DE102015106611A1 - Pumpenvorrichtung - Google Patents

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DE102015106611A1
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Markus Braxmaier
Hassan GHODSI-KHAMENEH
Daniel Hauer
Jürgen Herr
Marc Jeuck
Gerhard Kuhnert
Wolfgang Laufer
Mario Staiger
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Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
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    • F01C5/02Rotary-piston machines or engines with the working-chamber walls at least partly resiliently deformable the resiliently-deformable wall being part of the inner member, e.g. of a rotary piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Abstract

Eine Pumpenvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit hat ein Hydraulikgehäuse (12), in dem ein Pumpenring (14), ein Pumpenringträger (16) sowie ein Exzenter (18) aufgenommen sind, der von einer Welle (20) anzutreiben ist, die eine axiale und eine radiale Richtung definiert, wobei der Pumpenring (14) eine erste axiale Seite (45) und eine zweite axiale Seite (47) aufweist, wobei das Hydraulikgehäuse (12) einen ringförmigen Abschnitt (22) und einen ersten und zweiten seitlichen Abschnitt (24, 26) umfasst, wobei die beiden seitlichen Abschnitte (24, 26) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Pumpenring (14) zumindest abschnittsweise zwischen den beiden seitlichen Abschnitten (24, 26) des Hydraulikgehäuses (12) angeordnet ist, und wobei das Profil des Pumpenrings (14) auf der ersten axialen Seite (45) und der zweiten axialen Seite (47) jeweils eine Kontur mit einem S-förmigen Verlauf (32) mit einem konvexen Abschnitt (34) und einem konkaven Abschnitt (36) aufweist, wobei der konvexe Abschnitt (34) in radialer Richtung der Welle (20) im Vergleich zu dem konkaven Abschnitt (36) weiter außen liegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpenvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit.
  • Unter einer Pumpenvorrichtung bzw. Pumpe wird hierin eine Arbeitsmaschine verstanden, die dazu dient, Flüssigkeiten zu fördern. Hierunter fallen auch Flüssigkeits-Feststoff-Gemische, Pasten und Flüssigkeiten mit geringem Gasanteil. Im Betrieb der Pumpenvorrichtung wird die Antriebsarbeit in die Bewegungsenergie der transportierten Flüssigkeit gewandelt.
  • Die gezeigte Pumpenvorrichtung wird auch als Orbitalpumpe, Rotations-Membranpumpe oder Peristaltikpumpe bezeichnet.
  • Die Pumpenvorrichtung kann dazu verwendet werden, eine Flüssigkeit aus einem Reservoir, beispielsweise einem Tank, in eine gewünschte Umgebung zu leiten, beispielsweise in einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2013 104 245 A1 ist eine Pumpenvorrichtung, die als Orbitalpumpe ausgebildet ist, bekannt, die ein Pumpengehäuse mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass aufweist, wobei an dem Pumpengehäuse ein Exzenter relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar angeordnet ist. Zur Bewegung des Exzenters ist ein elektrischer Antrieb vorgesehen. Zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse befindet sich eine verformbare Membran, die zusammen mit dem Pumpengehäuse einen Förderweg von dem mindestens einen Einlass zu dem mindestens einen Auslass begrenzt und mindestens eine Abdichtung des Förderwegs ausbildet. Dabei ist die mindestens eine Abdichtung durch eine Bewegung des Exzenters zur Förderung entlang des Förderwegs verschiebbar.
  • Die Druckschrift WO 2012/126544 A1 beschreibt ein Dosiersystem zum Dosieren einer Flüssigkeit mit einer Pumpenvorrichtung, die über einen mit einem Elektromotor antreibbaren Exzenterantrieb verfügt. Die Pumpenvorrichtung, die zwei Förderrichtungen hat, weist einen Pumpenring und einen stationären Ring auf, der relativ zum Pumpenring und zum Exzenterantrieb so angeordnet ist, dass zwischen dem stationären Ring und dem Pumpenring eine Pumpenkammer gebildet wird, die bei Drehung des Elektromotors ihre Form ändert, um eine zu dosierende Flüssigkeit durch die Pumpenkammer zu fördern. In der Druckschrift ist das Wirkprinzip einer Orbitalpumpe beschrieben.
