DE102019103675A1

DE102019103675A1 - Feder-Dichtungs-Einheit

Info

Publication number: DE102019103675A1
Application number: DE102019103675.5A
Authority: DE
Inventors: Claus Welte
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-08-27

Abstract

Feder-Dichtungs-Einheit umfassend:eine Stützfläche (23a) zum Abstützen der Feder-Dichtungs-Einheit (20) und eine von der Stützfläche (23a) abgewandte Dichtfläche (24a) für Dichtkontakt,wobei die Stützfläche (23a) und die Dichtfläche (24a) in Bezug auf eine Federkraftrichtung (F) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) voneinander abgewandt sind,eine Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') mit einem die Dichtfläche (24a) bildenden Dichtsteg (21a) aus Dichtungsmaterial, undeine mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') zerstörungsfrei nicht lösbar zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbundene Federeinrichtung (35; 36; 37) aus Federmaterial, das sich in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet,wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einer in Federkraftrichtung (F) erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein in Federkraftrichtung (F) gemessener Abstand von Stützfläche (23a) und Dichtfläche (24a) gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feder-Dichtungs-Einheit, die für eine Kompensation von Bauteil- und/oder Einbautoleranzen, thermisch bedingten Geometrieänderungen und druckbedingten Bewegungen eingerichtet ist. Die Feder-Dichtungs-Einheit kann für hydraulische und pneumatische Vorrichtungen, wie etwa Pumpen und Kompressoren, vorgesehen sein. Sie kann beispielsweise eine Auslassdichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Rotationspumpe sein. Die Erfindung betrifft auch eine Pumpe, insbesondere eine Rotationspumpe, einschließlich der Auslassdichtung. Die Pumpe kann einflutig oder mehrflutig, insbesondere mehrkreisig sein. Die Pumpe kann als Getriebepumpe zur Versorgung eines Getriebes, beispielsweise eines Automatikgetriebes oder Lenkgetriebes eines Fahrzeugs oder eines Getriebes einer Windkraftanlage, mit Druckfluid verwendet werden. In noch einer anderen Verwendung kann sie als Schmierölpumpe zur Versorgung einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, mit Schmieröl verwendet werden. Eine kombinierte Verwendung als Schmierölpumpe und als Getriebepumpe ist ebenfalls denkbar, insbesondere in Ausführungen, in denen die Pumpe mehrflutig ist. Die Pumpe kann vorteilhafterweise in Cartridge-Bauweise ausgeführt sein.
Aus der WO 01/94791 A1 ist eine Pumpe in Form eines Pumpeneinsatzes, der in einem Aufnahmeschacht einer Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist, bekannt. Der Pumpeneinsatz umfasst eine Umfangswand, die eine Förderkammer der Pumpe umgibt, und zwei Stirnwände, die die Förderkammer an ihren beiden Stirnseiten begrenzen. In der Förderkammer ist ein Rotor mit Flügeln um eine Drehachse drehbar angeordnet. Die Förderkammer wird mittels der Flügel in Förderzellen unterteilt, die sich bei Drehung des Rotors periodisch vergrößern und verkleinern, um Druckfluid von einer Niederdruckseite der Pumpe zu einer Hochdruckseite zu fördern. Der Pumpeneinsatz ist axial zwischen einem Boden des Aufnahmeschachts und einem Deckel der Aufnahmeeinrichtung angeordnet. Im Betrieb der Pumpe wird das Druckfluid aus einem über den äußeren Umfang des Pumpeneinsatzes erstreckten Saugraum in die Förderkammer gesaugt und durch die eine Stirnwand in einen zwischen dieser Stirnwand und dem Boden des Aufnahmeschachts gebildeten Druckraum und von dort abgefördert. Ein ringförmiges Dichtelement, das die betreffende Stirnwand umgibt und als Radialdichtung wirkt, trennt den Druckraum vom Saugraum. In dem Druckraum ist eine Federeinrichtung angeordnet, die den Pumpeneinsatz axial gegen den Deckel spannt. Der Pumpeneinsatz ist in einem geringen Ausmaß relativ zur Aufnahmeeinrichtung gegen die Kraft der Federeinrichtung axial beweglich, so dass Bauteiltoleranzen und Geometrieänderungen ausgeglichen werden können. Dabei wird die Stirnwand im Bereich der Radialdichtung von der Aufnahmeeinrichtung axial geführt. Die Pumpe weist zwei Arbeitsfluten auf, die gemeinsam in den Druckraum fördern, d. h. die Arbeitsfluten sind nicht voneinander getrennt; die Pumpe ist als Einkreispumpe ausgeführt.
Die EP 3 081 741 A2 offenbart eine Getriebepumpe mit mehreren Arbeitsfluten. Die Pumpe ist als Mehrkreispumpe ausgeführt. Die Pumpe weist dementsprechend separate, gegeneinander abgedichtete Druckauslässe, jeweils wenigstens einen Druckauslass pro Flut, auf. In Ausführungsbeispielen wird ein erster Druckauslass mittels einer ringförmigen Radialdichtung, die ein Gehäuse der Pumpe umgibt, abgedichtet. Innerhalb des mittels der Radialdichtung erhaltenen Druckraums ist eine ringförmige Auslassdichtung angeordnet, die einen zweiten Druckauslass dichtend umgibt, um den zweiten Druckauslass vom ersten Druckraum zu separieren. Die Pumpe ist in Cartridge-Bauweise ausgeführt und wird mit einer äußeren Stirnseite des Pumpengehäuses voran in einen Aufnahmeschacht einer Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise eines Gehäuses eines Automatikgetriebes, eingebaut. Ein von der Pumpe gefördertes Druckfluid wird über die Druckauslässe und diesen axial gegenüberliegende Druckanschlüsse der Aufnahmeeinrichtung abgefördert. Eine Federeinrichtung, die an einem Boden des Aufnahmeschachts abgestützt, drückt mit Federkraft gegen die dem Boden des Aufnahmeschachts axial zugewandt gegenüberliegende äußere Stirnseite des Pumpengehäuses, wodurch Toleranzen und Geometrieänderungen in axialer Richtung ausgeglichen werden können.
Die US 2017/0260979 A1 offenbart eine Dichtungsanordnung für eine Flügelzellenpumpe in Cartridge-Bauweise, wobei die Flügelzellenpumpe zwei Arbeitsfluten aufweist und als Zweikreispumpe ausgeführt ist. Die Dichtungsanordnung umfasst eine um den Umfang einer Stirnwand des Pumpengehäuses umlaufend angeordnete Radialdichtung, die einen ersten Druckraum der Pumpe vom Saugraum trennt, und eine Auslassdichtung, die an einer äußeren Stirnseite der Stirnwand angeordnet ist. Die Auslassdichtung trennt den ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum der Pumpe und dichtet einen Wellendurchtritt für eine Antriebswelle der Pumpe ab, indem die Auslassdichtung um den Wellendurchtritt umläuft.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung zu schaffen, die Bauteil- und/oder Einbautoleranzen und/oder thermisch bedingte Geometrieänderungen und/oder druckbedingte Bewegungen von Bauteilen am Einbauort der Dichtung wirksam kompensieren und dennoch einfach montiert werden kann.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Pumpe, die für die Anordnung in einem Aufnahmeschacht einer Aufnahmeeinrichtung geeignet ist und für diesen Zweck eine Gehäusestirnwand mit einem oder mehreren Druckauslässen zur Abförderung eines Druckfluids aus einer Förderkammer der Pumpe aufweist. Für eine derartige Pumpe soll die Abdichtung des einen oder der mehreren Druckauslässe in Bezug auf Bauteil- und/oder Einbautoleranzen der Aufnahmeeinrichtung und der Pumpe und/oder thermisch bedingten Geometrieänderungen und/oder druckbedingten Bewegungen von Gehäusestrukturen der Pumpe verbessert werden.
Nach der Erfindung bilden eine Dichtungsstruktur aus Dichtungsmaterial und eine Federeinrichtung aus Federmaterial eine Feder-Dichtungs-Einheit, in der die Dichtungsstruktur und die Federeinrichtung unlösbar, nämlich zerstörungsfrei nicht voneinander lösbar, verbunden sind. Die Verbindung kann auf Formschluss und/oder Stoffschluss beruhen. Sie kann einen Reibschluss beinhalten. „Unlösbar“ bedeutet, dass die Dichtungsstruktur und die Federeinrichtung nicht ohne Beschädigung der Dichtungsstruktur und/oder der Federeinrichtung voneinander gelöst werden können und die Beschädigung so weitgehend ist, dass die Dichtungsstruktur und/oder die Federeinrichtung nach dem Lösen nicht wieder zu einer funktionstüchtigen Feder-Dichtungs-Einheit zusammengesetzt werden können. Nach dem Lösen können nicht gleichzeitig die gelöste Dichtungsstruktur mit einer neuen Federeinrichtung und die gelöste Federeinrichtung mit einer neuen Dichtungsstruktur zu einer erfindungsgemäßen neuen Feder-Dichtungs-Einheit verbunden werden. Wenigstens eine der voneinander gelösten Komponenten, nämlich die Dichtungsstruktur und/oder die Federeinrichtung, ist Ausschuss oder bedarf einer so weitgehenden Reparatur, dass von einem Neuherstellen gesprochen werden muss.
Die Feder-Dichtungs-Einheit umfasst eine Stützfläche zum Abstützen der Feder-Dichtungs-Einheit und eine von der Stützfläche abgewandte Dichtfläche für Dichtkontakt. Die Dichtungsstruktur weist einen Dichtsteg auf. Der Dichtsteg bildet die Dichtfläche. Die Federeinrichtung ist aus Federmaterial geformt, das sich in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet. Die Federeinrichtung erzeugt in einem gespannten Zustand eine Federkraft, die in eine Federkraftrichtung wirkt. Die Dichtfläche des Dichtstegs und die Stützfläche der Feder-Dichtungs-Einheit sind einander in Bezug auf die Federkraftrichtung abgewandt. Die Dichtfläche weist in Federkraftrichtung, und die Stützfläche weist in die Gegenrichtung, d. h. in eine der Federkraftrichtung entgegengesetzte Richtung. Dies schließt auch den Fall ein, dass die Dichtfläche mit einer Neigung, beispielsweise einfach schräg, zur Federkraftrichtung weist, und/oder die Stützfläche mit einer Neigung, beispielsweise einfach schräg, zur Gegenrichtung weist. Bevorzugt weist die Dichtfläche gänzlich oder zumindest bereichsweise in einem rechten Winkel zur Federkraftrichtung. Bevorzugt weist die Stützfläche insgesamt oder zumindest bereichsweise unter einem rechten Winkel zur Gegenrichtung.
Durch Spannen der Federeinrichtung wird ein in Federkraftrichtung gemessener Abstand von Stützfläche und Dichtfläche gegen die rückstellende Federkraft der Federeinrichtung verringert. Im Vergleich mit dem unbelasteten Zustand der Feder-Dichtungs-Einheit kann der Abstand gegen die rückstellende Federkraft in vorteilhaften Ausführungen um wenigstens 20 % oder wenigstens 40 % verringert werden. Der im unbelasteten Zustand gemessene Abstand ist vorteilhafterweise so groß, dass Bauteil- und/oder Einbautoleranzen und/oder thermisch bedingte Geometrieänderungen und/oder im Betrieb auftretende Relativbewegungen der gegeneinander abzudichtenden Bauteile in der Größenordnung von wenigstens 2/10 mm oder wenigstens 5/10 mm, bevorzugt wenigstens 1 mm, ausgeglichen werden können.
Die Federeinrichtung ist in einer in Federkraftrichtung erstreckten Federfläche materialelastisch oder in bevorzugten Ausführungen formelastisch. Besonders bevorzugt ist sie biegeelastisch. Sie kann auch formelastisch und materialelastisch sein.
Bei der wenigstens einen mechanischen Materialeigenschaft, in der das Dichtungsmaterial und das Federmaterial sich voneinander unterscheiden, kann es sich insbesondere um den E-Modul oder die Druckfestigkeit oder die Zugfestigkeit oder die Härte oder den Schubmodul handeln. In typischen Ausführungen unterscheiden sich das Federmaterial und das Dichtungsmaterial in mehreren mechanischen Materialeigenschaften voneinander. Bevorzugt weist das Federmaterial einen größeren E-Modul und/oder einen größeren Schubmodul und/oder eine größere Druckfestigkeit und/oder eine größere Zugfestigkeit und/oder eine größere Härte als das Dichtungsmaterial auf. Das Federmaterial und das Dichtungsmaterial unterscheiden sich in bevorzugten Ausführungen in Bezug auf die jeweilige Materialeigenschaft um wenigstens den Faktor 5 oder wenigstens den Faktor 10 oder wenigstens den Faktor 20. In Bezug auf den E-Modul unterscheiden sich das Dichtungsmaterial und das Federmaterial um vorzugsweise wenigstens den Faktor 1000.
