DE102015106614A1

DE102015106614A1 - Pumpenvorrichtung

Info

Publication number: DE102015106614A1
Application number: DE102015106614.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Hahn; Hassan GHODSI-KHAMENEH
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US10584588B2; US20180045051A1; CN107407277B; CN107407277A; WO2016173802A1; DE112016001979A5

Abstract

Eine Pumpenvorrichtung (10) zum Pumpen einer Flüssigkeit hat ein Hydraulikgehäuse (12), in dem ein Pumpenring (14) und ein Exzenter (18) aufgenommen sind. Der Exzenter (18) ist über eine Welle (20) mit einem Antrieb (140) verbunden ist, um über den Antrieb (140) und die Welle (20) eine Drehung des Exzenters (18) zu ermöglichen. Das Hydraulikgehäuse (12) umfasst einen ringförmigen Abschnitt (22), einen ersten seitlichen Abschnitt (24) und einen zweiten seitlichen Abschnitt (26). Der ringförmige Abschnitt hat eine erste axiale Seite (93) und eine zweite axiale Seite (94), der erste seitliche Abschnitt (24) ist auf der ersten axialen Seite (93) und der zweite seitliche Abschnitt (26) ist auf der zweiten axialen Seite (94) angeordnet. Der Pumpenring (14) ist zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten seitlichen Abschnitt (24) und dem zweiten seitlichen Abschnitt (26) angeordnet, und der zweite seitliche Abschnitt (26) ist als Antriebsflansch für den Antrieb (140) ausgebildet.

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 vorgestellt. Die Pumpenvorrichtung hat ein Hydraulikgehäuse, in dem ein Pumpenring und ein Exzenter aufgenommen sind, welcher Exzenter über eine Welle mit einem Antrieb verbunden ist, um über den Antrieb und die Welle eine Drehung des Exzenters zu ermöglichen, welche Welle eine axiale Richtung und eine radiale Richtung der Pumpenvorrichtung definiert, welches Hydraulikgehäuse einen ringförmigen Abschnitt, einen ersten seitlichen Abschnitt und einen zweiten seitlichen Abschnitt umfasst, welcher ringförmige Abschnitt eine erste axiale Seite und eine zweite axiale Seite aufweist, welcher erste seitliche Abschnitt auf der ersten axialen Seite und welcher zweite seitliche Abschnitt auf der zweiten axialen Seite angeordnet sind, welcher Pumpenring zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten seitlichen Abschnitt und dem zweiten seitlichen Abschnitt angeordnet ist, und welcher zweite seitliche Abschnitt als Antriebsflansch für den Antrieb ausgebildet ist.
Die Ausbildung des zweiten seitlichen Abschnitts als Antriebsflansch ermöglicht eine einfache Zentrierung und damit eine vereinfachte Montage.
Gemäß einer Ausführungsform weist der ringförmige Abschnitt eine erste Innenfläche auf, welche mit einer Außenfläche des ersten seitlichen Abschnitts in Kontakt steht, und der ringförmige Abschnitt weist eine zweite Innenfläche auf, welche mit einer Außenfläche des zweiten seitlichen Abschnitts in Kontakt steht. Dies ermöglicht eine sichere Verbindung der Abschnitte miteinander.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Innenfläche und die Außenfläche des ersten seitlichen Abschnitts dazu ausgebildet, eine Bewegung des ersten seitlichen Abschnitts relativ zum ringförmigen Abschnitt in radialer Richtung zu begrenzen, und bei welcher die zweite Innenfläche und die Außenfläche des zweiten seitlichen Abschnitts dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des zweiten seitlichen Abschnitts relativ zum ringförmigen Abschnitt in radialer Richtung zu begrenzen. Hierdurch wird bei der Montage eine Führung der Abschnitte relativ zueinander ermöglicht, und das Hydraulikgehäuse ist nach der Montage stabil, wodurch die Gefahr einer Leckage verringert wird.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Innenfläche und die Außenfläche des ersten seitlichen Abschnitts durch eine erste Schweißverbindung miteinander verbunden, und die zweite Innenfläche und die Außenfläche des zweiten seitlichen Abschnitts sind durch eine zweite Schweißverbindung miteinander verbunden. Hierdurch wird eine gute Verbindung der Abschnitte ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Schweißverbindung und die zweite Schweißverbindung jeweils über mindestens 70 % des Umfangs des ringförmigen Abschnitts vorgesehen. Da die Gefahr einer Leckage von der sicheren Verbindung der Abschnitte abhängt, ist dieser Wertebereich vorteilhaft.
Gemäß einer Ausführungsform ist die radial äußere Seite des ringförmigen Abschnitts im axialen Bereich der ersten Schweißverbindung und im Bereich der zweiten Schweißverbindung zylinderförmig ausgebildet. Hierdurch wird die Erzeugung der Schweißverbindung erleichtert.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Schweißverbindung und die zweite Schweißverbindung jeweils als Laser-Schweißverbindung ausgestaltet. Durch die Ausgestaltung des ringförmigen Abschnitts und der seitlichen Abschnitte ist diese Art der Schweißverbindung gut durchführbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erste seitliche Abschnitt im Bereich der Außenfläche einen ersten Werkstoff auf, der ringförmig Abschnitt weist im Bereich der ersten Innenfläche einen zweiten Werkstoff auf, und der erste Werkstoff ermöglicht eine größere Laser-Absorption als der zweite Werkstoff, um ein Laserdurchstrahlschweißen zu ermöglichen. Durch die Wahl entsprechender Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften bei der Laser-Absorption kann Laserdurchstrahlschweißen verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Innenfläche, die zweite Innenfläche, die Außenfläche des ersten seitlichen Abschnitts und die Außenfläche des zweiten seitlichen Abschnitts aus Kunststoff ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Pumpenvorrichtung ein Klemmglied auf, welches dazu ausgebildet ist, den Pumpenring in einem Klemmgliedbereich statisch gegen den ringförmigen Abschnitt des Pumpengehäuses zu pressen. ein solches Klemmglied ermöglicht eine einfache Abdichtung eines Pumpenkanals im Klemmgliedbereich.