  • Vor diesem Hintergrund wird eine Pumpenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
  • Es wird hierin eine Pumpenvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit mit einem Hydraulikgehäuse, in dem ein Pumpenring mit einer Lauffläche, ein Pumpenringträger und ein Exzenter aufgenommen sind, vorgestellt. Der Pumpenring weist eine erste axiale Seite und eine zweite axiale Seite auf. Der Exzenter ist dabei von einer Welle anzutreiben, die wiederum typischerweise von einem steuerbaren Antrieb, bspw. einem Elektromotor, angetrieben wird. Die Welle definiert weiterhin eine axiale und eine radiale Richtung. Der Exzenter ist relativ zum Hydraulikgehäuse drehbar ausgebildet und derart angeordnet, dass er in Abhängigkeit von der Drehstellung des Exzenters den Pumpenring ungleichmäßig zumindest bereichsweise gegen das Hydraulikgehäuse presst. Der Pumpenring, der auch als Membran bezeichnet wird, ist dabei verformbar und definiert zumindest bereichsweise eine Pumpenkammer, bspw. eine ringförmige Pumpenkammer. Weiterhin sind typischerweise ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss vorgesehen, die jeweils in Fluidverbindung zu der Pumpenkammer stehen.
  • Das Hydraulikgehäuse umfasst einen ringförmigen Abschnitt und einen ersten und zweiten seitlichen Abschnitt, wobei die beiden seitlichen Abschnitte einander gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei der Pumpenring zumindest abschnittsweise zwischen den beiden seitlichen Abschnitten des Hydraulikgehäuses angeordnet ist.
  • Es ist vorgesehen, dass das Profil des Pumpenrings auf der ersten axialen Seite und der zweiten axialen Seite jeweils eine Kontur mit einem S-förmigen Verlauf mit einem konvexen Abschnitt und einem konkaven Abschnitt aufweist, wobei der konvexe Abschnitt in radialer Richtung der Welle im Vergleich zu dem konkaven Abschnitt weiter außen liegt.
  • Mit dem beschriebenen Verlauf wird erreicht, die maximalen Hauptdehnungen zu reduzieren und auf diese Weise eine höhere Lebensdauer zu erreichen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass über den Pumpenringträger Zwangsverformungen an den Pumpenring übertragen werden.
  • In einer Ausgestaltung umfasst der Pumpenring eine Basis, von der sich auf einer von dem Pumpenringträger abgewandten Seite zwei erste Vorsprünge und auf einer dem Pumpenringträger zugewandten Seite zwei zweite Vorsprünge erstrecken, wobei die Lauffläche durch Seitenwände der ersten Vorsprünge begrenzt ist. Dies ermöglicht einen stabilen Aufbau des Pumpenrings und der Pumpe.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst wenigstens einer der ersten und zweiten Vorsprünge einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt den zweiten Abschnitt mit der Basis verbindet, wobei der erste Abschnitt sich in größerem Maße in radialer Richtung als in axialer Richtung erstreckt und der zweite Abschnitt sich in größerem Maße in axialer Richtung als in radialer Richtung erstreckt. Es kann vorgesehen sein, dass nur einer der ersten und zweiten Vorsprünge, zwei der ersten und zweiten Vorsprünge, drei der ersten und zweiten Vorsprünge oder alle der ersten und zweiten Vorsprünge derart ausgebildet sind. Bildlich gesprochen kann der erste oder zweite Vorsprung besser verankert bzw. verpresst werden, weil er durch die axiale Erstreckung in größerem Maße verbreitert werden kann und so besser befestigt werden kann.
