DE102013223114A1

DE102013223114A1 - Pendelschieberzellenpumpe

Info

Publication number: DE102013223114A1
Application number: DE102013223114.8A
Authority: DE
Inventors: Swen-Juri Bauer; Holger Conrad; Peter Dodel; Marco Kirchner; Christian Richter; Andrea Teubner; Viktoria Vohrer
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-28
Also published as: CN104632615A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pendelschieberzellenpumpe (1) zur Förderung eines Fluides, beispielsweise Schmieröl, mit einem Gehäuse (2). Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Gehäuse (2) aus zumindest zwei Gehäuseteilen (3, 3', 3'') besteht, wovon zumindest ein Gehäuseteil (3), insbesondere ein Gehäusemittelteil (5) oder ein Gehäuserumpf (8), aus Kunststoff besteht. Hierdurch kann eine leichtere und kostengünstigere Pendelschieberzellenpumpe (1) angeboten werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pendelschieberzellenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Pendelschieberzellenpumpe gehören der Gattung der Verdrängerpumpen an und werden in modernen Kraftfahrzeugen beispielsweise zur Förderung von Schmierstoff, insbesondere von Öl, eingesetzt. Derartige Pendelschieberpumpen besitzen üblicherweise einen Innenrotor sowie einen damit über Pendel verbundenen Außenrotor. Der Innenrotor wird üblicherweise mittels einer hinsichtlich ihrer Drehachse fixierten Welle angetrieben. Der Außenrotor ist in einem Steuerschieber gehalten und kann hinsichtlich der Exzentrizität relativ zum Innenrotor verstellt werden, wodurch die Fördermenge der Pendelschieberpumpe beeinflussbar ist. In gleicher Weise funktionieren auch sogenannte Flügelzellenpumpen, bei welchen die einzelnen Flügel radial verstellbar im Innenrotor gelagert sind und an einer Innenmantelfläche eines außenliegenden Stators entlanggleiten.
Aufgrund des vielfachen Einsatzes von Pendelschieberzellenpumpen in modernen Kraftfahrzeugen und aufgrund der im modernen Fahrzeugbau immer wichtiger werdenden Forderung nach stetig sinkendem Kraftstoffverbrauch und Kosten, ist es erforderlich, Pendelschieberzellenpumpen konstruktiv anders zu gestalten.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Pendelschieberzellenpumpe der gattungsgemäßen Art leichter und zugleich kostengünstiger auszubilden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Pendelschieberzellenpumpe, beispielsweise zur Förderung von Schmieröl in einem Kraftfahrzeug, dadurch einerseits leichter und andererseits kostengünstiger auszubilden, dass einzelne bisher aus Metall ausgebildete Gehäuseteile nunmehr durch Kunststoffgehäuseteile substituiert werden. Erfindungsgemäß besteht deshalb dieses Gehäuse aus zumindest zwei Gehäuseteilen, wovon zumindest eines aus Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast, ausgebildet ist. Dies bietet nicht nur den großen Vorteil, dass ein derart ausgebildetes Gehäuse leichter und aufgrund des mittels Kunststoffspritzgießens herzustellenden Gehäuseteils kostengünstiger herzustellen ist, sondern es bietet auch den großen Vorteil, dass ein aus Kunststoff ausgebildetes Gehäuseteil üblicherweise keine weitere Nacharbeit erfordert und dadurch äußerst einfach handzuhaben ist. Aufgrund der Tatsache, dass das zumindest eine Gehäuseteil aus Kunststoff eine geringere Festigkeit aufweist als das durch dieses substituierte ursprüngliche Gehäuseteil aus Metall, weist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Pendelschieberzellenpumpe zumindest ein Gehäuseteil aus Metall auf. Zur Herstellung des zumindest einen Gehäuseteils aus Kunststoff kann eine zu einer Aluminiumdruckgussform ähnliche Kunststoffspritzgussform verwendet werden.
Zweckmäßig ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet, nämlich aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Gehäuserumpf und einem Gehäusedeckel aus Leichtmetall, beispielsweise aus Aluminium. In dem Gehäuserumpf können dabei Gewindehülsen, beispielsweise aus Metall, eingebettet sein, so dass über entsprechende Schrauben der Gehäusedeckel mit dem Gehäuserumpf verschraubt werden kann. Eine besondere Abdichtung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuserumpf ist hierbei nicht erforderlich, da durch ein entsprechendes Anzugsdrehmoment der den Gehäusedeckel mit dem Gehäuserumpf verbindenden Schrauben die erforderliche Dichtheit hergestellt werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar, dass der Gehäusedeckel mit dem Gehäuserumpf verklebt ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Gehäuse dreiteilig ausgebildet, nämlich aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Gehäusemittelteil und zwei Gehäusedeckeln aus Leichtmetall. Die beiden Gehäusedeckel sind dabei über eine das Gehäusemittelteil durchgreifende Schraubverbindung miteinander verschraubt, wobei ein Verpressen der beiden außenliegenden Gehäusedeckel mit dem Gehäusemittelteil über die Schraubverbindung erfolgt. Auch in diesem Fall können zur zusätzlichen Abdichtung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemittelteil diese miteinander verklebt werden.
Ein Verschrauben der erfindungsgemäßen Pendelschieberzellenpumpe, beispielsweise an einem Motorblock kann über das Gehäuse durchgreifende Schrauben erfolgen, wobei diese Schrauben zusätzlich zum Verschrauben einzelner Gehäuseteile miteinander verwendet werden können. Alternativ ist auch denkbar, dass die einzelnen Gehäuseteile, beispielsweise ein Gehäusemittelteil bzw. ein Gehäuserumpf und ein dazugehöriger Gehäusedeckel mit separaten Schrauben miteinander verschraubt oder mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden werden.
Zweckmäßig ist zumindest ein Gehäuseteil, insbesondere der Gehäuserumpf oder das Gehäusemittelteil, aus einem Duroplast hergestellt. Duroplaste sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden können.