Gemäß einer Ausführungsform ist auf der Innenseite des ersten seitlichen Abschnitts eine Aussparung vorgesehen ist, welche Aussparung dazu ausgebildet ist, das Klemmglied zumindest bereichsweise aufzunehmen und hierdurch abzustützen. Der erste seitliche Abschnitt übernimmt somit eine zusätzliche Funktion, und die Positionierung des ersten seitlichen Abschnitts bewirkt auch eine Definition der Lage des Klemmglieds.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Aussparung sacklochartig ausgebildet ist, um ein Austreten eines zu fördernden Fluids zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist auf der Innenseite des zweiten seitlichen Abschnitts eine Klemmgliedöffnung vorgesehen, welche Klemmgliedöffnung dazu ausgebildet ist, das Klemmglied zumindest bereichsweise aufzunehmen und hierdurch abzustützen. Die Positionierung des zweiten Abschnitts am ringförmigen Abschnitt definiert somit auch die Lage des Klemmglieds.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Klemmgliedöffnung als durchgehende Öffnung ausgebildet, um ein Einführen des Klemmglieds von der Außenseite des zweiten seitlichen Abschnitts zu ermöglichen. Die Einführung von dieser Seite ist vorteilhaft, da die Klemmgliedöffnung nach der Montage auf der Seite des zweiten seitlichen Abschnitts durch den Antrieb verdeckt bzw. geschützt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist am ringförmigen Abschnitt mindestens ein Montagemittel mit einer Montageöffnung vorgesehen, welche Montageöffnung sich in eine erste Montageöffnungsrichtung erstreckt, um eine Montage der Pumpenvorrichtung zu ermöglichen. Das Vorsehen der Montageöffnung am ringförmigen Abschnitt ermöglicht einen guten Halt des ringförmigen Abschnitts, in dem sich wichtige Teile befinden. Es können auch zwei, drei oder mehr Montagemittel vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein Montagemittel als Nase am Umfangsbereich des ringförmigen Abschnitts ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist am zweiten seitlichen Abschnitt mindestens ein Montagemittels mit einer Montageöffnung vorgesehen, welche Montageöffnung sich in eine zweite Montageöffnungsrichtung erstreckt, um eine Montage der Pumpenvorrichtung zu ermöglichen. Das Vorsehen eines entsprechenden Montagemittels am zweiten seitlichen Abschnitt ist insbesondere vorteilhaft, wenn der zweite seitliche Abschnitt auch als Antriebsflansch ausgebildet ist und daher zumindest einen Teil des Antriebs trägt.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Montageöffnungsrichtung und die zweite Montageöffnungsrichtung parallel zueinander. Hierdurch kann die Pumpenvorrichtung im montierten Zustand in einer linearen Bewegung befestigt werden, beispielsweise im Bereich eines Verbrennungsmotors.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite seitliche Abschnitt einen rohrförmigen Bereich auf, durch welchen rohrförmigen Bereich sich zumindest bereichsweise die Welle erstreckt. Ein solcher rohrförmiger Bereich erleichtert die Befestigung eines Teils eines Antriebs am rohrförmigen Bereich, und es kann trotzdem mit einer Welle gearbeitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Antrieb eine Statoranordnung auf, welche Statoranordnung auf dem rohrförmigen Bereich des zweiten seitlichen Abschnitts befestigt ist. Hierdurch sind nach der Ausrichtung des zweiten seitlichen Abschnitts am ringförmigen Abschnitt ebenfalls der rohrförmige Bereich und damit auch die Statoranordnung ausgerichtet, und weitere Zentrierungsschritte können entfallen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Lager als Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring ausgebildet, und der Exzenter liegt gegen den Innenring des zweiten Lagers an. Dies ermöglicht eine Montage, bei der die Welle im Exzenter verpresst wird, und ggf. auch im zweiten Lager.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite seitliche Abschnitt eine Schulter auf, welche Schulter dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Lagers in axialer Richtung zur Schulter hin zu begrenzen, wobei zwischen der Schulter und dem zweiten Lager ein Dichtring vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Lagers. Ein solcher Dichtring ermöglicht die Herstellung des zweiten seitlichen Abschnitts im Spritzgussverfahren, und das zweite Lager ist hierbei durch den Dichtring geschützt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite seitliche Abschnitt einen rohrförmigen Bereich auf, und der Innendurchmesser des Dichtrings ist kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Bereichs. Hierdurch kann bei der Verwendung eines Spritzgussverfahrens zur Herstellung des zweiten seitlichen Abschnitts eine gute Abdichtung ermöglicht werden, da die Spritzgussform im Bereich der Schulter axial gegen den Dichtring anliegen kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Lager als Loslager und das zweite Lager als Festlager ausgebildet. Diese Ausbildung ermöglicht eine einfache und sichere Montage.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Exzenter-Lager relativ zum Exzenter axial verschiebbar. Hierdurch werden das Exzenter-Lager und damit auch der Pumpenring von einer axialen Verschiebung der Welle entkoppelt, und der Pumpenring kann somit in axialer Richtung unter definierten Bedingungen arbeiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Lager als Nadellager ausgebildet. Ein solches Nadellager ermöglicht eine axiale Verschiebung des Exzenters relativ zum Nadellager.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Exzenter-Lager eine geringere axiale Erstreckung auf als der Exzenter. Hierdurch kann das Exzenter-Lager sich relativ zum Exzenter in axialer Richtung bewegen, ohne dass das Exzenter-Lager vom Exzenter herunter rutscht.
Gemäß einer Ausführungsform steht der Pumpenring mit dem ersten seitlichen Abschnitt und dem zweiten seitlichen Abschnitt in Kontakt. Dies ermöglicht die Ausbildung von Presskräften auf den Pumpenring und damit eine gute Abdichtung.