  • In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der konvexe Abschnitt des Verlaufs in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitte des Hydraulikgehäuses und der Basis des Pumpenrings liegt.
  • Weiterhin kann der konkave Abschnitt des Verlaufs in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitten des Hydraulikgehäuses und einer Zunge des Pumpenringträgers liegen, wobei die Zunge in axialer Richtung zumindest bereichsweise zwischen den beiden zweiten Vorsprüngen liegen kann.
  • Die Zunge kann sowohl mit der Basis als auch mit den beiden zweiten Vorsprüngen in Verbindung stehen, wobei die Zunge im Bereich des Übergangs zwischen der Basis und mindestens einem der beiden zweiten Vorsprünge ein Profil mit einer Krümmung aufweist, welche Krümmung zumindest bereichsweise einen Radius hat, wobei das Verhältnis des Radius der Krümmung zur Breite einer Lauffläche des Pumpenrings im Bereich 1/12 bis 1/6 liegt. Dies ergibt bei einer beispielhaften Breite der Lauffläche von 6 mm einen Radius im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm. Ein solcher Radius hat in Versuchen zu geringen Verschleißerscheinungen bei dem umgebenden Pumpenring und damit zu einer großen Lebensdauer geführt.
  • In noch einer weiteren Ausgestaltung liegt der konkave Abschnitt des Verlaufs in axialer Richtung zumindest bereichsweise auf Höhe des ersten Abschnitts des zweiten Vorsprungs.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die zweiten Vorsprünge mit der Basis des Pumpenrings im Profil jeweils im Bereich eines Übergangs zu der Basis einen Winkel von 25° bis 90° einschließen. Dies gewährleistet eine sichere Verbindung zwischen Pumpenringträger und Pumpenring und ermöglicht ein Anbringen eines Primers von der Seite.
  • Die beiden Komponenten, nämlich der Pumpenringträger und der Pumpenring, können zudem miteinander verklebt sein, bspw. mittels eines Primer.
  • Weiterhin kann der Pumpenring mehrteilig ausgebildet sein.
  • Der Pumpenring ist typischerweise aus einem verformbaren Material gefertigt. Hierzu bietet sich bspw. ein elastomeres Material an, das eine dauerhafte Verformbarkeit gewährleistet. Elastomere Materialien sind in unterschiedlichen Härtegraden verfügbar, so dass ein bedarfsgerechter Aufbau der Pumpenvorrichtung realisiert werden kann. In einer Ausgestaltung liegt die Shore-Härte des Pumpenrings zwischen 55 und 70 Shore.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis der Breite des Pumpenringträgers zur Breite einer Lauffläche des Pumpenrings zwischen 0,45 und 1,1 liegt. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis zwischen 0,5 und 0,9 liegt. Dieses Verhältnis ist für die Druckgenerierung auf der Lauffläche von Bedeutung.
  • Darüber hinaus kann der Pumpenring aus einem Material gefertigt sein, dessen Glasübergangstemperatur unterhalb –20 °C liegt. Somit ist ein Einsatz der Pumpenvorrichtung in einem weiten Temperaturbereich möglich, ohne dass das Material spröde wird. Insbesondere wird das Anlaufverhalten bei tiefen und gar negativen Temperaturen verbessert.
  • Die vorgestellte Pumpenvorrichtung hat, zumindest in einigen der Ausführungen, Vorteile gegenüber bekannten Pumpenvorrichtungen. So wird eine hohe Dichtigkeit erreicht, was einen schnellen und großen Druckaufbau ermöglicht. Der Aufbau dient zudem der Steigerung der Lebensdauer. Dies wird insbesondere durch die Reduktion von Dehnungen erreicht.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben. Es zeigt:
  • 1 in einer Schnittdarstellung eine Ausführung der beschriebenen Pumpenvorrichtung,
  • 2 eine Seitenansicht der Pumpenvorrichtung von 1,
  • 3 in einer Schnittdarstellung die Pumpenvorrichtung von 1,
  • 4 in einer Schnittdarstellung eine Ausführung des Pumpenrings, und
  • 5 einen Ausschnitt aus der Pumpenvorrichtung in 1.