Duroplaste sind harte, glasartige Polymerwerkstoffe, die über chemische Hauptvalenzbindungen dreidimensional fest vernetzt sind. Im Vergleich zu anderen Kunststoffen besitzen Duroplaste bereits eine vergleichsweise hohe Festigkeit, wodurch sie im vorliegenden Fall gut für die Substitution bisher aus Metall ausgebildeter Gehäuseteile geeignet sind, trotzdem jedoch eine deutliche Gewichtsersparnis, selbst zu bisher aus Leichtmetall gefertigten Gehäuseteilen erreichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zumindest ein Gehäusedeckel aus Aluminium, insbesondere aus Aluminiumdruckguss, ausgebildet. Bei einem Aluminiumdruckguss wird Aluminium in flüssigem oder teigigem Zustand unter hohem Druck in eine vorgewärmte Stahlform gepresst und während des Erstarrungsvorgangs unter Druck gehalten. Aluminium ist da im Vergleich zu anderen metallischen Werkstoffen vergleichsweise leicht, jedoch aber auch vergleichsweise teuer.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine erste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pendelschieberzellenpumpe,
2 eine Schnittdarstellung durch die Pendelschieberzellenpumpe gemäß der 1,
3 eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pendelschieberzellenpumpe.
Entsprechend den 1 bis 3, weist eine erfindungsgemäße Pendelschieberzellenpumpe 1 zur Förderung eines Fluids, beispielsweise zur Förderung von Schmieröl, ein Gehäuse 2 auf, welches aus zumindest zwei Gehäuseteilen 3, 3' und 3'' besteht, wovon zumindest eines aus Kunststoff ausgebildet ist. Betrachtet man dabei die 1, so kann man erkennen, dass das Gehäuse 2 mehrteilig ausgebildet ist, nämlich aus zwei Gehäusedeckeln 4 und einem dazwischen angeordneten Gehäusemittelteil 5. Der/die Gehäusedeckel 4 sowie das Gehäusemittelteil 5 sind dabei Gehäuseteile im Sinn der Bezugszeichen 3, 3', 3''. Das Gehäusemittelteil 5 ist aus Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast, ausgebildet, wogegen die beiden Gehäusedeckel 4 aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminiumdruckguss, ausgebildet sind. Durch die Kombination des aus Kunststoff ausgebildeten Gehäusemittelteils 5 mit den beiden metallischen Gehäusedeckeln 4 kann ein Gehäuse 2 mit – im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Gehäuse, die vollständig aus Metall ausgebildet sind – nahezu unveränderter Festigkeit erzielt werden. Durch die Ausbildung des Gehäusemittelteils 5 aus Kunststoff ist dieses auch deutlich leichter als ein vergleichbares Gehäusemittelteil aus Metall.
Ein Befestigen der beiden Gehäusedeckel 4 am Gehäusemittelteil 5 erfolgt dabei über Schrauben 6 (vgl. auch 2), die die beiden Gehäuseteile 3, 3', das heißt den Gehäusedeckel 4 und das Gehäusemittelteil 5 durchgreifen und in das Gehäuseteil 3'', das heißt den gegenüberliegenden Gehäusedeckel 4 eingeschraubt sind. Eine spezielle Abdichtung zwischen dem Gehäusedeckel 4 und dem Gehäusemittelteil 5 ist dabei aufgrund der hervorragenden Dichtwirkung des Duroplasts nicht erforderlich. Selbstverständlich können zur Erhöhung der Dichtheit die beiden Gehäusedeckel 4 mit dem Gehäusemittelteil 5 auch verklebt werden.
Betrachtet man die 2, so kann man erkennen, dass die Schraube 6 im Gehäuseteil 3'', das heißt in diesem Gehäusedeckel 4 eingeschraubt ist, wobei hier eine eingebettete Gewindehülse 7 vorgesehen sein kann. Rein theoretisch können die Schrauben 6 selbstverständlich auch länger ausgebildet sein und dadurch nicht nur die einzelnen Gehäuseteile 3, 3' und 3'' miteinander fixieren, sondern zugleich auch die gesamte Pendelschieberzellenpumpe 1 an einem nicht gezeigten Motor.
Betrachtet man die gemäß der 3 dargestellte Pendelschieberzellenpumpe 1, so ist deren Gehäuse 2 aus zwei Gehäuseteilen 3, 3' ausgebildet, nämlich aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Gehäuserumpf 8 und einem Gehäusedeckel 4 aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminiumdruckguss. Der Gehäusedeckel 4 ist im vorliegenden Fall mit dem Gehäuserumpf 8 verschraubt, wobei in den Gehäuserumpf 8 beispielsweise Gewindehülsen 7 eingebettet, insbesondere in den Kunststoff des Gehäuserumpfes 8 eingegossen sind.
Bei dem gemäß der 3 gezeigten Gehäuse 2 der Pendelschieberzellenpumpen 1 durchgreifen die Schrauben 6 den Gehäusedeckel 4 und sind in den Gehäuserumpf 8 eingeschraubt. Die Schrauben 6 sind deshalb deutlich kürzer als die in der 1 gezeigten. Über separate Schraubpunkte an die Pendelschieberzellenpumpe 1 an einem Motor befestigt werden. Zur Erhöhung der Dichtheit ist es selbstverständlich auch hier denkbar, dass der Gehäusedeckel 4 mit dem Gehäuserumpf 8 verklebt oder verschweißt wird. Rein theoretisch ist dabei auch denkbar, dass der Gehäuserumpf 8 wiederum aus einem Gehäusemittelteil 5 und einem Gehäusedeckel 4, diesmal beide aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Duroplast ausgebildet, zusammengesetzt sind. In diesem Fall würde der Gehäuserumpf 8 aus dem Gehäusemittelteil 5 und dem damit verklebten Gehäusedeckel 4 bestehen.
Mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse 2 bzw. der erfindungsgemäßen Pendelschieberzellenpumpe 1 kann letztere nicht nur kostengünstiger und fertigungstechnisch einfach, sondern zudem auch leichter hergestellt werden, da bisher aus Metall ausgebildete Gehäuseteile 3' nunmehr aus Kunststoff ausgebildet sind. Von besonderem Vorteil ist dabei auch, dass die aus Kunststoff ausgebildeten Gehäuseteile 3, 3' keine Nacharbeit bedürfen und dadurch fertigungstechnisch einfacher handzuhaben sind. Durch die Verwendung von Gehäusedeckeln 4 aus Aluminium bzw. einem anderen Leichtmetall, kann trotzdem die erforderliche Festigkeit gewährleistet werden.