Gemäß einer Ausführungsform ist im Hydraulikgehäuse ein Pumpenringträger vorgesehen.
Gemäß einer Ausführungsform weist der ringförmige Abschnitt des Hydraulikgehäuses einen ersten Kragen auf, durch den der erste seitliche Abschnitt des Hydraulikgehäuses in radialer Richtung der Welle gehalten ist. An dem ersten Kragen kann die Innenfläche vorgesehen sein, die mit einer Außenfläche des ersten seitlichen Abschnitts zusammen wirkt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der ringförmige Abschnitt des Hydraulikgehäuses einen zweiten Kragen auf, durch den der zweite seitliche Abschnitt des Hydraulikgehäuses in radialer Richtung der Welle gehalten ist. An dem zweiten Kragen kann die Innenfläche vorgesehen sein, die mit einer Außenfläche des zweiten seitlichen Abschnitts zusammen wirkt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den 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 raumbildlicher Darstellung einen ringförmigen Abschnitt des Hydraulikgehäuses von 1,
5 in einer raumbildlichen Darstellung den ringförmigen Abschnitt von 4 mit darin montiertem Pumpenring und Exzenter-Lager,
6 in einer Seitenansicht den ringförmigen Abschnitt von 5,
7 in einem Längsschnitt den ringförmigen Abschnitt von 6,
8 eine raumbildliche Darstellung einer äußeren Seite eines ersten seitlichen Abschnitts des Hydraulikgehäuses von 1,
9 eine raumbildlichen Darstellung einer inneren Seite des ersten seitlichen Abschnitts von 8,
10 eine Seitenansicht des ersten seitlichen Abschnitts von 8,
11 in einem Längsschnitt den ersten seitlichen Abschnitt von 8,
12 eine raumbildliche Darstellung einer äußeren Seite eines zweiten seitlichen Abschnitts des Hydraulikgehäuses von 1,
13 eine raumbildliche Darstellung einer inneren Seite des zweiten seitlichen Abschnitts von 12,
14 eine Seitenansicht des zweiten seitlichen Abschnitts von 12,
15 in einem Längsschnitt den zweiten seitlichen Abschnitt von 12,
16 in einer Seitenansicht das Hydraulikgehäuse mit dem ringförmigen Abschnitt und mit daran montiertem ersten seitlichen Abschnitt und zweitem seitlichen Abschnitt,
17 in einem Längsschnitt das Hydraulikgehäuse von 16,
18 in einer Seitenansicht das Hydraulikgehäuse von 1 mit daran montierter Welle,
19 in einem Längsschnitt das Hydraulikgehäuse von 18,
20 in raumbildlicher Darstellung das Hydraulikgehäuse von 18,
21 eine raumbildliche Darstellung einer Statoranordnung von 1,
22 einen Längsschnitt durch eine Rotoranordnung von 1,
23 in raumbildlicher Darstellung einen Dichtring, und
24 in Explosionsdarstellung die Pumpenvorrichtung von 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.
Montage der Pumpenvorrichtung
Im Folgenden wird die Montage der Pumpenvorrichtung Schritt für Schritt beschrieben.
Ringförmiger Abschnitt
4 zeigt den ringförmigen Abschnitt 22 des Hydraulikgehäuses 12, der auch als ringförmiges Bauteil 22 bezeichnet werden kann. Der erste Anschluss 51 und der zweite Anschluss 52 sind am ringförmigen Abschnitt 22 angeordnet. Auf der Außenseite des ringförmigen Abschnitts 22 sind zwei Montagemittel 184, 185 mit jeweils mindestens einer Montageöffnung 81, 82 vorgesehen, welche Montagemittel 184, 185 zur Befestigung der Pumpenvorrichtung 10 mittels einer – nicht dargestellten – Schraube oder einem Bolzen ausgebildet sind.
Auf der Innenseite des ringförmigen Abschnitts 22 ist eine Fläche 23 vorgesehen, die dazu dient, eine Bewegung des Pumpenrings 14 nach außen zu begrenzen und hierdurch eine Verformung des Pumpenrings 14 zu ermöglichen.
5 zeigt den ringförmigen Abschnitt 22 nach dem Einsetzen der Membran 14 und dem anschließenden Einsetzen des Exzenter-Lagers 116. Wie in 1 zu sehen ist, ist die maximale radiale Erstreckung des Pumpenrings 14 größer als die minimale radiale Erstreckung des ringförmigen Abschnitts 22. Daher wird der Pumpenring 14 bei der Montage bevorzugt komprimiert, und nach Erreichen der Zielposition kann der Pumpenring 14 sich wieder radial ausdehnen. Bei der optionalen Verwendung des Pumpenringträgers 16 wird dieser zusammen mit dem Pumpenring 14 in den ringförmigen Abschnitt 22 eingeführt.
Die Montage des Exzenter-Lagers 116 erfolgt bevorzugt nach der Montage des Pumpenrings 14, sie kann aber auch gleichzeitig erfolgen.
Als Exzenter-Lager 116 kann bevorzugt ein Nadellager verwendet werden, wie es dargestellt ist. Die Verwendung eines Nadellagers hat den Vorteil, dass das Nadellager 116 durch die Nadeln axial auf dem Exzenter 18 verschiebbar ist. Hierdurch werden bei einer axialen Bewegung der Welle 20 keine Axialkräfte auf den Pumpenring 14 übertragen, und dieser kann seine Form unabhängig von der axialen Position der Welle 20 einnehmen. Hierdurch wird das Pumpenverhalten der Pumpenvorrichtung 10 verbessert, und die Gefahr einer externen Leckage, also einer ungewollten Leckage aus der Pumpenkammer, wird verringert.
