 , or a negative coefficient of thermal expansion.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the material which the outer ring ( 35 ) or from which the outer ring ( 35 ) at 20 ° C has a coefficient of thermal expansion in a range of 0.5 to 3 x 10 ^-6 K ^-1 , preferably 1.7 to 2 x 10 ^-6 K ^-1 .

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the material for the outer ring ( 35 ) Invar, Inovco, or Kovar, preferably consists of Invar, Inovco or Kovar.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation group comprises iron or steel materials, preferably made of iron or steel materials.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump ( 1 ) is designed as gerotor pump, vane pump, roller-cell pump, sickle pump, internal gear pump or external gear pump.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation group ( 33 ) comprises an externally toothed gear, which with teeth of the outer ring formed as an internally toothed gear ( 35 ) combs.

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation group ( 33 ) comprises a rotor having recesses in which wings - seen in the radial direction - are received displaceably.

Outer ring for a pump, characterized in that the outer ring ( 35 ) comprises a material which at 20 ° C has a coefficient of thermal expansion in a range of 0 to 6 · 10 ^-6 K ^-1 , or has a negative coefficient of thermal expansion.

Outer ring according to claim 10, characterized in that the outer ring ( 35 ) for use in a pump ( 1 ) is designed according to one of claims 3 to 5.

Outer ring according to one of the preceding claims 10 or 11, characterized in that the outer ring ( 35 ) is formed as internally toothed gear.

Outer ring according to one of the preceding claims 10 to 12, characterized in that the outer ring ( 35 ) has a substantially circular outer contour and / or a substantially elliptical inner contour or a bearing eyeglass contour.