  • 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Ausführung der vorgestellten Pumpenvorrichtung, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet und als Orbitalpumpe ausgebildet ist. Die Darstellung zeigt ein Hydraulikgehäuse 12, einen Pumpenring 14, einen Pumpenringträger 16, einen Exzenter 18, eine Welle 20, einen Antrieb 140, ein erstes Lager 110, ein zweites Lager 118, eine Buchse 112, die auch als Ring 112 bezeichnet werden kann, ein Klemmglied 114, das auch als Trennkammerpin bezeichnet werden kann, ein Exzenter-Lager 116, und einen Dichtring 120, der auch als Dichtscheibe 120 bezeichnet werden kann.
  • Das erste Lager 110 ist bei dieser Ausführung als Loslager montiert, und das zweite Lager 118 als Festlager. Dies ergibt eine gute Lagerung.
  • Als Exzenter-Lager 116 kann ein Nadellager verwendet werden. Dieses hat eine geringe Erstreckung in radialer Richtung. Es sind auch andere Lagertypen wie beispielsweise Wälzlager möglich. Das Exzenter-Lager 116 ermöglicht eine reibungsarme Übertragung von Kräften zwischen dem sich drehenden Exzenter 18 und dem drehfest angeordneten Pumpenring 14 bzw. Pumpenringträger 16.
  • Das Hydraulikgehäuse 12 umfasst einen ringförmigen Abschnitt 22 sowie einen ersten seitlichen Abschnitt 24, der auch als Pumpendeckel bezeichnet werden kann, und einen zweiten seitlichen Abschnitt 26, der auch als Motorflansch oder Antriebsflansch bezeichnet werden kann. Die beiden seitlichen Abschnitte 24, 26 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Dabei liegt der Pumpenring 14 zumindest abschnittsweise zwischen den beiden seitlichen Abschnitten 24, 26 des Hydraulikgehäuses 12. Der ringförmige Abschnitt 22 hat einen ersten Kragen 74 und einen zweiten Kragen 75.
  • Der Antrieb 140 hat eine Statoranordnung 145 und eine Rotoranordnung 146. Der Antrieb 140 ist teilweise an einem rohrförmigen Bereich 170 des zweiten seitlichen Abschnitts 26 befestigt
  • Das Pumpengehäuse 12 hat ein Rastglied 27, welches dazu ausgebildet ist, beim Einführen des Klemmglieds 114 in das Pumpengehäuse 12 einzurasten und das Klemmglied 114 axial zu sichern. Das Einführen des Klemmglieds 114 kann vor der Montage des Antriebs 140 erfolgen.
  • Der Pumpenring 14 ist verformbar und kann aus einem elastomeren Werkstoff oder einem anderen verformbaren Werkstoff ausgebildet sein.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht der Pumpenvorrichtung 10 von 1.
  • 3 zeigt einen Querschnitt durch die Pumpenvorrichtung 10, gesehen entlang der Schnittlinie III-III von 2. Ein erster Anschluss 51 und ein zweiter Anschluss 52 sind vorgesehen, und diese Anschlüsse 51, 52 stehen in Fluidverbindung mit einer Pumpenkammer 57, welche zwischen dem ringförmigen Abschnitt 22 des Hydraulikgehäuses und einer Lauffläche 46 des Pumpenrings ausgebildet ist und sich in der Darstellung von 3 ringförmig vom ersten Anschluss 51 im Uhrzeigersinn zum zweiten Anschluss 52 hin erstreckt. Die Pumpenkammer 57 ist im Abschnitt, der sich vom ersten Anschluss 51 gegen den Uhrzeigersinn zum zweiten Anschluss 52 hin erstreckt, durch das Klemmglied 114 deaktiviert, indem das Klemmglied 114 die Lauffläche 46 des Pumpenrings 14 statisch gegen den ringförmigen Abschnitt 22 des Hydraulikgehäuses 12 presst und hierdurch einen Fluidfluss durch diesen Abschnitt verhindert oder zumindest stark verringert. Der Bereich, in dem das Klemmglied 114 die Lauffläche 46 des Pumpenrings 14 gegen den ringförmigen Abschnitt 22 presst, wird im Folgenden auch Klemmglied-Bereich 45 genannt.