Im Ausführungsbeispiel hat das Exzenter-Lager 116 eine geringere axiale Erstreckung als der Exzenter 18. Dies ermöglicht bei einer axialen Verschiebung der Welle 20 und damit des Exzenters 18, dass das Exzenter-Lager bei einer relativen axialen Verschiebung zum Exzenter 18 weiterhin über seine gesamte axiale Erstreckung am Exzenter 18 anliegen kann, also nicht von diesem herunter rutscht.
Eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung 47 des Pumpenrings 14 ist zwischen dem ersten Anschluss 51 und dem zweiten Anschluss 52 angeordnet und dient zur Aufnahme des Klemmglieds 114.
Eine Montageöffnungsrichtung 84 der Montageöffnung 81 und eine Montageöffnungsrichtung 85 der Montageöffnung 82 sind eingezeichnet und im Ausführungsbeispiel parallel zueinander, um die Montage zu erleichtern.
6 zeigt eine Seitenansicht des ringförmigen Abschnitts 22 von 5, und 7 zeigt einen entsprechenden Schnitt entlang der Schnittlinie VII-VII von 6. In 7 ist zu sehen, wie der Pumpenring 14 am ringförmigen Abschnitt 22 angeordnet ist, und das Exzenter-Lager 116 ist in den Pumpenring 14 bzw. in den Pumpenringträger 16 eingeschoben.
Der ringförmige Abschnitt 22 hat eine erste axiale Seite 93 und eine zweite axiale Seite 94.
Der ringförmige Abschnitt 22 hat auf der ersten axialen Seite 93 eine erste Innenfläche 91 und auf der zweiten axialen Seite 94 eine zweite Innenfläche 92. Die erste Innenfläche 91 und die zweite Innenfläche 92 sind bevorzugt im Querschnitt kreisförmig, wobei Asymmetrien vorgesehen sein können, um einen Index für die richtige Montage zu bilden. Die erste Innenfläche 91 und die zweite Innenfläche 92 können auch einen anderen Querschnitt haben, bspw. einen ovalen Querschnitt oder einen mehreckigen Querschnitt.
Erster seitlicher Abschnitt
8 zeigt den ersten seitlichen Abschnitt 24 des Hydraulikgehäuses 12 von außen, also von der vom Pumpenring 14 abgewandten Seite. 9 zeigt den ersten seitlichen Abschnitt 24 von innen. Der erste seitliche Abschnitt 24 kann auch als erstes seitliches Bauteil 24 bezeichnet werden.
Es ist eine Aussparung 160 auf der Innenseite des ersten seitlichen Abschnitts 24 vorgesehen, und diese Aussparung 160 dient zur Aufnahme eines Bereichs des Klemmglieds 114, um dieses Klemmglied 114 abzustützen. Die Aussparung 160 ist bevorzugt sacklochartig ausgebildet, sie geht also nicht durch den ersten seitlichen Abschnitt hindurch. Hierdurch kann in diesem Bereich keine Leckage auftreten.
10 zeigt eine Seitenansicht des ersten seitlichen Abschnitts 24, und der erste seitliche Abschnitt 24 hat eine Außenfläche 161, welche bevorzugt dazu vorgesehen ist, als Gegenfläche zur Innenfläche 91 des ringförmigen Abschnitts 22 zu dienen. Die Außenfläche 161 hat bevorzugt eine zur Innenfläche 91 zumindest weitgehend komplementäre Form.
11 zeigt einen Schnitt durch den ersten seitlichen Abschnitt 24 entlang der Linie XI-XI von 10. Die Buchse 112, die auch als Ring 112 bezeichnet werden kann, dient bevorzugt zur Befestigung des ersten Lagers 110, vgl. 1. Die Buchse 112 kann aus einem härteren Material ausgebildet sein als andere Bereiche des ersten seitlichen Abschnitts 24, bspw. aus einem Metall oder einem harten Kunststoff. Im Ausführungsbeispiel ist der erste seitliche Abschnitt 24 im Kunststoff-Spritzgussverfahren ausgebildet, wobei die Buchse 112 als Einlegeteil in die Spritzgussform eingelegt sein kann.
Zweiter seitlicher Abschnitt
12 zeigt den zweiten seitlichen Abschnitt 26 des Hydraulikgehäuses 12 von der Außenseite, also von der vom Pumpenring 12 abgewandten Seite, und 13 zeigt den zweiten seitlichen Abschnitt 26 von der Innenseite. Der zweite seitliche Abschnitt 26 kann auch als zweites seitliches Bauteil 26 bezeichnet werden.
Der zweite seitliche Abschnitt 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Antriebsflansch ausgebildet, er trägt also den Antrieb 140 von 1 zumindest teilweise. Bevorzugt hat der zweite seitliche Abschnitt 26 einen rohrförmigen Bereich 170, um eine Abstützung und gute Montage des Antriebs 140 zu ermöglichen. Der rohrförmige Bereich 170 kann auch als rohrförmiger Flansch 170 bezeichnet werden.
Wie in 1 zu sehen ist, hat in diesem Ausführungsbeispiel der Antrieb 140 eine Statoranordnung 145 und eine Rotoranordnung 146, und die Statoranordnung 145 ist am rohrförmigen Bereich 170 befestigt. Dies ist eine Ausgestaltung mit einem Außenläufer-Motor als Antrieb 140, es sind aber auch andere Antriebe 140 wie bspw. Innenläufer-Motoren möglich.
Am zweiten seitlichen Abschnitt 26 ist bevorzugt ein drittes Montagemittel 186 mit einer Montageöffnung 83 vorgesehen, um auch eine Befestigung der Pumpenvorrichtung 10 im Bereich des zweiten seitlichen Abschnitts 26 zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine bessere Aufnahme von Kräften in der Pumpenvorrichtung 10, und die Verbindung zwischen dem ringförmigen Abschnitt 22 und dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 wird weniger stark belastet. Eine Montageöffnungsrichtung 86 der Montageöffnung 83 ist eingezeichnet.