Das Federmaterial kann insbesondere ein Metallwerkstoff oder ein Kunststoff oder ein Metall-Kunststoff-Verbundwerkstoff sein. In bevorzugten Ausführungen bildet Federstahl das Federmaterial oder ist ein wesentlicher Bestandteil des Federmaterials. Ist das Federmaterial ein Kunststoff oder enthält es Kunststoff zu einem wesentlichen Anteil, so dass die Federeigenschaften der Federeinrichtung maßgeblich durch den Kunststoff bestimmt werden, und beruht die Federwirkung maßgeblich auf Formelastizität, kann es sich bei dem Kunststoff insbesondere um ein Thermoplastmaterial, beispielsweise in Form eines Organoblechs handeln.
Das Dichtungsmaterial kann insbesondere ein Gummiwerkstoff oder ein Elastomerwerkstoff sein, was auch entsprechende Verbundwerkstoffe einschließt. Bevorzugt werden spritzgießfähige Dichtungsmaterialien, wie etwa thermoplastische Elastomere (TPE).
Die Dichtungsstruktur und die Federeinrichtung können wie bereits erwähnt formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Für einen Stoffschluss kommt beispielsweise eine Klebeverbindung in Frage. Beruht die unlösbare Verbindung auf Formschluss oder ist ein Formschluss beteiligt, ist die Federeinrichtung in dem Dichtungsmaterial zumindest so weit eingebettet, dass sie ohne Beschädigung des Dichtungsmaterials von der Dichtungsstruktur nicht gelöst werden kann. Das Dichtungsmaterial kann die Federeinrichtung vollständig oder teilweise umgeben. Die Federeinrichtung kann vom Dichtungsmaterial durchdrungen sein, beispielsweise Ausnehmungen und/oder Durchgänge aufweisen, die zumindest teilweise mit dem Dichtungsmaterial gefüllt sind. Die Federeinrichtung und/oder eine die Federeinrichtung umfassende Baueinheit kann mit dem Dichtungsmaterial insbesondere umspritzt und/oder durchspritzt sein. So kann die Feder-Dichtungs-Einheit beispielsweise durch Einlegen einer vorgeformten Federeinrichtung in ein Spritzgusswerkzeug und zumindest teilweises Umspritzen und/oder Durchspritzen mit dem Dichtungsmaterial geformt werden, vorzugsweise werkzeugfallend. Ist das Federmaterial ein thermoplastischer Kunststoff und das Dichtungsmaterial ein thermoplastisches Elastomer, können das Federmaterial und das Dichtungsmaterial alternativ auch in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren zur Feder-Dichtungs-Einheit geformt werden, vorzugsweise werkzeugfallend.
Die Federeinrichtung kann in einer vorteilhaften Zweitfunktion in sämtlichen Ausführungen der Feder-Dichtungs-Einheit als Trägerstruktur für das Dichtungsmaterial und somit für die Dichtungsstruktur dienen.
Die Feder-Dichtungs-Einheit kann über die Dichtungsstruktur und die Federeinrichtung hinaus eine oder mehrere weitere Funktionsstrukturen zur Erzielung einer oder mehrerer weiterer Funktionalitäten umfassen. Sie kann beispielsweise eine Aussteifungsstruktur zur Aussteifung in Bezug auf Biegebeanspruchungen und/oder Torsionsbeanspruchungen der Feder-Dichtungs-Einheit im Ganzen umfassen. Zusätzlich oder stattdessen kann die Feder-Dichtungs-Einheit in Ausführungen, in denen sie der Abdichtung eines Fluideinlasses oder Fluidauslasses oder Fluiddurchlasses dient, eine Widerstandsstruktur zur Erhöhung des Strömungswiderstands und dadurch beispielsweise zur Vergleichmäßigung einer die Feder-Dichtungs-Einheit durchströmenden Fluids umfassen. Die zwei beispielsweise genannten zusätzlichen Funktionalitäten können durch jeweils eine Funktionsstruktur pro Funktionalität oder durch eine zusätzliche multifunktionale Funktionsstruktur bereitgestellt werden.
In den Weiterentwicklungen mit zusätzlicher Funktionsstruktur ist es vorteilhaft, wenn die Federeinrichtung und die weitere Funktionsstruktur oder die gegebenenfalls mehreren weiteren Funktionsstrukturen in Form einer Baueinheit bereitgestellt werden. Die Federeinrichtung und die eine oder die gegebenenfalls mehreren weiteren Funktionsstrukturen bilden in derartigen Ausführungen vorteilhafterweise einen unlösbaren, d. h. zerstörungsfrei nicht lösbaren Materialverbund. Die Federeinrichtung und die eine oder mehreren Funktionsstrukturen können separat voneinander geformt und stoffschlüssig zum Materialverbund miteinander verbunden sein. In vorteilhaften Ausführungen wird der Materialverbund jedoch in einem Verfahren der Urformung, beispielsweise einem Gießverfahren oder Sinterverfahren oder einem generativen Formungsverfahren, geschaffen. Die Baueinheit kann in diesen Ausführungen unmittelbar durch die Urformung geformt werden. Zweckmäßigerweise wird durch die Urformung jedoch nur der Materialverbund hergestellt, während die Baueinheit, die die Federeinrichtung und die eine oder mehreren Funktionsstrukturen umfasst, durch nachgelagerte Bearbeitungsschritte, beispielsweise mittels eines nachgelagerten Trennverfahrens und/oder eines nachgelagerten Umformverfahrens, geschaffen wird.
Ist die Federeinrichtung Bestandteil einer Baueinheit mit einer oder mehreren weiteren Funktionsstrukturen, kann das Dichtungsmaterial insbesondere eine oder mehrere Freistellungen zwischen der Federeinrichtung und der jeweiligen weiteren Funktionsstruktur durchsetzen und auf diese Weise eine Verankerung der Federeinrichtung im Dichtungsmaterial verbessern. Dementsprechend kann die Baueinheit mit dem Dichtungsmaterial im Bereich der Federeinrichtung zumindest teilweise umspritzt und in einem oder mehreren Zwischenbereichen bzw. Freistellungen mit dem Dichtungsmaterial durchspritzt sein. Zusätzlich kann oder können die Federeinrichtung auch als solche durchspritzt und/oder die jeweilige weitere Funktionsstruktur zumindest teilweise mit dem Dichtungsmaterial umspritzt sein.
Die Feder-Dichtungs-Einheit dient in bevorzugten Verwendungen der Abdichtung eines Fluidauslasses oder eines Fluideinlasses einer Hydraulikvorrichtung oder einer Gasdruckvorrichtung. Besonders bevorzugt dient sie der Abdichtung eines Druckauslasses einer Pumpe, etwa einer hydraulischen Pumpe, d. h. einer Pumpe für ein flüssiges Fluid, beispielsweise Schmieröl, Getriebeöl oder ein Arbeitsöl. Insbesondere für derartige Anwendungen, d. h. für die Abdichtung eines Fluidauslasses oder Fluideinlasses, kann der Dichtsteg mit seiner Dichtfläche einen Durchgang der Dichtung in einer zur Federkraftrichtung parallelen Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit umlaufend dicht einrahmen. In derartigen Verwendungen wird dieser Durchgang von Fluid durchströmt und kann daher als „Fluiddurchgang“ bezeichnet werden.
Die Erfindung betrifft nicht nur die Feder-Dichtungs-Einheit als solche, sondern auch eine Hydraulikvorrichtung oder Gasdruckvorrichtung, in oder an der die Feder-Dichtungs-Einheit angeordnet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung auch eine Pumpe zur Versorgung eines Aggregats, beispielsweise eines Getriebes, mit einem Druckfluid, bei der die Feder-Dichtungs-Einheit der Abdichtung eines Druckauslasses der Pumpe dient.
Die Pumpe umfasst ein Pumpengehäuse mit einer Förderkammer und einen in der Förderkammer um eine Drehachse drehbeweglichen Rotor zur Bildung von Förderzellen, die sich bei Drehung des Rotors periodisch vergrößern und wieder verkleinern, um Druckfluid von einer Niederdruckseite der Pumpe zu einer Hochdruckseite der Pumpe zu fördern. Das Pumpengehäuse weist eine Umfangswand, die die Förderkammer der Pumpe umgibt, eine erste Stirnwand und eine zweite Stirnwand auf, wobei die Stirnwände die Förderkammer an ihren Stirnseiten begrenzen. An einer von der Förderkammer abgewandten äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand mündet ein Druckauslass für aus der Förderkammer gefördertes Druckfluid. Die Pumpe umfasst die Feder-Dichtungs-Einheit, die als Auslassdichtung zur Abdichtung des Druckauslasses an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand vorgesehen ist.
Das Pumpengehäuse kann an einer am Montageort vorhandenen Aufnahmeeinrichtung montiert werden oder bereits montiert sein. Wenn es heißt, dass die Pumpe „an“ einer Aufnahmeeinrichtung montierbar oder montiert ist, so schließt dies auch eine Montage innerhalb der Aufnahmeeinrichtung ein.
Die Aufnahmeeinrichtung kann insbesondere ein Gehäuse eines mit dem Druckfluid zu versorgenden Aggregats, wie etwa eines Getriebes oder eines Motors, sein. Im montierten Zustand liegt der ersten Stirnwand des Pumpengehäuses eine Anschlusswand der Aufnahmeeinrichtung axial gegenüber. Bei der Anschlusswand der Aufnahmeeinrichtung kann es sich insbesondere um einen Boden eines Aufnahmeschachts für die Pumpe handeln. An der Anschlusswand der Aufnahmeeinrichtung mündet ein Druckanschluss, über den das durch den Druckauslass strömende Druckfluid abförderbar ist. Die Feder-Dichtungs-Einheit dient der Herstellung einer dichten Fluidverbindung von Druckauslass der Pumpe und Druckanschluss der Aufnahmeeinrichtung.
Wenn die Pumpe am Einbauort montiert ist, sorgt die integrierte Federeinrichtung dafür, dass die Dichtfläche stets mit einer gewissen Andruckkraft gegen die Anschlusswand der Aufnahmeeinrichtung gedrückt wird, um den Druckauslass des Pumpengehäuses und den Druckanschluss der Aufnahmeeinrichtung miteinander zu verbinden und von der Umgebung zu trennen. Ist die Pumpe in einem Aufnahmeschacht der Aufnahmeeinrichtung angeordnet, kann insbesondere ein Boden des Aufnahmeschachts die Anschlusswand bilden. Mittels der Federeinrichtung und der von ihr erzeugten Andruckkraft wird dann sichergestellt, dass die Dichtungsstruktur mit ihrer Dichtfläche gegen den der ersten Stirnwand in Federkraftrichtung, hier axial, gegenüberliegenden Boden des Aufnahmeschachts gedrückt wird. Die integrierte Federeinrichtung gewährleistet, dass die Dichtungsstruktur den Druckauslass und den Druckanschluss der Aufnahmeeinrichtung trotz Bauteiltoleranzen und/oder Einbautoleranzen der Aufnahmeeinrichtung und der Pumpe und/oder thermisch bedingten Geometrieänderungen und/oder druckbedingten axialen Bewegungen des Pumpengehäuses im Ganzen oder von Teilen des Pumpengehäuses gegen außen abschließt.
Mittels der Feder-Dichtungs-Einheit kann das Pumpengehäuse mit axialer Vorspannung montiert und dadurch sichergestellt werden, dass die Auslassdichtung stets mit Vorspannkraft in einen axialen Dichtkontakt und die erste Stirnwand und/oder die zweite Stirnwand des Pumpengehäuses axial in Richtung Umfangswand gepresst werden. Die Dichtigkeit kann hierdurch im Stillstand und somit gleich bei einem Anfahren der Pumpe, beispielsweise bei einem Erststart oder einem Kaltstart, gewährleistet werden. Die Feder-Dichtungs-Einheit, d. h. deren Federeinrichtung, kann mit einer Vorspannkraft angeordnet sein, die ausreichend groß ist, um für Dichtigkeit im unteren Drehzahlbereich der Pumpe im betriebswarmen Zustand, d. h. bei niedrigviskosem Druckfluid, zu sorgen. Die Vorspannkraft kann gleichzeitig so gering sein, dass die Auslassdichtung bei einem Kaltstart und entsprechend hochviskosem Druckfluid eine gewisse Undichtigkeit zeigt, beispielsweise gegen die Andruckkraft der Federeinrichtung aus dem Dichtkontakt abhebt, um eine beim Kaltstart typischerweise auftretende Druckspitze abzubauen.