  • Die Darstellung ist im Inneren des Hydraulikgehäuses 12 schematisch und bezüglich der Verformung des Pumpenrings 14 übertrieben dargestellt, um das Prinzip zu erläutern.
  • Die Funktionsweise der Orbitalpumpe wird im Folgenden anhand der 1 und 3 beschrieben.
  • Der Exzenter 18 sitzt auf der Welle 20 und wird von dieser angetrieben. Zum Antrieb der Welle 20 dient wiederum der Antrieb 140, typischerweise ein Motor oder Elektromotor. Gemäß einer Ausführungsform wird als Antrieb 140 ein steuerbarer Antrieb 140 vorgesehen.
  • Die Welle 20 wird dabei um ihre Längsachse 21, die eine axiale Richtung der Pumpenvorrichtung 10 definiert, gedreht. Der Exzenter 18 wird somit ebenfalls in eine Drehbewegung um die Längsachse der Welle 20 bewegt. Diese Bewegung des Exzenters 18 wird über das Lager 116 und über den Pumpenringträger 16 auf den Pumpenring 14 übertragen. Der Pumpenringträger 16 und der Pumpenring 14 sind relativ zum Hydraulikgehäuse 12 drehfest, sie werden aber in Abhängigkeit von der Drehstellung des Exzenters 18 lokal näher zum ringförmigen Abschnitt 22 oder weiter weg bewegt. In 3 zeigt der Exzenter 18 in eine mit einem Pfeil 19 gekennzeichnete Richtung, im dargestellten Beispiel in Richtung 9 Uhr, d. h. der Bereich des Exzenters 18 mit der größten radialen Erstreckung zeigt in Richtung des Pfeils 19. Dies führt dazu, dass der Pumpenring 14 in diese Richtung 19 bewegt wird und im Bereich 58 gegen den ringförmigen Abschnitt 22 gepresst wird. Hierdurch wird der Pumpenkanal 57 im Bereich 58 verkleinert bzw. komplett gesperrt.
  • Wenn sich nun der Exzenter im Uhrzeigersinn dreht, wandert die Stelle 58, an der der Pumpenring 14 gegen den ringförmigen Abschnitt 22 gepresst wird, ebenfall im Uhrzeigersinn mit, und hierdurch wird das Fluid in der Pumpenkammer 57 im Uhrzeigersinn vom ersten Anschluss 51 zum zweiten Anschluss 52 gepumpt bzw. transportiert. Ein fluidtechnischer Kurzschluss, bei dem das Fluid vom zweiten Anschluss 52 im Uhrzeigersinn zum ersten Anschluss 51 gelangt, wird durch das Klemmglied 114 oder eine andere Unterbrechung der Pumpenkammer 57 in diesem Bereich unterbunden.
  • Die Pumpenvorrichtung 10 funktioniert auch in umgekehrter Richtung, indem die Drehrichtung des Exzenters 18 umgedreht wird.
  • 4 zeigt in einer Schnittdarstellung den Pumpenring 14 aus 1. Es ist das Profil des Pumpenrings 14 und des Pumpenringträgers 16 zu sehen, und die Schnittdarstellung entspricht einem Längsschnitt durch die Pumpenvorrichtung 10.
  • Der Pumpenring 14 umfasst eine erste axiale Seite 45 und eine zweite axiale Seite 47. Das Profil des Pumpenrings 14 weist auf der ersten axialen Seite 45 und der zweiten axialen Seite 47 jeweils einen S-förmigen Verlauf 32 mit einem konvexen Abschnitt 34 und einem konkaven Abschnitt 36 auf, wobei der konvexe Abschnitt 34 in radialer Richtung der Welle im Vergleich zu dem konkaven Abschnitt 36 weiter außen liegt.