In 13 ist auf der Innenseite des zweiten seitlichen Abschnitts 26 eine Klemmgliedöffnung 171 zu sehen, welche zur zumindest teilweisen Aufnahme des Klemmglieds 114 (vgl. 1) und zu dessen Abstützung vorgesehen ist. Die Klemmgliedöffnung 171 ist im Ausführungsbeispiel als durchgehende Öffnung ausgebildet, um so ein Einführen des Klemmglieds 114 von der Außenseite des zweiten Gehäuseteils 26 her zu ermöglichen.
14 zeigt eine Seitenansicht des zweiten seitlichen Abschnitts 26, und 15 zeigt einen Längsschnitt durch den zweiten seitlichen Abschnitt 26 entlang der Linie XV-XV von 14.
Wie in 15 zu sehen ist, ist das zweite Lager 118 im zweiten seitlichen Abschnitt 26 befestigt. Bevorzugt ist der Dichtring 120 vorgesehen, welcher eine axiale Seite des zweiten Lagers 118 zumindest bereichsweise abdeckt.
Der Innendurchmesser 211 der Innenseite 175 des Dichtrings 120 ist in der Ausführungsform größer als der Innendurchmesser 212 der Innenseite des zweiten Lagers 118. Dies ermöglicht es, beim Einpressen der Welle 20 das zweite Lager 118 durch ein zwischen der Welle 20 und dem Dichtring 120 eingeführtes Werkzeug axial zu stützen, wie dies unten bei der Montage der Welle beschrieben wird.
Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausbildung des zweiten Lagers 118 als Wälzlager mit Innenring und Außenring ist der Innendurchmesser 211 des Dichtrings 120 bevorzugt so groß, dass der Dichtring 120 nicht in Kontakt mit dem Innenring des Lagers 118 kommt, um so ein Schleifen und Reibung zu verhindern.
Der Innendurchmesser 211 der Innenseite 175 des Dichtrings 120 ist im Ausführungsbeispiel geringer als der Innendurchmesser 213 der Innenseite 176 des rohrförmigen Bereichs 170. Dies ermöglicht eine Herstellung des zweiten seitlichen Abschnitts 26 im Kunststoff-Spritzgussverfahren, und der Dichtring 120 schützt dabei das zweite Lager 118 vor dem eingespritzten Kunststoff. Die in 15 untere Seite des zweiten Lagers 118 kann durch eine – nicht dargestellte – Spritzgussform geschützt werden, bei der in 15 oberen Seite des zweiten Lagers 118 ist dies jedoch nicht möglich, da ein von oben auf das zweite Lager 118 aufgelegter Stempel (nicht dargestellt) der Spritzgussform nach dem Spritzguss-Vorgang nicht nach oben weggezogen werden könnte bzw. hierfür eine sehr komplizierte und teure Spritzgussform erforderlich wäre. Durch das Vorsehen des Dichtrings 120 wird das Problem gelöst, indem die in 15 obere Seite des zweiten Lagers 118 quasi vorab durch den Dichtring 120 abgedeckt und geschützt wird.
In diesem Ausführungsbeispiel hat der zweite seitliche Abschnitt 26 eine erste Schulter 173 und eine zweite Schulter 174, und die Schultern 173, 174 führen zu einer festen Verbindung des zweiten Lagers 118 im zweiten seitlichen Abschnitt 26. Es sind auch andere Möglichkeiten zur Befestigung möglich, bspw. ein Einkleben des zweiten Lagers 118 oder das ersetzten der zweiten Schulter 174 durch ein weiteres mit dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 zu verbindendes Bauteil.
Montage der Abschnitte des Hydraulikgehäuses
16 zeigt das Hydraulikgehäuse 12 nach der Montage des ersten seitlichen Abschnitts 24 auf der ersten axialen Seite 93 und des zweiten seitlichen Abschnitts 26 auf der zweiten axialen Seite 94 des ringförmigen Abschnitts 22. Der erste seitliche Abschnitt 24 und der zweite seitliche Abschnitt 26 liegen sich gegenüber, und zwischen ihnen ist der Pumpenring 14 angeordnet.
Die Montageöffnung 82 des ringförmigen Abschnitts 22 und die Montageöffnung 83 des zweiten seitlichen Abschnitts 26 sind nach der Montage im Ausführungsbeispiel parallel ausgerichtet, und dies erleichtert die Anbringung der Pumpenvorrichtung 10, indem die Montageöffnungen 82, 83 gleichzeitig auf Befestigungsmittel aufgeschoben werden können, also bspw. auf Schrauben oder auf zylinderförmige Stutzen. Bevorzugt ist auch die Montageöffnung 81 des ringförmigen Abschnitts 22 parallel zu den Montageöffnungen 82, 83 ausgerichtet, die Montageöffnungen 81, 82, 83 erstrecken sich also parallel zueinander.