Claims

Pendelschieberzellenpumpe (1) zur Förderung eines Fluides, beispielsweise Schmieröl, mit einem Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus zumindest zwei Gehäuseteilen (3, 3', 3'') besteht, wovon zumindest ein Gehäuseteil (3'), insbesondere ein Gehäusemittelteil (5) oder ein Gehäuserumpf (8), aus Kunststoff besteht.
Pendelschieberzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus zwei Gehäuseteilen (3', 3) ausgebildet ist, nämlich aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Gehäuserumpf (8) und einem Gehäusedeckel (4) aus Leichtmetall.
Pendelschieberzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der Gehäusedeckel (4) mit dem Gehäuserumpf (8) verschraubt ist.
Pendelschieberzellenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserumpf (8) eingebettete Gewindehülsen (7), insbesondere aus Metall, aufweist.
Pendelschieberzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) dreiteilig ausgebildet ist, nämlich aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Gehäusemittelteil (5) und zwei Gehäusedeckeln (4) aus Leichtmetall.
Pendelschieberzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die beiden Gehäusedeckel (4) über eine das Gehäusemittelteil (5) durchgreifende Schraubverbindung miteinander verschraubt sind.
Pendelschieberzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Gehäuseteile (3, 3', 3''), insbesondere ein Gehäusedeckel (4) mit einem Gehäusemittelteil (5) oder einem Gehäuserumpf (8), miteinander verklebt sind.
Pendelschieberzellenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäusedeckel (4) aus Aluminium, insbesondere aus Aluminiumdruckguss, ausgebildet ist.
Pendelschieberzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuseteil (3, 3', 3'') aus einem Duroplast hergestellt ist.