  • Der Pumpenring 14 umfasst eine Basis 38, von der sich auf einer von dem Pumpenringträger 16 abgewandten Seite zwei erste Vorsprünge 28 und auf einer dem Pumpenringträger 16 zugewandten Seite zwei zweite Vorsprünge 42 erstrecken. Dabei ist die Lauffläche 46 durch Seitenwände 50 der ersten Vorsprünge 28 begrenzt.
  • Die ersten und zweiten Vorsprünge 28, 42 weisen jeweils einen ersten Abschnitt 80, 180 und einen zweiten Abschnitt 82, 182 auf, wobei der erste Abschnitt 80, 180 jeweils den zweiten Abschnitt 82, 182 mit der Basis 38 verbindet. Zu erkennen ist, dass der erste Abschnitt 80, 180 sich in größerem Maße in radialer Richtung als in axialer Richtung erstreckt und der zweite Abschnitt 82, 182 sich in größerem Maße in axialer Richtung als in radialer Richtung erstreckt. Anders ausgedrückt hat der erste Abschnitt 80, 180 zumindest bereichsweise eine geringere axiale Erstreckung als der zweite Abschnitt 82, 182.
  • Die beiden zweiten Vorsprünge 42 schließen mit der Basis 38 des Pumpenrings 14 jeweils im Bereich des Übergangs zu der Basis 38 einen Winkel 90 von etwa 80° ein. Hierdurch wird eine sichere Verbindung zwischen dem Pumpenring 14 und dem Pumpenringträger 16 gewährleistet. Dabei ragt eine an dem Pumpenringträger 16 angeformte Zunge 100 in den Bereich zwischen den beiden zweiten Abschnitten 42 des Pumpenrings 14.
  • Bei der gezeigten Ausführung liegt der konvexe Abschnitt 34 des Verlaufs 32 in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitten 24, 26 des Hydraulikgehäuses und der Basis 38 des Pumpenrings 14.
  • Weiterhin liegt der konkave Abschnitt 36 des Verlaufs 32 in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitten 24, 26 des Hydraulikgehäuses und der Zunge 100 des Pumpenringträgers 16, wobei die Zunge 100 in axialer Richtung zumindest bereichsweise zwischen den beiden zweiten Vorsprüngen 42 liegt.
  • Der konkave Abschnitt 36 des Verlaufs 32 liegt in radialer Richtung zumindest bereichsweise auf Höhe des ersten Abschnitts 180 des zweiten Vorsprungs 42.
  • Der Pumpenring 14 ist mit dem Pumpenringträger 16 verbunden, bspw. mittels Verklebens. Die Lauffläche 16 des Pumpenrings 14 ist auf der vom Pumpenringträger 16 abgewandten Seite des Pumpenrings 14 vorgesehen. Diese Lauffläche 46 wird in der Pumpenkammer 57 in Abhängigkeit von der Drehstellung und Drehbewegung des Exzenters 18 gegen den ringförmigen Abschnitt 22 gedrückt oder von diesem weggezogen.
  • Zu erkennen ist, dass die Kontur der Lauffläche 46 eine sich zumindest abschnittsweise ändernder Krümmung aufweist, wobei die Krümmung beginnend von einer Mitte 130 der Lauffläche 46 zu beiden Enden 131, 132 hin zunimmt. Dies bedeutet, dass sich der Radius der Krümmung hin zu den Enden verringert. Beispielhaft ist ein erster Radius r1 und ein zweiter Radius r2 eingezeichnet, und es ist zu sehen, dass der erste Radius r1 größer ist als der zweite Radius r2, der sich näher am Ende 132 befindet.
  • In der gezeigten Ausführung ist der Verlauf der Kontur bezüglich dieser Mitte 130 symmetrisch. Es kann aber auch ein unsymmetrischer Aufbau gewählt werden.