17 zeigt einen Schnitt durch das Hydraulikgehäuse 12 entlang der Linie XVII-XVII von 16. Die Außenfläche 161 des ersten seitlichen Abschnitts 24 liegt an der ersten Innenfläche 91 des ringförmigen Abschnitts 22 an, nachdem der erste seitliche Abschnitt 24 in axialer Richtung in den ringförmigen Abschnitt 22 eingesetzt wurde. Die Außenseite 172 des zweiten seitlichen Abschnitts 26 liegt an der zweiten Innenseite 92 des ringförmigen Abschnitts 22, nachdem der zweite seitliche Abschnitt 26 in axialer Richtung bereichsweise in den ringförmigen Abschnitt 22 eingeschoben wurde. Die erste Innenseite 91 und die zweite Innenseite 92 des ringförmigen Abschnitts 22 wirken dabei als Führung für den ersten seitlichen Abschnitt 24 bzw. den zweiten seitlichen Abschnitt 26, und die seitlichen Abschnitte 24, 26 können jeweils bis zu einem Anschlag in den ringförmigen Abschnitt 22 eingeführt werden. In der Ausführungsform von 17 sind ein erster axialer Bereich 177 und ein zweiter axialer Bereich 178 eingezeichnet, und eine feste Verbindung zwischen dem ringförmigen Abschnitt 22 und dem ersten seitlichen Abschnitt 24 kann durch eine Schweißverbindung 910 im Bereich 177 bewirkt werden, und entsprechend kann durch eine Schweißverbindung 920 im axialen Abschnitt 178 eine feste Verbindung zwischen dem ringförmigen Abschnitt 22 und dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 bewirkt werden. Die Schweißverbindung 910 im axialen Bereich 177 bzw. die Schweißverbindung 920 im axialen Bereich 178 ist bevorzugt im gesamten Umfangsbereich, also über 360 °, vorgesehen, um eine gute Verbindung zwischen den Abschnitten bzw. Bauteilen zu ermöglichen. Die Schweißverbindungen 910, 920 können auch Unterbrechungen aufweisen, wobei die Schweißverbindungen 910, 920 gemäß einer Ausführungsform jeweils über mindestens 70 % des Umfangs vorgesehen sind. Die Schweißverbindung wird bevorzugt als Laserschweißverbindung ausgeführt
Eine gute und sichere Montage ergibt sich durch die Verwendung eines Laserdurchstrahlschweißens, bei dem ein Laserstrahl durch den ringförmigen Abschnitt 22 hindurch auf den ersten seitlichen Abschnitt 24 bzw. auf den zweiten seitlichen Abschnitt 26 trifft und dort zu einer Werkstofferwärmung und damit einem Verschweißen führt.
Hierzu kann der erste seitliche Abschnitt 24 im Bereich der Außenfläche 161 einen ersten Werkstoff aufweisen, der ringförmig Abschnitt 22 im Bereich der ersten Innenfläche 91 einen zweiten Werkstoff aufweisen, wobei der erste Werkstoff eine größere Laser-Absorption ermöglicht bzw. als Materialeigenschaft hat als der zweite Werkstoff. Dies erleichtert das Laserschweißen in den Bereichen.
Besonders gut geeignet für eine Schweißverbindung ist die Verwendung von Kunststoff für die erste Innenfläche 91, die zweite Innenfläche 92, die Außenfläche 161 des ersten seitlichen Abschnitts 24 und die Außenfläche 172 des zweiten seitlichen Abschnitts 26.
Der Pumpenring 14 ist in 17 im ursprünglichen Zustand dargestellt, und er überlappt in diesem ursprünglichen Zustand sowohl mit dem ringförmigen Abschnitt 22 als auch mit dem ersten seitlichen Abschnitt 24 und zweiten seitlichen Abschnitt 26. Da diese Gehäuseabschnitte 22, 24, 26 im Ausführungsbeispiel härter sind als der Pumpenring 14, wird der Pumpenring 14 bei der Montage komprimiert, er passt sich also der Kontur der Gehäuseabschnitte 22, 24, 26 an, was aber nicht dargestellt ist.
In der Ausführungsform steht der Pumpenring 14 zumindest abschnittsweise mit dem ersten seitlichen Abschnitt 24 und dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 in Kontakt, um so eine Verpressung des Pumpenrings 14 in diesem Bereich zu ermöglichen und die Pumpenkammer besser abzudichten.
Das zweite Lager 118 ist fest mit dem zweiten seitlichen Abschnitt 26 verbunden und daher nach der Montage des zweiten Abschnitts 26 im ringförmigen Abschnitt 22 ebenfalls an der vorgesehenen Stelle und zentriert, die Zentrierung des zweiten seitlichen Abschnitts 26 mit Hilfe der Außenfläche 172 bewirkt also auch eine Zentrierung des zweiten Lagers 118.
Montage der Welle
18 zeigt die Pumpenvorrichtung 10 nach der Montage der Welle 20. 19 zeigt einen Längsschnitt durch die Pumpenvorrichtung 10 entlang der Linie XIX-XIX von 18.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Montage der Welle 20 folgendermaßen erfolgen. Ausgehend von dem Montagezustand gemäß 17 wird der Exzenter 18 in das Exzenter-Lager 116 eingeschoben, bis es am Innenring des zweiten Lagers 118 anliegt. Ein – nicht dargestelltes – rohrförmiges Werkzeug kann in 19 von der rechten Seite aus in den rohrförmigen Bereich 170 von rechts eingeschoben werden, bis es an der axialen Seite 182 des Innenrings des zweiten Lagers 118 anliegt und dieses gegen eine Bewegung nach rechts schützen kann. Anschließend kann die Welle 20 mit einem an ihrem vorderen Ende vorgesehenen, dünner werdenden Aufsatz 181, bspw. einem konischen Aufsatz 181, von links nach rechts durch den Exzenter 18 und durch das zweite Lager 118 hindurch geschoben werden, wobei der konische Aufsatz 181 der Ausrichtung des Exzenters 18 beim Einschieben dient, so dass die innere Ausnehmung des Exzenters 18 relativ zur Welle 20 zentriert wird. Der Aufsatz 181 kann nach dem Einschieben bzw. Einpressen der Welle 20 abgenommen werden, bzw. automatisch abfallen, sobald er frei wird. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt beim Einschieben der Welle 20 von links nach rechts eine Verpressung der Welle 20 mit dem zweiten Lager 118, so dass dieses als Festlager dienen kann.
Bevorzugt wird durch das Einschieben der Welle 20 von links nach rechts auch eine Pressverbindung zwischen der Welle 20 und dem Exzenter 18 bewirkt, und hierdurch kann ein zusätzlicher Befestigungsschritt, bspw. durch Kleber, vermieden werden. In einem nächsten Schritt kann eine Feder 180 auf die Welle 20 aufgeschoben werden, und das erste Lager 110 kann zwischen dem ersten seitlichen Abschnitt 24 und die Welle 20 eingeschoben werden.
Das erste Lager 110 ist im Ausführungsbeispiel als Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring ausgebildet, es kann aber beispielsweise auch ein Gleitlager verwendet werden.