Die Umfangswand des Pumpengehäuses kann in einem Verfahren der Urformung, optional mit Nachbearbeitung, gemeinsam mit der ersten Stirnwand oder stattdessen gemeinsam mit der zweiten Stirnwand geformt sein. In vorteilhaften Ausführungen handelt es sich bei der Umfangswand, der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand jedoch um drei separat geformte Teile, die axial nebeneinander angeordnet sind. Das Pumpengehäuse ist in derartigen Ausführungen schichtartig aufgebaut. Die Stirnwände werden zumindest im montierten Zustand der Pumpe axial jeweils in Richtung Umfangswand gedrückt, um die Förderkammer von einem Förderkammereinlass auf der Niederdruckseite und einem Förderkammerauslass auf der Hochdruckseite abgesehen dicht zu umschließen. Vorzugsweise sind die erste Stirnwand unmittelbar an einer ersten Stirnseite der Umfangswand und die zweite Stirnwand unmittelbar an der gegenüberliegenden Stirnseite der Umfangswand angeordnet und werden zumindest im montierten Zustand der Pumpe axial gegen die Umfangswand gedrückt.
Das Pumpengehäuse und die Feder-Dichtungs-Einheit bilden in vorteilhaften Ausführungen eine vormontierte Pumpeneinheit, d. h. eine Montageeinheit. In derartigen Ausführungen umfasst die Pumpe eine Sicherungseinrichtung mit einem oder mehreren Haltern, der oder die den Zusammenhalt der vormontierten Komponenten der Pumpe gewährleistet oder gemeinsam gewährleisten. Die Montageeinheit umfasst zumindest die Umfangswand, die erste Stirnwand und die zweite Stirnwand des Pumpengehäuses, den im Pumpengehäuse angeordneten Rotor sowie optionale Rotorflügel und die Feder-Dichtungs-Einheit. So kann die Sicherungseinrichtung die Feder-Dichtungs-Einheit in einem Halteeingriff von Halter und Feder-Dichtungs-Einheit am Pumpengehäuse in Position halten. Zusätzlich oder stattdessen kann der Halter oder können die mehreren Halter der Sicherungseinrichtung mit der ersten Stirnwand in einem Halteeingriff sein und das Pumpengehäuse im vormontierten Zustand zusammenhalten. Die Feder-Dichtungs-Einheit kann bei Bildung des Halteeingriffs mit der ersten Stirnwand mittels Steckverbindung an der ersten Stirnwand gehalten sein. Ist die Feder-Dichtungs-Einheit mit dem Halter oder jeweils den mehreren Haltern der Sicherungseinrichtung im Halteeingriff, kann sie zusätzlich mittels Steckverbindung an der ersten Stirnwand gehalten sein.
Die Pumpe kann mit nur einer einzigen Arbeitsflut, d. h. einflutig, ausgebildet sein. In bevorzugten Ausführungen ist die Pumpe mehrflutig ausgeführt, beispielsweise zweiflutig, und weist dementsprechend eine erste Arbeitsflut und wenigstens eine weitere, zweite Arbeitsflut auf. In mehrflutigen Ausführungen kann der Druckauslass ein für die mehreren Arbeitsfluten gemeinsamer Druckauslass und die Pumpe dementsprechend eine mehrflutige Einkreispumpe sein. Bevorzugter ist die Pumpe in mehrflutiger Ausführung jedoch auch als Mehrkreispumpe ausgeführt und weist dementsprechend für unterschiedliche Arbeitsfluten gegeneinander abgedichtete, d. h. getrennte Druckauslässe auf. Der bereits erläuterte Druckauslass ist bei Ausführung der Pumpe als Mehrkreispumpe ein erster Druckauslass nur für die erste Arbeitsflut der Pumpe, während die Pumpe für die wenigstens eine weitere, zweite Arbeitsflut einen eigenen, zweiten Druckauslass aufweist, und diese wenigstens zwei Druckauslässe fluidisch voneinander getrennt sind. In anderen Varianten kann eine Arbeitsflut, beispielsweise die einzige Arbeitsflut einer einflutigen Pumpe oder eine Arbeitsflut von mehreren Arbeitsfluten einer mehrflutigen Pumpe, mittels der Feder-Dichtungs-Einheit in einen ersten Druckauslass und einen zweiten Druckauslass, optional auch einen oder mehrere weitere Druckauslässe, unterteilt sein. Auch Pumpen mit einer derartigen Separierung von Druckauslässen werden im Sinne der Erfindung als Mehrkreispumpen verstanden.
Bei Ausführung der Pumpe als Mehrkreispumpe mit dem ersten Druckauslass und dem zweiten Druckauslass kann die Feder-Dichtungs-Einheit so geformt sein, dass sie diese beiden Druckauslässe voneinander und jeweils auch von der Niederdruckseite der Pumpe trennt. Die Feder-Dichtungs-Einheit weist in Bezug auf den zweiten Druckauslass zweckmäßigerweise die vorstehend und auch nachstehend zu dem einen bzw. dem ersten Druckauslass offenbarten Merkmale ebenfalls auf. Weist die Pumpe in Ausführungen als Mehrkreispumpe eine erste Arbeitsflut mit dem ersten Druckauslass und eine zweite Arbeitsflut mit dem zweiten Druckauslass, der vom ersten Druckauslass getrennt ist, auf, oder weist die Pumpe in Ausführungen als Mehrkreispumpe den ersten Druckauslass und den zweiten Druckauslass für die gleiche Arbeitsflut auf, kann die Feder-Dichtungs-Einheit einen ersten Dichtsteg für den ersten Druckauslass und einen zweiten Dichtsteg für den zweiten Druckauslass aufweisen. Der erste Dichtsteg umgibt den ersten Druckauslass dichtend und trennt den ersten Druckauslass von der Niederdruckseite der Pumpe und dem zweiten Druckauslass. Der zweite Dichtsteg umgibt den zweiten Druckauslass dichtend und trennt den zweiten Druckauslass von der Niederdruckseite der Pumpe und dem ersten Druckauslass. Der erste Dichtsteg und der zweite Dichtsteg sind in vorteilhaften Ausführungen zusammenhängend geformt, vorzugsweise werden sie gemeinsam in einem Verfahren der Urformung, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren aus dem Dichtungsmaterial, geformt.
Die Dichtungsstruktur der Feder-Dichtungs-Einheit kann einen ersten Dichtsteg, der einen ersten Durchgang der Auslassdichtung in einer axialen Draufsicht auf die Auslassdichtung umlaufend dicht einrahmt, und einen zweiten Dichtsteg, der einen in der Draufsicht seitlich neben dem ersten Durchgang gelegenen zweiten Durchgang der Auslassdichtung in der Draufsicht umlaufend dicht einrahmt, umfassen. Eine Feder-Dichtungs-Einheit mit einer derartigen Dichtungsstruktur eignet sich insbesondere zur Abdichtung des Auslassbereichs einer mehrkreisigen Pumpe. Die Erfindung betrifft dementsprechend auch eine Pumpe mit einem Pumpengehäuse, an dessen Auslassbereich die Feder-Dichtungs-Einheit zur Abdichtung des ersten Dichtstegs und des zweiten Dichtstegs angeordnet ist. Im eingebauten Zustand solch einer Pumpe dichtet der erste Dichtsteg mit seiner Dichtfläche den ersten Druckauslass der Pumpe ab, und der zweite Dichtsteg dichtet mit seiner Dichtfläche den zweiten Druckauslass der Pumpe ab. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Feder-Dichtungs-Einheit auch in Ausführungen mit erstem und zweitem Dichtsteg für andere Einsatzzwecke, in denen ein Fluideinlass oder Fluidauslass oder ein Übergang zwischen fluidführenden Bauteilen abgedichtet werden soll, geeignet.
Der eine oder die mehreren Durchgänge können in der Draufsicht jeweils eine große Achse und in Querrichtung orthogonal zur großen Achse eine kleine Achse und parallel zur großen Achse eine größte Längserstreckung und parallel zur kleinen Achse eine größte Quererstreckung aufweisen, wobei die größte Längserstreckung größer als die größte Quererstreckung ist. So können der erste Durchgang und der zweite Durchgang in der Draufsicht beispielsweise jeweils oval oder insbesondere jeweils D-förmig sein und in Querrichtung nebeneinander angeordnet sein. Mittels einer derartigen Form und Anordnung der Durchgänge kann eine in der Draufsicht zumindest im Wesentlichen kreisförmige äußere Stirnfläche eines Pumpengehäuses einer mehrkreisigen Pumpe zu einem überwiegenden Teil für die wenigstens zwei Durchgänge der Dichtungsstruktur genutzt werden. Sind die Durchgänge D-förmig, sind ihre flachen Längsseiten in Querrichtung vorteilhafterweise einander zugewandt.
In bevorzugten Ausführungen ist der jeweilige Durchgang der Dichtungsstruktur so geformt, dass er im montierten Zustand mit einer am Einbauort der Pumpe oder anderen Hydraulik- oder Gasdruckvorrichtung vorhandenen externen Anschlusswand eine Axialdichtung bilden kann. Mit dem Gehäuse der Pumpe oder anderen Hydraulik- oder Gasdruckvorrichtung können die Dichtstege oder kann der jeweilige Dichtsteg ebenfalls eine auf axialem Dichtkontakt mit einer axialen Stirnfläche des Gehäuses der Pumpe oder anderen Hydraulik- oder Gasdruckvorrichtung beruhende Axialdichtung oder eine auf radialem Dichtkontakt mit einer Umfangsfläche des Gehäuses beruhende Radialdichtung bilden. In einer dritten Variante kann der jeweilige Dichtsteg mit dem Gehäuse der Pumpe oder anderen Hydraulik- oder Gasdruckvorrichtung sowohl eine Axialdichtung als auch eine Radialdichtung bilden.
Auch in den nachstehend formulierten Aspekten werden Merkmale der Erfindung beschrieben. Die Aspekte sind in der Art von Ansprüchen formuliert und können diese ersetzen. In den Aspekten offenbarte Merkmale können die Ansprüche ferner ergänzen und/oder relativieren, Alternativen zu einzelnen Merkmalen aufzeigen und/oder Anspruchsmerkmale erweitern. In Klammern gesetzte Bezugszeichen beziehen sich auf nachfolgend in Figuren illustrierte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Sie schränken die in den Aspekten beschriebenen Merkmale nicht unter den Wortsinn als solchen ein, zeigen andererseits jedoch bevorzugte Möglichkeiten der Verwirklichung des jeweiligen Merkmals auf.

Aspekt 1. Feder-Dichtungs-Einheit umfassend:
- 1.1 eine Stützfläche (23a) zum Abstützen der Feder-Dichtungs-Einheit (20) und eine von der Stützfläche (23a) abgewandte Dichtfläche (24a) für Dichtkontakt,
- 1.2 wobei die Stützfläche (23a) und die Dichtfläche (24a) in Bezug auf eine Federkraftrichtung (F) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) voneinander abgewandt sind,
- 1.3 eine Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') mit einem die Dichtfläche (24a) bildenden Dichtsteg (21a) aus Dichtungsmaterial, und
- 1.4 eine mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') zerstörungsfrei nicht lösbar zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbundene Federeinrichtung (35; 36; 37) aus Federmaterial, das sich in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet,
- 1.5 wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einer in Federkraftrichtung (F) erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein in Federkraftrichtung (F) gemessener Abstand von Stützfläche (23a) und Dichtfläche (24a) gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 2. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Dichtfläche (24a) einen Durchgang (28) der Dichtung (20) in einer zur Federkraftrichtung (F) parallelen Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt.
Aspekt 3. Feder-Dichtungs-Einheit umfassend:
- 3.1 eine erste Stirnseite mit einer Stützfläche (23a) zum Abstützen der Dichtung (20) und eine von der ersten Stirnseite axial abgewandte zweite Stirnseite mit einer Dichtfläche (24a) für axialen Dichtkontakt,
- 3.2 eine Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') mit einem die Dichtfläche (24a) bildenden Dichtsteg (21a) aus Dichtungsmaterial, wobei die Dichtfläche (24a) einen Durchgang (28) der Dichtung (20) in einer axialen Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt, und
- 3.3 eine mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') zerstörungsfrei nicht lösbar zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbundene Federeinrichtung (35; 36; 37) aus Federmaterial, das sich vorzugsweise in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einer axial erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein axialer Abstand von Stützfläche (23a) und Dichtfläche (24a) gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 4. Feder-Dichtungs-Einheit zum Abdichten eines Druckauslasses (8) einer Pumpe, die Feder-Dichtungs-Einheit (20) umfassend:
- 4.1 eine erste Stirnseite mit einer Stützfläche (23a) für axialen Druckkontakt mit der Pumpe und eine von der ersten Stirnseite axial abgewandte zweite Stirnseite mit einer Dichtfläche (24a) für axialen Dichtkontakt mit einer Aufnahmeeinrichtung, an der die Pumpe anbringbar ist,
- 4.2 eine Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') mit einem die Dichtfläche (24a) bildenden Dichtsteg (21a) aus Dichtungsmaterial, wobei die Dichtfläche (24a) einen für den Druckauslass (8) vorgesehenen Durchgang (28) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) in einer axialen Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt, und
- 4.3 eine mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') zur Feder-Dichtungs-Einheit verbundene Federeinrichtung (35; 36; 37) aus Federmaterial, das sich vorzugsweise in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einer axial erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein axialer Abstand von Stützfläche (23a) und Dichtfläche (24a) gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 5. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') und die Federeinrichtung (35; 36; 37) stoffschlüssig und/oder formschlüssig zerstörungsfrei nicht lösbar miteinander zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbunden sind.