  • Die Deckung des Pumpenringträgers 14 seitlich des Pumpenringträgers 16, d. h. im Bereich des ersten Abschnitts 180 des zweiten Vorsprungs 42, beträgt etwa 1,0 mm. Dies bedeutet, dass die Stärke bzw. die Dicke des Pumpenringträgers 14 in diesem Bereich etwa 1,0 mm ist. Es können aber auch andere Deckungen bzw. Stärken gewählt werden. Eine Deckung von mehr als 0,9 mm hat sich als geeignet herausgestellt.
  • Die Zunge 100 kann jeweils im Bereich zwischen der Basis 38 und dem zweiten Vorsprung 42 mit einer Krümmung ausgebildet sein, die zumindest bereichsweise einen Radius R hat.
  • Eine Breite des Pumpenringträgers 16 ist mit B gekennzeichnet. Unter der Breite des Pumpenringträgers 16 wird die Breite des Bereichs des Pumpenringträgers 16 verstanden, der bei der Kompression des Pumpenrings 14 wirksam ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das der Bereich des Pumpenringträgers 16, der an der Basis 38 des Pumpenrings 14 anliegt, und die Breite des Pumpenringträgers 16 entspricht der Breite der Zunge 100.
  • Ein Ausschnitt aus der Pumpenvorrichtung 10 der 1 ist in 5 gezeigt. Der Darstellung ist zu entnehmen, dass durch den ringförmigen Abschnitt 22 und die beiden seitlichen Abschnitten 24, 26 des Hydraulikgehäuses 12 Hohlräume 60 definiert sind, in denen die ersten Vorsprünge 28a, 28b verpresst sind. Dabei steht der linke erste Vorsprung 28a in Kontakt mit dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 und der rechte seitliche Abschnitt 28b in Kontakt mit dem ersten seitlichen Abschnitt 24. Dabei verbleibt in den Hohlräumen 60 bei verpressten ersten Vorsprüngen 28 jeweils wenigstens ein Freiraum 62.
  • Zu erkennen ist, dass am ringförmigen Abschnitt 22 des Hydraulikgehäuses 12 im Bereich des linken ersten Vorsprungs 28a eine linke erste Dichtnase 70a und im Bereich des rechten ersten Vorsprungs 28b eine rechte erste Dichtnase 70b vorgesehen sind.
  • Weiterhin zeigt die Darstellung, dass am zweiten seitlichen Abschnitt 26 im Bereich des linken ersten Vorsprungs 28a eine linke zweite Dichtnase 72a und am ersten seitlichen Abschnitt 24 im Bereich des rechten ersten Vorsprungs 28b eine rechte zweite Dichtnase 72b vorgesehen sind. Die linke erste Dichtnase 70a liegt der linken zweiten Dichtnase 72a in axialer Richtung zumindest bereichsweise gegenüber. Die rechte erste Dichtnase 70b liegt der rechten zweiten Dichtnase 72b in axialer Richtung zumindest bereichsweise gegenüber.
  • Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.
  • Die Lauffläche 46 des Pumpenrings 14 kann auch als Förderkammerfläche 46 des Pumpenrings 14 bezeichnet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013104245 A1 [0005]
    • WO 2012/126544 A1 [0006]

Claims (14)

  1. Pumpenvorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit, mit einem Hydraulikgehäuse (12), in dem ein Pumpenring (14), ein Pumpenringträger (16) sowie ein Exzenter (18) aufgenommen sind, welcher Exzenter (18) von einer Welle (20) anzutreiben ist, die eine axiale und eine radiale Richtung definiert, wobei der Pumpenring (14) eine erste axiale Seite (45) und eine zweite axiale Seite (47) aufweist, wobei das Hydraulikgehäuse (12) einen ringförmigen Abschnitt (22) und einen ersten und zweiten seitlichen Abschnitt (24, 26) umfasst, wobei die beiden seitlichen Abschnitte (24, 26) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Pumpenring (14) zumindest abschnittsweise zwischen den beiden seitlichen Abschnitten (24, 26) des Hydraulikgehäuses (12) angeordnet ist, und wobei das Profil des Pumpenrings (14) auf der ersten axialen Seite (45) und der zweiten axialen Seite (47) jeweils eine Kontur mit einem S-förmigen Verlauf (32) mit einem konvexen Abschnitt (34) und einem konkaven Abschnitt (36) aufweist, wobei der konvexe Abschnitt (34) in radialer Richtung der Welle (20) im Vergleich zu dem konkaven Abschnitt (36) weiter außen liegt.