Bevorzugt wird der Außenring des ersten Lagers 110 fest mit dem ersten seitlichen Abschnitt 24 bzw. mit der Buchse 112 verbunden, bspw. durch eine Pressverbindung oder eine Klebeverbindung. Die Innenseite des ersten Lagers 110 ist im Ausführungsbeispiel nicht fest mit der Welle 20 verbunden, sondern es ist eine Relativbewegung möglich. Hierdurch wirkt das erste Lager 110 als Loslager, und der Innenring des ersten Lagers 110 wird durch die Feder 180 mit einer Kraft beaufschlagt, um Spiel aus der Lageranordnung 110, 118 zu nehmen. Nach der Montage wird die Welle 20 durch das erste Lager 110 und das zweite Lager 118 radial gelagert, und das als Festlager montierte zweite Lager 118 kann axiale Kräfte der Welle 20 aufnehmen.
Das – nicht dargestellte – Werkzeug, das an die axiale Seite 182 des zweiten Lagers 118 beim Anpressen anliegt, nimmt die auf das zweite Lager 118 beim Einpressen wirkenden axialen Kräfte auf, damit diese nicht über das Lager abgetragen werden müssen und möglicherweise das zweite Lager 118 zerstören. Nach der Montage der Welle 20 muss das Werkzeug nicht mehr den Innenring des zweiten Lagers 118 und den Exzenter 18 halten und kann daher entfernt werden.
Nach der Montage der Welle 20 kann das Klemmglied 114 von der Seite des zweiten seitlichen Abschnitts 26 her in das Hydraulikgehäuse 12 eingeschoben werden, bis es sowohl im ersten seitlichen Abschnitt 24 als auch im zweiten seitlichen Abschnitt 26 abgestützt ist und den Pumpenring 14 im Bereich des Klemmglieds 114 nach außen drückt und die Pumpkammer dadurch in diesem Bereich abdichtet.
20 zeigt eine raumbildliche Darstellung der Pumpenvorrichtung 10 nach der Montage der Welle 20. Die parallele Ausrichtung der Montageöffnungen 82, 83 ist gut zu sehen.
Montage der Statoranordnung und Rotoranordnung
21 zeigt die Statoranordnung 145 mit einem Statorkern 191 und einer Wicklungsanordnung 192. Die Statoranordnung 145 ist mit einer Leiterplatte 194 mechanisch und elektrisch verbunden, und an der Leiterplatte 194 sind elektronische Bauteile 195 und elektrische Anschlüsse 196 vorgesehen. Die Statoranordnung 145 kann zusammen mit der Leiterplatte 194 auf den rohrförmigen Bereich 170 des zweiten seitlichen Abschnitts 26 (vgl. 20) aufgeschoben und an diesem befestigt werden. Die Statoranordnung 145 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Innenstator ausgebildet, und die Statoranordnung kann bevorzugt elektronisch kommutiert werden. Der Statorkern 191 ist im Ausführungsbeispiel als Blechpaket ausgebildet.
22 zeigt einen Schnitt durch die Rotoranordnung 146, welche eine Rotorglocke 198 und Permanentmagneten 199 aufweist. Die Rotoranordnung 146 kann mit dem dem rohrförmigen Bereich 170 (vgl. 20) zugeordneten Ende der Welle 20 verbunden werden, in diesem Ausführungsbeispiel über eine Nabe 200. Die Verbindung kann als Pressverbindung erfolgen, indem das gegenüberliegende Ende der Welle 20 beim Verbinden der Rotoranordnung 146 mit der Welle 200 abgestützt wird, um so bei der Verpressung eine Belastung der Lager 110, 118 zu vermeiden.
23 zeigt die Pumpenvorrichtung 10 im fertig montierten Zustand, also mit montierter Statoranordnung 145 (vgl. 21) und montierter Rotoranordnung 146.
24 zeigt den Dichtungsring 120.
25 zeigt die Pumpenvorrichtung 10 in Explosionsdarstellung.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
So kann beispielsweise an Stelle des Exzenters 18 und des Exzenter-Lagers 116 ein kombiniertes Wälzlager mit konzentrischem Innenring und exzentrischem Außenring verwendet werden.
Die Pumpenvorrichtung 10 kann auch ohne Pumpenringträger 16 ausgebildet werden, wobei dann der Pumpenring etwas steifer ausgebildet werden muss und die Pumpenleistung geringer wird.