Aspekt 6. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einem Verfahren der Urformung, vorzugsweise Spritzgießen, mit dem Dichtungsmaterial umformt und/oder durchformt und dadurch im Dichtungsmaterial verankert ist, so dass die Dichtungsstruktur (25; 26; 27;25') von der umformten und/oder durchformten Federeinrichtung (35; 36; 37) nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann.
Aspekt 7. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) ganz oder teilweise in dem Dichtungsmaterial der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') eingebettet und dadurch mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') unlösbar verbunden ist.
Aspekt 8. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') und die Federeinrichtung (35; 36; 37) einander in Bezug auf die axiale Richtung und/oder in Bezug auf die radiale Richtung und/oder in Bezug auf eine tangentiale Richtung hintergreifen.
Aspekt 9. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Dichtungsmaterial in einem Spritzgießverfahren in Ausformung der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') an die Federeinrichtung (35; 36; 37) angespritzt und/oder die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einem Spritzgießverfahren mit dem Dichtungsmaterial in Ausformung der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') umspritzt und/oder durchspritzt ist.
Aspekt 10. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Federmaterial eine größere Zugfestigkeit und/oder eine größere Druckfestigkeit und/oder eine größere Härte und/oder einen größeren E-Modul und/oder einen größeren Schubmodul als das Dichtungsmaterial hat.
Aspekt 11. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Federmaterial einen E-Modul hat, der wenigstens fünfmal oder wenigstens zehnmal so groß wie der E-Modul des Dichtungsmaterials ist.
Aspekt 12. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Federmaterial einen E-Modul von mehr als 100.000 N/mm² oder mehr als mehr als 150.000 N/mm² hat.
Aspekt 13. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Dichtungsmaterial einen E-Modul aus dem Bereich 10 bis 200 N/mm² oder 10 bis 100 N/mm² hat.
Aspekt 14. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') aus dem Dichtungsmaterial und die Federeinrichtung (35; 36; 37) aus dem Federmaterial gemeinsam in einem Mehrkomponenten-Spritgießverfahren geformt sind.
Aspekt 15. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Dichtungsmaterial ein Gummi- oder Elastomermaterial, vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer (TPE), einschließlich eines Compoundmaterials auf der Basis eines Gummi- oder Elastomermaterials ist.
Aspekt 16. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei im Gummi- oder Elastomermaterial Verstärkungsstrukturen, beispielsweise Verstärkungsfasern, und/oder Füllmaterial eingebettet sind.
Aspekt 17. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Federmaterial ein Metallwerkstoff ist oder nach Masse und/oder Volumen zumindest überwiegend aus einem Metallwerkstoff besteht.
Aspekt 18. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der Aspekte 1 bis 16, wobei das Federmaterial ein Kunststoff, vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff, ist oder nach Masse und/oder Volumen zumindest überwiegend aus einem Kunststoff besteht.
Aspekt 19. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtfläche (24a) und die Stützfläche (23a) einander in Federkraftrichtung (F) überlappen.
Aspekt 20. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) und die Dichtfläche (24a), vorzugsweise auch die Stützfläche (23a), einander in Federkraftrichtung (F) überlappen.
Aspekt 21. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) und die Stützfläche (23a) einander in Federkraftrichtung (F) überlappen.
Aspekt 22. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) und die Dichtfläche (24a) in Federkraftrichtung (F) fluchten.
Aspekt 23. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) und die Stützfläche (23a) in Federkraftrichtung (F) fluchten.
Aspekt 24. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Stützfläche (23a) und die Dichtfläche (24a) in Federkraftrichtung (F) fluchten.
Aspekt 25. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte in Kombination mit Aspekt 2, wobei sich die Federeinrichtung (35; 36; 37) in der Draufsicht um den Durchgang (28) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) erstreckt und dem Verlauf der Dichtfläche (24a) vorzugsweise mit Überlappung bezüglich der Federkraftrichtung (F) folgt.
Aspekt 26. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) einen Federring bildet.
Aspekt 27. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35) eine Wellringfeder umfasst, vorzugsweise eine Wellringfeder ist.
Aspekt 28. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der Aspekte 1 bis 26, wobei die Federeinrichtung (37) einen ringförmigen Verteiler (38) und Federelemente (39) umfasst, die in Umfangsrichtung hintereinander am Verteiler (38) angeordnet sind.
Aspekt 29. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der Aspekte 1 bis 26, wobei die Federeinrichtung (36) in zur Federkraftrichtung (F) parallelen Schnittebenen jeweils einen oder mehrere Federbögen bildet, beispielsweise C- oder V-förmig oder wellenförmig ist.
Aspekt 30. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der Aspekte 1 bis 28 oder 31, wobei sich die Federeinrichtung (36) ringförmig um eine in Federkraftrichtung (F) erstreckte Achse (R) erstreckt und in zu dieser Achse (R) parallelen Schnittebenen jeweils einen oder mehrere nach radial außen konvexe, nach radial innen vorzugsweise offene oder konkave Federbögen bildet, beispielsweise C- oder V-förmig oder wellenförmig ist.
Aspekt 31. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Dichtungsmaterial auch die Stützfläche (23a) bildet.
Aspekt 32. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Stützfläche (23a) ebenfalls als Dichtfläche für axialen Dichtkontakt gebildet ist.
Aspekt 33. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) blechförmig und aus einem Metallmaterial und/oder Kunststoffmaterial geformt ist.
Aspekt 34. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36) eine dreidimensional gewölbte, dünne Schalenstruktur aus einem Metallmaterial oder Kunststoffmaterial ist oder sind.
Aspekt 35. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte in Kombination mit Aspekt 2, umfassend eine Widerstandsstruktur (30), die sich in der Draufsicht im Durchgang (28) erstreckt, um im Durchgang (28) oder in Federkraftrichtung (F) versetzt zum Durchgang (28) einen Strömungswiderstand für durch den Durchgang (28) strömendes Druckfluid zu bilden.
Aspekt 36. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Federeinrichtung (35; 36) und die Widerstandsstruktur (30) in einem Stück gemeinsam geformt sind.
Aspekt 37. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36) und die Widerstandsstruktur (30) aus einem blechförmigen Rohling mittels eines Umformverfahrens, optional zusätzlich mittels eines Trennverfahrens, geformt sind.
Aspekt 38. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Widerstandsstruktur (30) in der Draufsicht siebartig ist.
Aspekt 39. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vier unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Widerstandsstruktur (30) in der Draufsicht die Querschnittsfläche des Durchgangs (28) gänzlich oder wenigstens zu einem überwiegenden Teil ausfüllt und einen oder mehrere im Vergleich zur Querschnittsfläche des Durchgangs (28) enge, vorzugsweise jeweils lochartige Durchgänge (31) aufweist, um den Strömungswiderstand als Lochblende oder in der Art einer Lochblende zu bilden.
Aspekt 40. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der fünf unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Widerstandsstruktur (30) blechartig und zumindest im Wesentlichen plan oder dreidimensional gewölbt ist und aus Metallmaterial und/oder Kunststoffmaterial besteht.
Aspekt 41. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der sechs unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36) in der axialen Draufsicht die Widerstandsstruktur (30) umgibt.
Aspekt 42. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der sieben unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei zwischen Federeinrichtung (35; 36) und Widerstandsstruktur (30) in der axialen Draufsicht eine oder mehrere Freistellungen (34) verbleiben, wobei die Freistellung (34) oder wenigstens eine der mehreren Freistellungen (34) von dem Dichtungsmaterial durchdrungen ist/sind.
Aspekt 43. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der acht unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Federeinrichtung (35; 36) und die Widerstandsstruktur (30) miteinander zu einer Baueinheit fest verbunden sind und diese Baueinheit (30, 35; 30, 36) in einem Verfahren der Urformung, vorzugsweise Spritzgießen, mit dem Dichtungsmaterial umformt und/oder durchformt und dadurch im Dichtungsmaterial verankert ist, so dass die Dichtungsstruktur (25; 26; 27;25') von der umformten und/oder durchformten Baueinheit (30, 35; 30, 36) nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann.
Aspekt 44. Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Federeinrichtung (35; 36) und die Widerstandsstruktur (30) zerstörungsfrei nicht lösbar verbunden sind, beispielsweise stoffschlüssig oder vorzugsweise aus dem Federmaterial gemeinsam geformt sind.
Aspekt 45. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte in Kombination mit Aspekt 2, die den Dichtsteg (21a) als einen ersten Dichtsteg (21a), die Stützfläche als eine erste Stützfläche (23a) und die Dichtfläche als eine erste Dichtfläche (24a) umfasst und die an der ersten Stirnseite eine zweite Stützfläche (23b) und einen zweiten Dichtsteg (22) aufweist, der an der zweiten Stirnseite eine zweite Dichtfläche (24b) bildet, wobei die zweite Dichtfläche (24b) in der Draufsicht einen seitlich neben dem ersten Durchgang (28) gelegenen zweiten Durchgang (29) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt und wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in der in Federkraftrichtung (F) erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein in Federkraftrichtung (F) gemessener Abstand, den die zweite Dichtfläche (24b) von der zweiten Stützfläche (23b) aufweist, gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 46. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte in Kombination mit Aspekt 4, die den Dichtsteg (21a) als einen ersten Dichtsteg (21a), die Stützfläche als eine erste Stützfläche (23a) und die Dichtfläche als eine erste Dichtfläche (24a) umfasst und die zur Abdichtung eines weiteren, zweiten Druckauslasses (9) der Pumpe sowie Trennung des Druckauslasses (8) vom zweiten Druckauslass (9) an der ersten Stirnseite eine zweite Stützfläche (23b) und einen zweiten Dichtsteg (22) aufweist, der an der zweiten Stirnseite eine zweite Dichtfläche (24b) bildet, wobei die zweite Dichtfläche (24b) in der Draufsicht einen für den zweiten Druckauslass (9) vorgesehenen, seitlich neben dem ersten Durchgang (28) gelegenen zweiten Durchgang (29) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt und wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in der axial erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein axialer Abstand, den die zweite Dichtfläche (24b) von der zweiten Stützfläche (23b) aufweist, gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 47. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') die Dichtstege (21a, 21b, 22a, 22b) zusammenhängend als Einheit bildet und/oder die Dichtstege (21a, 21b, 22a, 22b) an der Federeinrichtung (35; 36; 37) und/oder an der Widerstandsstruktur (30) angeordnet sind.
Aspekt 48. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei der erste Dichtsteg (21a, 21b) und der zweite Dichtsteg (22a, 22b) in der Draufsicht jeweils D-förmig sind, jeweils einen flachen Stegabschnitt (21b, 22b) und einen vom flachen Stegabschnitt (21b, 22b) ausbauchenden Stegabschnitt (21a, 22a) aufweisen und mit ihren flachen Stegabschnitten (21b, 22b) in der Draufsicht einander mit Abstand zugewandt sind, wobei die flachen Stegabschnitte (21b, 22b) über zumindest einen Teil ihrer Erstreckung einen gemeinsamen Dichtstegabschnitt bilden können.
Aspekt 49. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vier unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei sich die Federeinrichtung (35; 36; 37) in der Draufsicht um den ersten Durchgang (28) und den zweiten Durchgang (29) erstreckt.
Aspekt 50. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der in Federkraftrichtung (F) gemessene Abstand, den die Dichtfläche (24a) von der Stützfläche (23a) aufweist, durch Einfedern der Federeinrichtung (35; 36; 37) um wenigstens 20% oder wenigstens 40% gegenüber dem unbelasteten Zustand der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Aspekt 51. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25') der Dichtfläche (24a) folgend eine Dichtlippe (43) für Dichtkontakt in Federkraftrichtung (F) zusätzlich zur Dichtfläche (24a) aufweist und die Dichtlippe (43) in einem unbelasteten Zustand der Feder-Dichtungs-Einheit (20) in Federkraftrichtung (F) vorzugsweise über die Dichtfläche (24a) vorsteht.
Aspekt 52. Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Dichtungsstruktur (25') der Stützfläche (23a) folgend eine Dichtlippe (44) für Dichtkontakt gegen die Federkraftrichtung (F) aufweist und die Dichtlippe (44) in einem unbelasteten Zustand der Feder-Dichtungs-Einheit (20) in Federkraftrichtung (F) vorzugsweise über die Stützfläche (23a) vorsteht.