  2. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Pumpenring (14) eine Basis (38) umfasst, von der sich auf einer von dem Pumpenringträger (16) abgewandten Seite zwei erste Vorsprünge (28) und auf einer dem Pumpenringträger (16) zugewandten Seite zwei zweite Vorsprünge (42) erstrecken.
  3. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2, bei der wenigstens einer der ersten und zweiten Vorsprünge (28, 42) einen ersten Abschnitt (80, 180) und einen zweiten Abschnitt (82, 182) umfasst, wobei der erste Abschnitt (80, 180) den zweiten Abschnitt (82) mit der Basis (38) verbindet, wobei der erste Abschnitt (80, 180) sich in größerem Maße in radialer Richtung als in axialer Richtung erstreckt und der zweite Abschnitt (82, 182) sich in größerem Maße in axialer Richtung als in radialer Richtung erstreckt.
  4. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der konvexe Abschnitt (34) des Verlaufs (32) in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitte (24, 26) des Hydraulikgehäuses (12) und der Basis (38) des Pumpenrings (14) liegt.
  5. Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der konkave Abschnitt (36) des Verlaufs (32) in axialer Richtung zwischen einem der seitlichen Abschnitte (24, 26) des Hydraulikgehäuses (12) und einer Zunge (100) des Pumpenringträgers (16) liegt, wobei die Zunge (100) in axialer Richtung zumindest bereichsweise zwischen den beiden zweiten Vorsprüngen (42) liegt.
  6. Pumpenvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Zunge (100) sowohl mit der Basis (38) als auch mit den beiden zweiten Vorsprüngen (42) in Verbindung steht, wobei die Zunge (100) im Bereich des Übergangs zwischen der Basis (38) und mindestens einem der beiden zweiten Vorsprünge (42) ein Profil mit einer Krümmung aufweist, welche Krümmung zumindest bereichsweise einen Radius (R) hat, wobei das Verhältnis des Radius (R) der Krümmung zur Breite einer Lauffläche (46) des Pumpenrings (14) im Bereich 1/12 bis 1/6 liegt.
  7. Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der der konkave Abschnitt (36) des Verlaufs (32) in radialer Richtung zumindest bereichsweise auf Höhe des ersten Abschnitts (180) des zweiten Vorsprungs (42) liegt.
  8. Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die zweiten Vorsprünge (42) mit der Basis (38) des Pumpenrings (14) im Profil jeweils im Bereich eines Übergangs zu der Basis (38) einen Winkel (90) von 25° bis 90° einschließen.
  9. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Pumpenring (14) mehrteilig ausgebildet ist.
  10. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Pumpenring (14) aus einem elastomeren Material gefertigt ist.
  11. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Shore-Härte des Pumpenrings (14) zwischen 55 bis 70 Shore liegt.
  12. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Pumpenring (14) mittels eines Primer mit dem Pumpenringträger (16) verbunden ist.
  13. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verhältnis der Breite des Pumpenringträgers (16) zur Breite einer Lauffläche (46) des Pumpenrings (14) zwischen 0,45 und 1,1 liegt, insbesondere zwischen 0,5 und 0,9.
  14. Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Pumpenring (14) aus einem Material gefertigt ist, dessen Glasübergangstemperatur unterhalb –20 °C liegt.
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