Als zweites Lager 118 kann alternativ ein Gleitlager verwendet werden. Der Pumpenring 14 kann aus einem elastomeren Material ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013104245 A1 [0005]
WO 2012/126544 A1 [0006]

Claims

Pumpenvorrichtung (10) zum Pumpen einer Flüssigkeit, mit einem Hydraulikgehäuse (12), in dem ein Pumpenring (14) und ein Exzenter (18) aufgenommen sind, welcher Exzenter (18) über eine Welle (20) mit einem Antrieb (140) verbunden ist, um über den Antrieb (140) und die Welle (20) eine Drehung des Exzenters (18) zu ermöglichen, welche Welle (20) eine axiale Richtung (21) und eine radiale Richtung der Pumpenvorrichtung (10) definiert, welches Hydraulikgehäuse (12) einen ringförmigen Abschnitt (22), einen ersten seitlichen Abschnitt (24) und einen zweiten seitlichen Abschnitt (26) umfasst, welcher ringförmige Abschnitt eine erste axiale Seite (93) und eine zweite axiale Seite (94) aufweist, welcher erste seitliche Abschnitt (24) auf der ersten axialen Seite (93) und welcher zweite seitliche Abschnitt (26) auf der zweiten axialen Seite (94) angeordnet sind, welcher Pumpenring (14) zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten seitlichen Abschnitt (24) und dem zweiten seitlichen Abschnitt (26) angeordnet ist, und welcher zweite seitliche Abschnitt (26) als Antriebsflansch für den Antrieb (140) ausgebildet ist.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der ringförmige Abschnitt (22) eine erste Innenfläche (91) aufweist, welche mit einer Außenfläche (161) des ersten seitlichen Abschnitts (24) in Kontakt steht, und bei welcher der ringförmige Abschnitt (22) eine zweite Innenfläche (92) aufweist, welche mit einer Außenfläche (172) des zweiten seitlichen Abschnitts (26) in Kontakt steht.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die erste Innenfläche (91) und die Außenfläche (161) des ersten seitlichen Abschnitts (24) dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des ersten seitlichen Abschnitts (24) relativ zum ringförmigen Abschnitt (22) in radialer Richtung zu begrenzen, und bei welcher die zweite Innenfläche (92) und die Außenfläche (172) des zweiten seitlichen Abschnitts (26) dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des zweiten seitlichen Abschnitts (26) relativ zum ringförmigen Abschnitt (22) in radialer Richtung zu begrenzen.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher die erste Innenfläche (91) und die Außenfläche (161) des ersten seitlichen Abschnitts (24) durch eine erste Schweißverbindung (910) miteinander verbunden sind, und bei welcher die zweite Innenfläche (92) und die Außenfläche (172) des zweiten seitlichen Abschnitts (26) durch eine zweite Schweißverbindung (920) miteinander verbunden sind.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die erste Schweißverbindung (910) und die zweite Schweißverbindung (920) jeweils über mindestens 70 % des Umfangs des ringförmigen Abschnitts (22) vorgesehen sind.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die erste Schweißverbindung (910) und die zweite Schweißverbindung (920) jeweils als Laser-Schweißverbindung ausgestaltet sind.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der erste seitliche Abschnitt (24) im Bereich der Außenfläche (161) einen ersten Werkstoff aufweist, bei welcher der ringförmig Abschnitt (22) im Bereich der ersten Innenfläche (91) einen zweiten Werkstoff aufweist, und bei welcher der erste Werkstoff eine größere Laser-Absorption ermöglicht als der zweite Werkstoff, um ein Laserdurchstrahlschweißen zu ermöglichen.
Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei welcher die erste Innenfläche (91), die zweite Innenfläche (92), die Außenfläche (161) des ersten seitlichen Abschnitts (24) und die Außenfläche (172) des zweiten seitlichen Abschnitts (26) aus Kunststoff ausgebildet sind.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein Klemmglied (114) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, den Pumpenring (14) in einem Klemmgliedbereich (45) statisch gegen den ringförmigen Abschnitt (22) des Pumpengehäuses (12) zu pressen.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher auf der Innenseite des ersten seitlichen Abschnitts (24) eine Aussparung (47) vorgesehen ist, welche Aussparung (47) dazu ausgebildet ist, das Klemmglied (114) zumindest bereichsweise aufzunehmen und hierdurch abzustützen.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Aussparung (47) sacklochartig ausgebildet ist, um ein Austreten eines zu fördernden Fluids zu verhindern.
Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welcher auf der Innenseite des zweiten seitlichen Abschnitts (26) eine Klemmgliedöffnung (171) vorgesehen ist, welche Klemmgliedöffnung (171) dazu ausgebildet ist, das Klemmglied (114) zumindest bereichsweise aufzunehmen und hierdurch abzustützen.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Klemmgliedöffnung als durchgehende Öffnung ausgebildet ist, um ein Einführen des Klemmglieds (114) von der Außenseite des zweiten seitlichen Abschnitts (26) zu ermöglichen.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher am ringförmigen Abschnitt (22) mindestens ein Montagemittel (184, 185) mit einer Montageöffnung (81, 82) vorgesehen ist, welche Montageöffnung (81, 82) sich in eine erste Montageöffnungsrichtung (85) erstreckt, um eine Montage der Pumpenvorrichtung (10) zu ermöglichen.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher am zweiten seitlichen Abschnitt (26) mindestens ein Montagemittel (186) mit einer Montageöffnung (83) vorgesehen ist, welche Montageöffnung sich in eine zweite Montageöffnungsrichtung (86) erstreckt, um eine Montage der Pumpenvorrichtung (10) zu ermöglichen.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 14 und 15, bei welcher die erste Montageöffnungsrichtung (85) und die zweite Montageöffnungsrichtung (86) parallel zueinander sind.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der zweite seitliche Abschnitt (26) einen rohrförmigen Bereich (170) aufweist, durch welchen rohrförmigen Bereich (170) sich zumindest bereichsweise die Welle (20) erstreckt.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher der Antrieb (140) eine Statoranordnung (190) aufweist, welche Statoranordnung (190) auf dem rohrförmigen Bereich (170) des zweiten seitlichen Abschnitts befestigt ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das zweite Lager (118) als Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring ausgebildet ist, und bei welcher der Exzenter (18) gegen den Innenring des zweiten Lagers (118) anliegt.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der zweite seitliche Abschnitt (26) eine Schulter (173) aufweist, welche Schulter (173) dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Lagers (118) in axialer Richtung (21) zur Schulter (173) hin zu begrenzen, wobei zwischen der Schulter (173) und dem zweiten Lager (118) ein Dichtring (120) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser (211) größer ist als der Innendurchmesser (212) des zweiten Lagers (118).
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 20, bei welcher der zweite seitliche Abschnitt (26) einen rohrförmigen Bereich (170) aufweist, und bei welcher der Innendurchmesser (211) des Dichtrings (120) kleiner ist als der Innendurchmesser (213) des rohrförmigen Bereichs (170).
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das erste Lager (110) als Loslager und das zweite Lager (118) als Festlager ausgebildet ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das zweite Lager (118) als Nadellager ausgebildet ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Exzenter-Lager (116) eine geringere axiale Erstreckung aufweist als der Exzenter (18).
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Pumpenring (14) mit dem ersten seitlichen Abschnitt (24) und dem zweiten seitlichen Abschnitt (26) in Kontakt steht.