Aspekt 53. Pumpe zur Versorgung eines Aggregats, beispielsweise eines Getriebes, mit einem Druckfluid, die Pumpe umfassend:
- - ein Pumpengehäuse (1) mit einer Umfangswand (2), die eine Förderkammer (5) der Pumpe umgibt, einer ersten Stirnwand (3) und einer zweiten Stirnwand (4; 40), die die Förderkammer (5) an ihren Stirnseiten begrenzen,
- - einen in der Förderkammer (5) um eine Drehachse (R) drehbeweglichen Rotor (10) zur Bildung von Förderzellen, die sich bei Drehung des Rotors (10) periodisch vergrößern und verkleinern, um Druckfluid von einer Niederdruckseite der Pumpe zu einer Hochdruckseite der Pumpe zu fördern,
- - einen Druckauslass (8), der an einer von der Förderkammer (5) abgewandten äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) mündet und durch den Druckfluid aus der Förderkammer (5) abförderbar ist, und
- - eine Feder-Dichtungs-Einheit (20) nach einem der vorhergehenden Aspekte in Kombination mit Aspekt 2, die an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) zur Abdichtung des Druckauslass (8) vorgesehen ist.
Aspekt 54. Pumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei
- - die Pumpe mehrflutig ist und eine erste Flut mit dem Druckauslass als erstem Druckauslass (8) und eine zweite Flut mit einem zweiten Druckauslass (9), der an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) neben dem ersten Druckauslass (8) mündet, aufweist, und
- - die Feder-Dichtungs-Einheit (20) an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) zur Abdichtung auch des zweiten Druckauslasses (9) vorgesehen ist.
Aspekt 55. Pumpe nach Aspekt 53, wobei
- - die Pumpe ein- oder mehrfutig ist und den Druckauslass als ersten Druckauslass (8) und einen zweiten Druckauslass (9), der an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) neben dem ersten Druckauslass (8) mündet, aufweist,
- - der erste Druckauslass (8) und der zweite Druckauslass (9) an die gleiche Arbeitsflut angeschlossen sind und
- - die Feder-Dichtungs-Einheit (20) an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) zur Abdichtung auch des zweiten Druckauslasses (9) vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Am jeweiligen Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche, die Gegenstände der Aspekte und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Ein oder mehrere Merkmale, das oder die an einem der Ausführungsbeispiele offenbart wird oder werden, kann oder können jeweils mit einem oder mehreren an einem anderen der Ausführungsbeispiele offenbarten Merkmal(en), kombiniert werden, solange Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele sich nicht gegenseitig ausschließen. Es zeigen:

1 eine Pumpe in axialer Sicht auf eine Förderkammer der Pumpe,
2 Komponenten der Pumpe in perspektivischer Sicht aufgereiht längs einer Drehachse der Pumpe,
3 die montierte Pumpe in einem Längsschnitt,
4 eine Feder-Dichtungs-Einheit eines ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Sicht,
5 die Feder-Dichtungs-Einheit des ersten Ausführungsbeispiels in einem Längsschnitt,
6 eine Federeinrichtung mit Widerstandsstruktur für die Feder-Dichtungs-Einheit des ersten Ausführungsbeispiels,
7 eine Feder-Dichtungs-Einheit eines zweiten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Sicht,
8 die Feder-Dichtungs-Einheit des zweiten Ausführungsbeispiels in einem Längsschnitt,
9 eine Federeinrichtung mit Widerstandsstruktur für die Feder-Dichtungs-Einheit des zweiten Ausführungsbeispiels,
10 eine reine Federeinrichtung für die Feder-Dichtungs-Einheiten der Ausfüh ru ngsbeispiele,
11 eine modifizierte Federeinrichtung für die Feder-Dichtungs-Einheiten der Ausfüh ru ngsbeispiele,
12 eine Feder-Dichtungs-Einheit eines dritten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Sicht, und
13 eine Feder-Dichtungs-Einheit eines vierten Ausführungsbeispiels in einem Längsschnittdetail.

1 zeigt eine Pumpe in einer axialen Sicht auf ein Pumpengehäuse 1. Im Pumpengehäuse 1 ist eine Förderkammer 5 gebildet. Das Pumpengehäuse 1 umfasst eine Umfangswand 2, die die Förderkammer 5 umgibt, und Stirnwände, die die Förderkammer 5 an beiden Stirnseiten axial begrenzen und von denen die eine Stirnwand 4 erkennbar ist. Die andere der Stirnwände ist in 1 abgenommen, so dass der Blick in die Förderkammer 5 frei ist.
Die Pumpe ist als Rotationspumpe ausgeführt und umfasst einen in der Förderkammer 5 um eine Drehachse R drehbaren Rotor 10 und mehrere Flügel 11, die in Schlitzen des Rotors 10 radial beweglich oder zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung beweglich geführt sind, wie dies bei Flügelzellenpumpen üblich ist. Die Umfangswand 2 bildet an einem Innenumfang eine Führungsfläche für die Flügel 11. Bei Drehung des Rotors 10 werden die Flügel 11 nach außen gegen die Führungsfläche der Umfangswand 2 gedrückt. Die Führungsfläche bestimmt bei Drehung des Rotors 10, wie weit die Flügel 11 über den Außenumfang des Rotors 10 vorstehen. Die Flügel 11 begrenzen in der Förderkammer 5 gebildete Förderzellen in Umfangsrichtung. Der Verlauf der Führungsfläche der Umfangswand 2 ist so gewählt, dass sich die Förderzellen bei Drehung des Rotors 10 periodisch auf einer Niederdruckseite der Förderkammer 5 vergrößern und auf einer Hochdruckseite der Förderkammer 5 wieder verkleinern, um ein Fluid, das durch einen Einlass auf der Niederdruckseite der Förderkammer 5 in die Förderkammer 5 strömt, mit erhöhtem Druck als Druckfluid auf der Hochdruckseite der Förderkammer 5 durch einen dort befindlichen Druckauslass auszustoßen. In vorteilhaften Ausführungen ist die Pumpe dafür eingerichtet, das Fluid durch den Einlass anzusaugen, beispielsweise gegen die Schwerkraft.
Die Pumpe ist mehrflutig, im Ausführungsbeispiel zweiflutig, weist also eine erste Arbeitsflut und eine zweite Arbeitsflut auf. Dementsprechend weist die Förderkammer 5 einen ersten Einlass 6 und einen ersten Druckauslass für die erste Arbeitsflut und einen zweiten Einlass 7 sowie einen zweiten Druckauslass für die zweite Arbeitsflut auf. Der Rotor 10 dreht sich im Pumpenbetrieb in 1 im Uhrzeigersinn, was durch einen Drehrichtungspfeil angedeutet ist. Die Druckauslässe sind in der in 1 nicht dargestellten Stirnwand angeordnet. Mit 8a ist ein auf der Hochdruckseite der ersten Arbeitsflut axial durch die Umfangswand 2 erstreckter erster Verbindungskanal und mit 9a ist ein auf der Hochdruckseite der zweiten Arbeitsflut axial durch die Umfangswand 2 erstreckter zweiter Verbindungskanal bezeichnet. Die Verbindungskanäle 8a und 9a sind mit den Druckauslässen verbunden.
2 zeigt die separat gefertigten Komponenten der Pumpe in einer perspektivischen Sicht längs der Drehachse R (1) hintereinander und relativ zueinander für den Zusammenbau der Pumpe aufgereiht. Die Umfangswand 2 bildet einen geschlossenen Ring, während die Stirnwände 3 und 4 jeweils scheibenförmig sind. Die Umfangswand 2 weist in einem ersten Winkelbereich, über den sich die Niederdruckseite der ersten Arbeitsflut erstreckt, an beiden Stirnseiten jeweils eine Ausnehmung auf, um den ersten Einlass 6 zu bilden. Ferner weist die Umfangswand 2 in einem anderen Winkelbereich, über den sich die Niederdruckseite der zweiten Arbeitsflut erstreckt, an beiden Stirnseiten jeweils eine zweite Ausnehmung auf, um den zweiten Einlass 7 zu bilden. Das Fluid kann über die stirnseitigen Ausnehmungen, das heißt über den ersten Einlass 6 und den zweiten Einlass 7, in die Förderkammer 5 (1) strömen. Die Umfangswand 2 weist im Winkelbereich des Einlasses 6 und im Winkelbereich des Einlasses 7 ferner an ihrem äußeren Umfang jeweils eine Ausnehmung auf, die sich axial jeweils von der einen stirnseitigen Ausnehmung zur axial gegenüberliegend anderen erstrecken. Die Ausnehmungen am Umfang verbinden die beiden stirnseitigen Ausnehmungen des ersten Einlasses 6 und auf der gegenüberliegenden Seite die beiden stirnseitigen Ausnehmungen des zweiten Einlasses 7, sodass ein vergleichsweise großvolumiger erster Einlass 6 und ein ebenfalls großvolumiger zweiter Einlass 7 erhalten werden. Die Stirnwände 3 und 4 sind jeweils mit zugeordneten Ausnehmungen 6a und 6b versehen, um den Strömungsquerschnitt des Einlasses 6 zu vergrößern. In Bezug auf den zweiten Einlass 7 sind die Verhältnisse gleich, wobei in 2 nur die Ausnehmung 7a der ersten Stirnwand 3 erkennbar und die entsprechende Ausnehmung bei der zweiten Stirnwand 4 verdeckt ist.
Durch die erste Stirnwand 3 erstrecken sich in einem Winkelbereich, über den sich die Hochdruckseite der ersten Arbeitsflut erstreckt, ein erster Druckauslass 8 und in einem Winkelbereich, über den sich die Hochdruckseite der zweiten Arbeitsflut erstreckt, ein zweiter Druckauslass 9. Die zweite Stirnwand 4 weist dem ersten Druckauslass 8 axial gegenüberliegend eine erste Ausnehmung und dem zweiten Druckauslass 9 axial gegenüberliegend eine zweite Ausnehmung auf. Im zusammengebauten Zustand sind die erste Ausnehmung über den ersten Verbindungskanal 8a der Umfangwand 2 mit dem ersten Druckauslass 8 und die zweite Ausnehmung über den zweiten Verbindungskanal 9a mit dem zweiten Druckauslass 9 verbunden. Das Druckfluid wird im Pumpenbetrieb somit auch an der Stirnseite der Förderkammer 5, an der die zweite Stirnwand 4 angeordnet ist, verdrängt und gelangt von dort durch die beiden Verbindungskanäle 8a und 9a der Umfangswand 2 in den Druckauslass 8 oder 9 der betreffenden Arbeitsflut und wird über den betreffenden Druckauslass 8 oder 9 abgefördert. Auch ohne explizite Erwähnung sei im Folgenden ergänzend stets auf die 2 verwiesen.
Der erste Druckauslass 8 und der zweite Druckauslass 9 werden an der äußeren, von der Umfangswand 2 axial abgewandten Stirnseite der ersten Stirnwand 3 mittels einer Auslassdichtung gegeneinander und gegen die Niederdruckseite der Pumpe abgedichtet. Die Auslassdichtung wird als eine Feder-Dichtungs-Einheit 20 bereitgestellt. Sie umfasst eine Federeinrichtung aus einem Federmaterial und eine Dichtungsstruktur aus einem Dichtungsmaterial, das in vorteilhaften Ausführungen nachgiebiger als das Federmaterial ist. Die Federeinrichtung vergrößert im Vergleich zu einer nur aus Dichtungsmaterial bestehenden Dichtung den Weg, um den die Feder-Dichtungs-Einheit 20 unter Aufrechterhaltung ihrer axialen Dichtwirkung axial einfedern und axial wieder zurückfedern, d. h. komprimiert und wieder entspannt werden kann. In vorteilhaften Ausführungen dient die Federeinrichtung in Zweitfunktion als Träger für das Dichtungsmaterial, gibt dem Dichtungsmaterial also Halt und dient auch der korrekten Positionierung der Dichtungsstruktur relativ zum Pumpengehäuse 1.
Das Federmaterial kann ein Metall, beispielsweise eine Legierung und insbesondere Stahl, oder ein Kunststoffmaterial, einschließlich Kunststoffverbundmaterial, sein. Das Dichtungsmaterial kann nachgiebig sein, so dass es in einem Presskontakt mit einer Gegenfläche eine Dichtfunktion erfüllen kann. Insbesondere kann das Dichtungsmaterial ein Elastomermaterial oder beispielsweise auch Gummi sein. Es kann zur Erfüllung der Dichtfunktion formelastisch und/oder bevorzugt materialelastisch, d. h. in sich elastisch komprimierbar, sein. Grundsätzlich wäre jedoch auch ein plastisch nachgiebiges Dichtungsmaterial verwendbar. Bevorzugt ist das Dichtungsmaterial ein thermoplastisches Elastomer (TPE).
Die Komponenten der Pumpe können in einem vormontierten Zustand zu einer Montageeinheit lose miteinander verbunden sein. Die Komponenten, wie insbesondere die Umfangswand 2, die Stirnwände 3 und 4 und die Feder-Dichtungs-Einheit 20, bilden innerhalb der vormontierten Montageeinheit einen axialen Schichtverbund. Dieser Schichtverbund wird mittels einer Sicherungseinrichtung der Pumpe zusammengehalten. Die Sicherungseinrichtung umfasst einen oder mehrere Halter, wobei der jeweilige Halter mit der Feder-Dichtungs-Einheit 20 in einem Halteeingriff ist. Der oder die Halter hält/halten im Halteeingriff die Umfangswand 2 und die Stirnwände 3 und 4 sowie die Feder-Dichtungs-Einheit 20 zusammen. Die Sicherungseinrichtung ist in 2 nicht dargestellt.
Die Sicherungseinrichtung ist jedoch in 3 erkennbar. Sie umfasst beispielhaft einen ersten Halter 40 und einen weiteren, zweiten Halter 40. Der jeweilige Halter 40 ragt stabförmig in axialer Richtung von der zweiten Stirnwand 4 vor, durchragt im vormontierten Zustand von der Stirnwand 4 aus gesehen zunächst die Umfangswand 2 und anschließend auch die erste Stirnwand 3 und ist mit der Feder-Dichtungs-Einheit 20 in einem Halteeingriff. Der jeweilige Halter 40 kann unmittelbar an der Stirnwand 4 geformt oder mit dieser reib- oder stoffschlüssig fest verbunden sein. Grundsätzlich kann der jeweilige Halter 40 die Stirnwand 4 lose durchragen und an dieser axial nur auf Zug gesichert sein. Im Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Halter 40 in die Stirnwand 4 eingepresst.
Die Montageeinheit kann an der zweiten Stirnwand 4 gehalten, beispielweise mittels eines Montageautomaten gegriffen und gehandhabt werden, wobei das Pumpengehäuse 1 samt Feder-Dichtungs-Einheit 20 im Halteeingriff von jeweiligem Halter 40 und Feder-Dichtungs-Einheit 20 an der Stirnwand 4 hängend gehalten werden kann. Über die Sicherungs- bzw. Haltefunktion hinaus kann der jeweilige Halter 40 aufgrund seiner zur Drehachse R exzentrischen Anordnung auch eine Positionierfunktion erfüllen, um das Pumpengehäuse 1 und damit insbesondere die Druckauslässe 8 und 9 relativ zur Stirnwand 4 in einer bestimmten Winkelposition zu positionieren.
Wie in den 3 und 4 erkennbar, weist die Feder-Dichtungs-Einheit 20 für den Halteeingriff Eingriffselemente 32 in Form von Durchgängen auf. Der jeweilige Halter 40 ist stabförmig langgestreckt, vorzugsweise zylindrisch, und weist im Bereich seines freien Endes einen Eingriffsabschnitt und an diesen axial anschließend ein Eingriffsgegenelement 42 in Form einer radialen Verbreiterung auf. Das Eingriffsgegenelement 42 bildet das freie Ende des Halters 40. Das Eingriffsgegenelement 42 wirkt im Halteeingriff wie ein Widerhaken mit dem Eingriffselement 32 zusammen.
Bei der Vormontage werden die zweite Stirnwand 4, die Umfangswand 2 und die erste Stirnwand 3 längs der Halter 40 aufeinander geschoben. Ferner wird die Feder-Dichtungs-Einheit 20 axial gegen die in Ausformung der Eingriffsgegenelemente 42 am freien Ende verbreiterten Halter 40 gedrückt, so dass die Eingriffselemente 32 und Eingriffsgegenelemente 42 miteinander im Halteeingriff verhaken. Die Eingriffselemente 32 und Eingriffsgegenelemente 42 verhindern im Halteeingriff, dass die Feder-Dichtungs-Einheit 20 axial wieder von der ersten Stirnwand 3 weggezogen werden kann. Der Halteeingriff kann so abgestimmt sein, dass die Feder-Dichtungs-Einheit 20 mit einer gewissen Druckkraft gegen eine äußere Stirnfläche der ersten Stirnwand 3 gedrückt wird. Alternativ kann ein kleines axiales Spiel vorhanden sein.
3 zeigt die Pumpe im montierten Zustand, wobei die Pumpe als solche im Längsschnitt A-A der 1 dargestellt ist. Das Pumpengehäuse 1 umfasst die bereits erwähnten Wandstrukturen, nämlich die Umfangswand 2, die erste Stirnwand 3 und die zweite Stirnwand 4, die gemeinsam die Förderkammer 5 über ihren Umfang und axial an ihren Stirnseiten begrenzen. Die Stirnwände 3 und 4 liegen jeweils mit Axialkontakt an der Umfangswand 2 an. Die Umfangswand 2 kann mit den Stirnwänden 3 und 4 insbesondere lose, d. h. ohne Stoffschluss, gefügt sein.
Die Stirnwand 4 dient nicht nur dem axialen Abschluss der Förderkammer 5, sondern auch der Fixierung der Pumpe an einer Aufnahmeeinrichtung 15, d. h. am Einbauort. Für die Fixierung weist die Stirnwand 4 einen Flansch auf, der radial über die Umfangswand 2 vorsteht und mit Befestigungselementen versehen ist, die der Befestigung an der Aufnahmeeinrichtung 15 dienen. Bei den Befestigungselementen kann es sich um Durchgänge, wie etwa einfache Bohrungen, für Befestigungsmittel, beispielsweise Befestigungsschrauben, handeln.
Die in 2 dargestellte Stirnwand 4 umfasst einen derartigen Befestigungsflansch mit Befestigungselementen nicht. Im Unterschied zur 3 wird das Pumpengehäuse 1 der 2 nicht mittels unmittelbar der Stirnwand 4, sondern einer zusätzlichen Montagestruktur an der Aufnahmeeinrichtung 15 angeordnet. Die Montagestruktur kann beispielsweise scheibenförmig sein und wie die Stirnwand 4 der 3 an der Aufnahmeeinrichtung 15 befestigt sein und im befestigten Zustand das Pumpengehäuse 1 und die Feder-Dichtungs-Einheit 20 in einen Dichtkontakt, wie beispielshaft in 3 dargestellt, drücken. Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 der 2 weicht von der Feder-Dichtungs-Einheit 20 der 3 nur in geometrischen Details ab. Eine geeignete Montagestruktur wird beispielsweise in der DE 10 2018 133 681 offenbart, wobei das Pumpengehäuse 1 an dieser Montagestruktur nicht starr, sondern gegen eine hydraulische Kraft und/oder eine Federkraft axial beweglich abgestützt ist.
Der Rotor 10 ist drehunbeweglich mit einer Antriebswelle 12 verbunden. Die Antriebswelle 12 durchsetzt die Stirnwände 3 und 4. In einem aus der Stirnwand 4 ragenden Axialabschnitt der Antriebswelle 12 ist ein Antriebsrad 13 relativ zur Antriebswelle 12 drehunbeweglich angeordnet. Im Ausführungsbeispiel bildet das Antriebsrad 13 ein axiales Ende der Antriebswelle 12. Bei dem Antriebsrad 13 handelt es sich um ein Antriebsrad für einen Riemenantrieb der Antriebswelle 12 und damit gemeinsam des Rotors 10. Alternativ kann das Antriebsrad 13 auch ein Kettenrad für einen Kettenantrieb oder ein Zahnrad für einen Zahnradantrieb der Antriebswelle 12 sein. Der Wellendurchtritt der Stirnwand 4 ist mittels einer Wellendichtung 14 abgedichtet.
Um die Abdichtung der Druckauslässe 8 und 9 gegen die Niederdruckseite der Pumpe und auch gegeneinander trotz etwaiger Toleranzen und/oder Geometrieänderungen der Aufnahmeeinrichtung, an der die Pumpe angeordnet ist, und/oder von Komponenten der Pumpe zu gewährleisten, umfasst die Pumpe die Feder-Dichtungs-Einheit 20, die wie bereits erwähnt eine Dichtungsstruktur 20 und eine Federeinrichtung 35 in integrierter Bauform bereitstellt. Die Federeinrichtung 35 dient der Erzeugung einer axialen Andruckkraft, mit der die Dichtungsstruktur 20 gegen eine ihr axial zugewandte Anschlusswand 17 der Aufnahmeeinrichtung 15 gedrückt wird.
Die Anordnung der Pumpe ist derart, dass die Pumpe im montierten Zustand mit der Feder-Dichtungs-Einheit 20 voran in einen Aufnahmeschacht 16 der Aufnahmeeinrichtung 15 ragt. Die Stirnwand 4 dient zumindest der axialen Fixierung, bevorzugt der vollständigen Fixierung der Pumpe an der Aufnahmeeinrichtung 15. Im Ausführungsbeispiel ist die Stirnwand 4 im montierten Zustand mittels mehrerer Befestigungsschrauben, die den Flansch der Stirnwand 4 durchsetzen, an der Aufnahmeeinrichtung 15 festgeschraubt. Grundsätzlich sind alternativ auch andere Arten der Fixierung, beispielweise eine Rastverbindung, realisierbar. Die der Feder-Dichtungs-Einheit 20 axial zugewandte Anschlusswand 17 bildet einen Boden des Aufnahmeschachts 16. In der Anschlusswand 17 sind ein erster Druckanschluss 18 für den ersten Druckauslass 8 und ein zweiter Druckanschluss 19 für den zweiten Druckauslass 9 vorgesehen.
Im Pumpenbetrieb wird das Druckfluid der ersten Arbeitsflut durch den ersten Druckauslass 8 und den sich anschließenden ersten Druckanschluss 18 zu einem mit dem Druckfluid zu versorgenden Aggregat gefördert, während das Druckfluid der zweiten Arbeitsflut durch den zweiten Druckauslass 9 und den sich anschließenden zweiten Druckanschluss 19 zu einem anderen Aggregat oder dem gleichen Aggregat und in diesem Fall zweckmäßigerweise zu einer anderen Stelle des gleichen Aggregats abgefördert werden. Auf der Niederdruckseite der Pumpe strömt das Fluid über einen im Aufnahmeschacht 16 um das Pumpengehäuse 1 verbleibenden Bauraum durch die Einlässe 6 und 7 (2) in die Förderkammer 5. Der Bauraum ist durch eine zwischen der Aufnahmeeinrichtung 15 und dem Pumpengehäuse 1 wirksame Bauraumdichtung 16a abgedichtet. Bei dem zu versorgenden Aggregat kann es sich beispielsweise um ein Getriebe handeln, wie etwa ein Automatikgetriebe oder Lenkgetriebe eines Fahrzeugs oder ein Getriebe einer Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie. Das Fluid ist eine Flüssigkeit, wie etwa Arbeitsöl oder Schmieröl, kann grundsätzlich aber auch ein Gas sein.
Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 wirkt sowohl in Bezug auf das Pumpengehäuse 1 als auch in Bezug auf die Anschlusswand 17 als Axialdichtung. In Ausübung ihrer Dichtungsfunktion wird die Feder-Dichtungs-Einheit 20 im montierten Zustand der Pumpe längs eines ersten Dichtstegs 21 und eines zweiten Dichtstegs 22 der Dichtungsstruktur 25 zwischen einer äußeren Stirnfläche der ersten Stirnwand 3 und einer axial zugewandten Stirnfläche der Anschlusswand 17 axial elastisch zusammengepresst. Der erste Dichtsteg 21 umgibt den ersten Druckauslass 8 und den ersten Druckanschluss 18 und sorgt für eine dichte Fluidverbindung von Druckauslass 8 und Druckanschluss 18. Der zweite Dichtsteg 22 umgibt den zweiten Druckauslass 9 und den zweiten Druckanschluss 19 und sorgt für eine dichte Fluidverbindung von Druckauslass 9 und Druckanschluss 19.
Die Dichtstege 21 und 22 weisen an ihrer der ersten Stirnwand 3 zugewandten Stirnseite eine Stützfläche 23 und der Stützfläche 23 axial abgewandt und der Anschlusswand 17 zugewandt eine Dichtfläche 24 auf. Die Dichtstege 21 und 22 sind mit ihrer Dichtfläche 24 in einem axialen Dichtkontakt mit der Anschlusswand 17. Im Ausführungsbeispiel ist die Stützfläche 23 der Dichtstege 21 und 22 eine weitere Dichtfläche. Die weitere Dicht- bzw. Stützfläche 23 ist in einem axialen Dichtkontakt mit der ersten Stirnwand 3. Die Verbindung des Druckauslasses 8 mit dem Druckanschluss 18 und die Verbindung des Druckauslasses 9 mit dem Druckanschluss 19 werden durch den axialen Dichtkontakt von Stützfläche 23 und erster Stirnwand 3 und den axialen Dichtkontakt von Dichtfläche 24 und Anschlusswand 17 abgedichtet.
Die Stützfläche 23 und die Dichtfläche 24 überlappen einander über ihren gesamten Verlauf in Bezug auf die axiale Richtung. Die Federeinrichtung 35 ist axial zwischen der Stützfläche 23 und der Dichtfläche 24 angeordnet und überlappt axial mit beiden Flächen 23 und 24. Vorteilhafterweise folgt die Federeinrichtung 35 in ihrem Verlauf dem Verlauf der Flächen 23 und 24. Die Federeinrichtung 35 fluchtet axial sowohl mit der Stützfläche 23 als auch mit der Dichtfläche 24. Sie erzeugt eine Federkraft in eine Federkraftrichtung F. Dabei wirkt sie parallel zur Drehachse R, d. h. axial, auf die Dichtfläche 24 und drückt diese in den Dichtkontakt mit der Anschlusswand 17. Gleichzeitig wirkt sie in die Gegenrichtung auf die Stützfläche 23 und drückt diese in den Dichtkontakt mit der Stirnwand 3. Aufgrund der axialen Überlappung, im Ausführungsbeispiel sogar der axial fluchtenden Anordnung, wirkt die Federkraft in Federkraftrichtung F und in die Gegenrichtung jeweils auf kürzestem Wege axial direkt in Richtung auf den beidseitigen Dichtkontakt.
4 zeigt die Feder-Dichtungs-Einheit 20 als solche in einer perspektivischen Sicht auf ihre der Stirnwand 3 abgewandte Stirnseite. In 5 ist die Feder-Dichtungs-Einheit 20 in einem zentralen Längsschnitt dargestellt.
Die Dichtstege 21 und 22 weisen jeweils einen äußeren, bogenförmigen Dichtstegabschnitt 21a und 22a auf, der sich an der Peripherie der Stirnwand 3, der Peripherie der Stirnwand 3 folgend erstreckt. Der äußere Abschnitt 21a des ersten Dichtstegs 21 und der äußere Abschnitt 22a des zweiten Dichtstegs 22 laufen an der Peripherie der Feder-Dichtungs-Einheit 20 bis jeweils zu einem inneren Dichtstegabschnitt 21 b und 22b aufeinander zu. Der äußere Dichtstegabschnitt 21a und der innere Dichtstegabschnitt 21b bilden gemeinsam den ersten Dichtsteg 21, der einen ersten Fluiddurchgang 28 in axialer Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit 20 umlaufend dicht einrahmt. Der äußere Dichtstegabschnitt 22a und der innere Dichtstegabschnitt 22b bilden gemeinsam den zweiten Dichtsteg 22, der in der axialen Draufsicht einen zweiten Fluiddurchgang 29 der Feder-Dichtungs-Einheit 20 umlaufend dicht einrahmt.
In 4 sind die Stützfläche und die Dichtfläche des ersten Dichtstegs 21 mit 23a und 24a und die Stützfläche und die Dichtfläche des zweiten Dichtstegs 22 mit 23b und 24b bezeichnet. Die stegweisen Stützflächen 23a und 23b bilden gemeinsam die Stützfläche 23 der Feder-Dichtungs-Einheit 20. Die stegweisen Dichtflächen 24a und 24b bilden gemeinsam die Dichtfläche 24 der Feder-Dichtungs-Einheit 20.
Die Dichtstege 21 und 22 lassen für das vom Druckauslass 8 und vom Druckauslass 9 abströmende Druckfluid jeweils einen großen durchströmbaren Querschnitt frei. Gemeinsam überdecken die beiden Fluiddurchgänge 28 und 29 im montierten und auch im vormontierten Zustand den überwiegenden Teil der äußeren Stirnfläche der ersten Stirnwand 3. Sie unterteilen die äußere Stirnfläche der Stirnwand 3 in zwei zumindest im Wesentlichen gleiche Hemisphären, in denen das Druckfluid abgefördert werden kann.
Die inneren Dichtstegabschnitte 21 b und 22b erstrecken sich von der Peripherie, d. h. vom jeweiligen äußeren Dichtstegabschnitt 21a und 22a von zwei Seiten nebeneinander nach innen in Richtung auf einen radial zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20. Die Stirnwand 3 weist im zentralen Bereich einen Wellendurchtritt für die Antriebswelle 12 auf (3). Die inneren Dichtstegabschnitte 21b und 22b laufen im zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20 bogenfömig auseinander, so dass im zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20 eine Aufweitung für den Wellendurchtritt der Stirnwand 3 entsteht. Die äußeren Dichtstegabschnitte 21a und 22a können, wie im Ausführungsbeispiel, an der Peripherie ineinanderlaufen, so dass sie eine peripher umlaufend geschlossene Stützfläche 23 und/oder eine umlaufend geschlossene Dichtfläche 24 bilden. Auf diese Weise entsteht zwischen den inneren Dichtstegabschnitten 21b und 22b ein in der Draufsicht umlaufend geschlossener Bereich mit der zentralen Aufweitung für den Wellendurchtritt.
Schmierfluid zur Schmierung des Wellenlagers der Antriebswelle 12 kann zwischen den Dichtstegen 21 und 22 über den zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20 und einen durch die Stirnwand 3 erstreckten und in diesen zentralen Bereich mündenden Verbindungskanal zur Niederdruckseite der Förderkammer 5 strömen. Das von der Pumpe zu fördernde Fluid kann vorteilhafterweise auch das Schmierfluid sein.
Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 umfasst in ebenfalls integrierter Bauweise eine Widerstandsstruktur 30 mit einem ersten Widerstandsbereich, der sich in der axialen Draufsicht im ersten Fluiddurchgang 28 erstreckt, und einem zweiten Widerstandsbereich, der sich in der Draufsicht im zweiten Fluiddurchgang 29 erstreckt. Der zwischen den inneren Dichtstegabschnitten 21b und 22b erstreckte zentrale Bereich ist hingegen frei.
Die Widerstandsstruktur 30 dient der Verringerung von Druckspitzen bei kaltem und daher vergleichsweise zähem Druckfluid, beispielsweise beim Anlaufen im Kaltstart. Zur Erfüllung dieser Funktion sind die in axialer Projektion, d. h. in Draufsicht, innerhalb des ersten Dichtstegs 21 und innerhalb des zweiten Dichtstegs 22 erstreckten Widerstandsbereiche der Widerstandsstruktur 30 mit Durchgängen 31 versehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Widerstandsstruktur 30 mit kleinen, lochartigen Durchgängen 31 versehen, d.h. sie ist über die Fluiddurchgänge 28 und 29 gesehen perforiert. Die Widerstandsstruktur 30 wirkt als Strömungswiderstand, d. h. als Drossel bzw. Blende, und baut Druckspitzen dadurch ab. Im betriebswarmen Zustand und entsprechend verringerter Viskosität des Druckfluids fällt eine gewisse, dann nur noch geringe Erhöhung des Strömungswiderstands nicht mehr ins Gewicht.
6 zeigt die Federeinrichtung 35 und die Widerstandsstruktur 30 ohne die Dichtungsstruktur 25. Die Federeinrichtung 35 und die Widerstandsstruktur 30 sind aus einem blechförmigen Rohling geformt. Die Federeinrichtung 35 ist ein Federring, der in der axialen Draufsicht die Widerstandsstruktur 30 umgibt. Im Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung 35 eine Wellringfeder, gebildet als ringförmiger Federstreifen aus einem Federmaterial, beispielsweise Federstahl, der sich in Umfangsrichtung wellenförmig erstreckt, um im eingebauten Zustand der Feder-Dichtungs-Einheit 20 mit axialer Federkraft auf die Stützfläche 23 und die Dichtfläche 24 zu wirken und diese in den jeweiligen Dichtkontakt zu drücken.
Die Widerstandsstruktur 30 umfasst, wie bereits erwähnt, den ersten Widerstandsbereich und den zweiten Widerstandsbereich. Die beiden Widerstandsbereiche ragen jeweils über schlanke Verbindungsstege 33 von der Federeinrichtung 35 nach innen vor und haben jeweils in der axialen Draufsicht zumindest im Wesentlichen die Form des jeweiligen Fluiddurchgangs 28 und 29. Im Ausführungsbeispiel sind die Widerstandsbereiche blechartige, zumindest im Wesentlichen plane Strukturen. Die Durchgänge 31 sind axiale Durchgangslöcher. Mit den Durchgängen 31 bilden die Widerstandsbereiche der Widerstandsstruktur 30 jeweils eine siebartige Lochblende. In den 4 und 6 sind auch die Durchgänge 32 für die Halter 40 (3) zu erkennen.
Die Widerstandsstruktur 30 ist über die Verbindungsstege 33 von der Federeinrichtung 35 freigestellt, so dass in der Draufsicht zwischen der Federeinrichtung 35 und der Widerstandsstruktur 30 Freistellungen 34 erhalten werden. Die Federeinrichtung 35 und die Widerstandsstruktur 30 können aus einem gemeinsamen Rohling aus Federmaterial, beispielsweise Federstahl, mittels eines Trennverfahrens, beispielsweise Stanzen, und eines Umformverfahrens, beispielsweise Tiefziehen des gestanzten Rohlings im Bereich der Federeinrichtung 35, hergestellt werden.
Die Baueinheit aus Federeinrichtung 35 und Widerstandsstruktur 30 kann zur Herstellung der Feder-Dichtungs-Einheit 20 mit dem Dichtungsmaterial umspritzt und durchspritzt und somit im Dichtungsmaterial eingebettet werden. Dabei wird die Federeinrichtung 35 zumindest im Wesentlichen vollständig umspritzt, so dass die in 6 erkennbare Stirnseite und auch die axial abgewandte Stirnseite der Federeinrichtung 35 und die Seitenränder der Widerstandsstruktur 30 jeweils mit dem Dichtungsmaterial bedeckt sind, um die Dichtstege 21 und 22 zu bilden. Die Baueinheit aus Federeinrichtung 35 und Widerstandsstruktur 30 wird im Bereich der Freistellungen 34 und auch im Bereich der Durchgänge 32 durchspritzt, wodurch die Verankerung der Federeinrichtung 35 und der Widerstandsstruktur 30 im Dichtungsmaterial verbessert wird. Die Durchgänge 32 bleiben als solche frei, da das Dichtungsmaterial die Baueinheit nur längs des Rands des jeweiligen Durchgangs 32 bedeckt, so dass der jeweilige Halter 40 (3) durch den jeweiligen Durchgang 32 gedrückt und im Bereich des Durchgangs 32 in den Halteeingriff mit dem Dichtungsmaterial gelangt.
Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 bildet mit ihrer als Wellringfeder gebildeten Federeinrichtung 35 ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 7 und 8 zeigen eine Feder-Dichtungs-Einheit 20 eines zweiten Ausführungsbeispiels als solche, vor der Anordnung am Pumpengehäuse 1. Dabei sind 7 eine perspektivische Sicht auf die im montierten Zustand von der ersten Stirnwand 3 axial abgewandte äußere Stirnseite der Feder-Dichtungs-Einheit 20 und 8 ein Längsschnitt durch den zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20. Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel nur durch die anders geformte Federeinrichtung 36, die wie im ersten Ausführungsbeispiel als ein um die gleiche Widerstandsstruktur 30 umlaufender Federring gebildet ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung 36 ein nach radial außen konvexer und nach radial innen konkaver Federbogen. Der Federbogen kann insbesondere, wie im Ausführungsbeispiel als ein C-förmiger Mantel geformt sein. Dieser Mantel ist in Federkraftrichtung F (8) bzw. in die Gegenrichtung elastisch biegbar. Die Federeinrichtung 36 bildet wie schon die Federeinrichtung 35 eine dem Verlauf der äußeren Dichtstegabschnitte 21a und 22a folgende Federfläche, d. h. eine axial und um den zentralen Bereich der Feder-Dichtungs-Einheit 20 erstreckte Federfläche, in der die Federeinrichtung 36 elastisch verformbar ist, um die Federkraft in Federkraftrichtung F sowie in die Gegenrichtung zu erzeugen.
9 zeigt die Baueinheit aus Widerstandsstruktur 30 und Federeinrichtung 36 als solche in einer der 7 entsprechenden perspektivischen Sicht. Die Widerstandsstruktur 30 entspricht als solche dem ersten Ausführungsbeispiel. Modifiziert sind lediglich die Verbindung mit der Federeinrichtung 36 und die Durchgänge 32. Die Durchgänge 32 werden durch seitliche Ausnehmungen am der Federeinrichtung 36 zugewandten Außenrand der Widerstandsstruktur 30 und eine optionale kleinere Ausnehmung im radial gegenüberliegenden Bereich der Federeinrichtung 36 bereitgestellt. Die beiden Widerstandsbereiche der Widerstandsstruktur 30 sind jeweils nur durch einen einzigen schlanken Verbindungssteg 33 mit der Federeinrichtung 36 verbunden. Die Verbindungsstege 33 entsprechen als solchen jedoch den Verbindungsstegen 33 des ersten Ausführungsbeispiels. Zur Herstellung der Feder-Dichtungs-Einheit 20 des zweiten Ausführungsbeispiels wird die Baueinheit aus Federeinrichtung 36 und Widerstandsstruktur 30 mit dem Dichtungsmaterial dem ersten Ausführungsbeispiel vergleichbar umspritzt und bereichsweise durchspritzt und dadurch im Dichtungsmaterial eingebettet und verankert.
10 zeigt die Federeinrichtung 35, die wie im ersten Ausführungsbeispiel als Wellringfeder gebildet ist. Eine Widerstandsstruktur ist nicht vorhanden. Diese reine Federeinrichtung 35 kann im ersten Ausführungsbeispiel die Baueinheit aus Federeinrichtung 35 und Widerstandsstruktur 30 ersetzen. Eine derart modifizierte Feder-Dichtungs-Einheit 20 erfüllt die Dichtfunktion und damit verbunden die Trennfunktion in gleicher Weise wie die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings entfällt der Vorteil des beschriebenen Druckspitzenabbaus. Ferner fehlt die Aussteifung der inneren Dichtstegabschnitte 21b und 22b durch die Widerstandsstruktur.
In 11 ist eine modifizierte Federeinrichtung 37 dargestellt. Die Federeinrichtung 37 umfasst einen ringförmigen Federkraftverteiler 38 und mehrere Federelemente 39, die über den Umfang des Federkraftverteilers 38 verteilt an diesem angeordnet sind. Die Federeinrichtung 37 kann im ersten Ausführungsbeispiel die Baueinheit aus Federeinrichtung 35 und Widerstandsstruktur 30 ersetzen. Insoweit gelten die zur Federeinrichtung 35 der 10 gemachten Ausführungen auch für die Federeinrichtung 37. Innerhalb der Feder-Dichtungs-Einheit 20 kann die Federeinrichtung 37 insbesondere so angeordnet werden, dass der Verteiler 38 der Dichtfläche 24 (3) und die Federelemente 39 der Stützfläche 23 zugewandt sind. Bildet die Stützfläche 23, wie im Ausführungsbeispiel, ebenfalls eine Dichtfläche, kann vorteilhaft ein weiterer Verteiler 38 zwischen der Federeinrichtung 37 und der Stützfläche 23 angeordnet und ebenfalls im Dichtungsmaterial eingebettet sein.
12 zeigt eine Feder-Dichtungs-Einheit eines dritten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Sicht. Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des dritten Ausführungsbeispiels ist invariant hinsichtlich der Zuordnung von Stützfläche 23 und Dichtfläche 24, indem sie wahlweise mit der Stützfläche 23 oder der Dichtfläche 24 der Stirnwand 3 des Pumpengehäuses 1 zugewandt sein kann. Ein Unterschied im Detail besteht ferner darin, dass die beiden inneren Dichtstegabschnitte 21b und 22b nebeneinander nur bis zur zentralen Aufweitung verlaufen, um die am ersten Ausführungsbeispiel erläuterte Abführung von Schmierfluid zu ermöglichen, und auf der gegenüberliegenden Seite an die Aufweitung anschließend einen gemeinsamen inneren Dichtstegabschnitt bilden, der die Fluiddurchgänge 28 und 29 dort voneinander trennt. Noch ein Unterschied besteht darin, dass die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des dritten Ausführungsbeispiels keine Widerstandsstruktur aufweist, die Fluiddurchgänge 28 und 29 sind freie Durchgänge.
Im Dichtungsmaterial der Feder-Dichtungs-Einheit 20 des dritten Ausführungsbeispiels kann beispielsweise die Federeinrichtung 35 der 10 oder die Federeinrichtung 37 der 11 eingebettet sein.
13 zeigt eine Feder-Dichtungs-Einheit 20 eines vierten Ausführungsbeispiels in einem Längsschnittdetail. Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen weist die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des vierten Ausführungsbeispiels an ihrem Außenumfang, d. h. am Außenumfang der äußeren Dichtstegabschnitte 21a und 22a, umlaufend eine nach radial außen vorragende Dichtlippe 43 und/oder eine nach radial außen vorragende Dichtlippe 44 auf. Die Dichtlippe 43, falls vorhanden, ragt axial über die Stützfläche 23 vor und die Dichtlippe 44, falls vorhanden, ragt axial über die Dichtfläche 24 vor. Die Dichtungsstruktur mit der Dichtlippe 43 und/oder der Dichtlippe 44 ist mit 25' bezeichnet. Die Feder-Dichtungs-Einheit 20 des vierten Ausführungsbeispiels kann von der Dichtlippe 43 und/oder der Dichtlippe 44 abgesehen dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel oder dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechen. Beispielhaft ist die Federeinrichtung 35 dem ersten Ausführungsbeispiel oder der 10 entsprechend dargestellt. In bevorzugten Ausführungen sind im vierten Ausführungsbeispiel sowohl die Dichtlippe 43 als auch die Dichtlippe 44 vorhanden.
Im montierten Zustand der Pumpe wird die jeweilige Dichtlippe 43 und/oder 44 elastisch gebogen und sorgt für eine Abdichtung zusätzlich zur Stützfläche 23 und/oder zusätzlich zur Dichtfläche 24. Die Dichtlippe 43 und/oder die Dichtlippe 44 können insbesondere aus dem Dichtungsmaterial geformt sein, zweckmäßigerweise in einem Verfahren der Urformung gemeinsam mit der Dichtungsstruktur 25' im Übrigen.
Die Federwirkung der Federeinrichtung beruht in den Ausführungsbeispielen jeweils zumindest im Wesentlichen auf Formelastizität, beispielhaft Biegeelastizität, in modifizierten Ausführungen kann die Feder-Dichtungs-Einheit anstelle oder zusätzlich zu einer formelastischen Federeinrichtung eine Federeinrichtung aufweisen, deren Federwirkung zumindest im Wesentlichen auf Materialelastizität beruht. Die materialelastische Federeinrichtung kann zur Bildung der Dichtungsstruktur mit dem Dichtungsmaterial in Ausbildung der Dichtfläche 24 und/oder der Stützfläche 23 beschichtet sein. Die materialelastische Federeinrichtung kann den Ausführungsbeispielen weitgehend entsprechend auch in das Dichtungsmaterial eingebettet sein.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Umfangswand
3: Stirnwand
4: Stirnwand
5: Förderkammer
6: Einlass
6a: Ausnehmung
6b: Ausnehmung
7: Einlass
7a: Ausnehmung
8: Druckauslass
8a: Verbindungskanal
9: Druckauslass
9a: Verbindungskanal
10: Rotor
11: Flügel
12: Antriebswelle
13: Antriebsrad
14: Wellendichtung
15: Aufnahmeeinrichtung
16: Aufnahmeschacht
16a: Bauraumdichtung
17: Anschlusswand
18: Druckanschluss
19: Druckanschluss
20: Feder-Dichtungs-Einheit
21a: erster Dichtsteg
21b: erster Dichtsteg
22a: zweiter Dichtsteg
22b: zweiter Dichtsteg
23a: Stützfläche
23b: Stützfläche
24a: Dichtfläche
24b: Dichtfläche
25: Dichtungsstruktur
25': Dichtungsstruktur
26: Dichtungsstruktur
27: Dichtungsstruktur
28: Durchgang
29: Durchgang
30: Widerstandsstruktur
31: Durchgang
32: Eingriffselement
33: Verbindungssteg
34: Freistellung
35: Federeinrichtung
36: Federeinrichtung
37: Federeinrichtung
38: Verteiler
39: Federelement
40: Halter
41: -
42: -
43: Dichtungslippe
44: Dichtungslippe
F: Federkraftrichtung
R: Drehachse

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

WO 0194791 A1 [0002]
EP 3081741 A2 [0003]
US 2017/0260979 A1 [0004]
DE 102018133681 [0049]

Claims

Feder-Dichtungs-Einheit umfassend: 1.1 eine Stützfläche (23a) zum Abstützen der Feder-Dichtungs-Einheit (20) und eine von der Stützfläche (23a) abgewandte Dichtfläche (24a) für Dichtkontakt, 1.2 wobei die Stützfläche (23a) und die Dichtfläche (24a) in Bezug auf eine Federkraftrichtung (F) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) voneinander abgewandt sind, 1.3 eine Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') mit einem die Dichtfläche (24a) bildenden Dichtsteg (21a) aus Dichtungsmaterial, und 1.4 eine mit der Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') zerstörungsfrei nicht lösbar zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbundene Federeinrichtung (35; 36; 37) aus Federmaterial, das sich in wenigstens einer mechanischen Materialeigenschaft vom Dichtungsmaterial unterscheidet, 1.5 wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einer in Federkraftrichtung (F) erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein in Federkraftrichtung (F) gemessener Abstand von Stützfläche (23a) und Dichtfläche (24a) gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Dichtfläche (24a) einen Durchgang (28) der Dichtung (20) in einer zur Federkraftrichtung (F) parallelen Draufsicht auf die Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur (25; 26; 27; 25') und die Federeinrichtung (35; 36; 37) stoffschlüssig und/oder formschlüssig zerstörungsfrei nicht lösbar miteinander zur Feder-Dichtungs-Einheit (20) verbunden sind.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in einem Verfahren der Urformung, vorzugsweise Spritzgießen, mit dem Dichtungsmaterial umformt und/oder durchformt und dadurch im Dichtungsmaterial verankert ist, so dass die Dichtungsstruktur (25; 26; 27;25') von der umformten und/oder durchformten Federeinrichtung (35; 36; 37) nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Federmaterial eine größere Zugfestigkeit und/oder eine größere Druckfestigkeit und/oder eine größere Härte und/oder einen größeren E-Modul und/oder einen größeren Schubmodul als das Dichtungsmaterial hat.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) und die Dichtfläche (24a), vorzugsweise auch die Stützfläche (23a), einander in Federkraftrichtung (F) überlappen.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) einen Federring bildet.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (35) eine Wellringfeder umfasst, vorzugsweise eine Wellringfeder ist.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 wobei die Federeinrichtung (36) in zur Federkraftrichtung (F) parallelen Schnittebenen jeweils einen oder mehrere Federbögen bildet, beispielsweise C-förmig oder V-förmig oder wellenförmig ist.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, umfassend eine Widerstandsstruktur (30), die sich in der Draufsicht im Durchgang (28) erstreckt, um im Durchgang (28) oder in Federkraftrichtung (F) versetzt zum Durchgang (28) einen Strömungswiderstand für durch den Durchgang (28) strömendes Druckfluid zu bilden.
Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Widerstandsstruktur (30) in der Draufsicht die Querschnittsfläche des Durchgangs (28) gänzlich oder wenigstens zu einem überwiegenden Teil ausfüllt und einen oder mehrere im Vergleich zur Querschnittsfläche des Durchgangs (28) enge, vorzugsweise jeweils lochartige Durchgänge (31) aufweist, um den Strömungswiderstand als Lochblende oder in der Art einer Lochblende zu bilden.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (35; 36) und die Widerstandsstruktur (30) miteinander zu einer Baueinheit fest verbunden sind und diese Baueinheit (30, 35; 30, 36) in einem Verfahren der Urformung, vorzugsweise Spritzgießen, mit dem Dichtungsmaterial umformt und/oder durchformt und dadurch im Dichtungsmaterial verankert ist, so dass die Dichtungsstruktur (25; 26; 27;25') von der umformten und/oder durchformten Baueinheit (30, 35; 30, 36) nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, die den Dichtsteg (21a) als einen ersten Dichtsteg (21a), die Stützfläche als eine erste Stützfläche (23a) und die Dichtfläche als eine erste Dichtfläche (24a) umfasst und die an der ersten Stirnseite eine zweite Stützfläche (23b) und einen zweiten Dichtsteg (22) aufweist, der an der zweiten Stirnseite eine zweite Dichtfläche (24b) bildet, wobei die zweite Dichtfläche (24b) in der Draufsicht einen seitlich neben dem ersten Durchgang (28) gelegenen zweiten Durchgang (29) der Feder-Dichtungs-Einheit (20) umlaufend dicht einrahmt und wobei die Federeinrichtung (35; 36; 37) in der in Federkraftrichtung (F) erstreckten Federfläche formelastisch, bevorzugt biegeelastisch, oder materialelastisch ist, so dass ein in Federkraftrichtung (F) gemessener Abstand, den die zweite Dichtfläche (24b) von der zweiten Stützfläche (23b) aufweist, gegen eine rückstellende Federkraft der Federeinrichtung (35; 36; 37) verringerbar ist.
Feder-Dichtungs-Einheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der erste Dichtsteg (21a, 21b) und der zweite Dichtsteg (22a, 22b) in der Draufsicht jeweils D-förmig sind, jeweils einen flachen Stegabschnitt (21b, 22b) und einen vom flachen Stegabschnitt (21b, 22b) ausbauchenden Stegabschnitt (21a, 22a) aufweisen und mit ihren flachen Stegabschnitten (21b, 22b) in der Draufsicht einander mit Abstand zugewandt sind, wobei die flachen Stegabschnitte (21b, 22b) über zumindest einen Teil ihrer Erstreckung einen gemeinsamen Dichtstegabschnitt bilden können.
Feder-Dichtungs-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur (25') der Dichtfläche (24a) folgend eine Dichtlippe (43) für Dichtkontakt in Federkraftrichtung (F) zusätzlich zur Dichtfläche (24a) aufweist und die Dichtlippe (43) in einem unbelasteten Zustand der Feder-Dichtungs-Einheit (20) in Federkraftrichtung (F) vorzugsweise über die Dichtfläche (24a) vorsteht.
Pumpe zur Versorgung eines Aggregats, beispielsweise eines Getriebes, mit einem Druckfluid, die Pumpe umfassend: - ein Pumpengehäuse (1) mit einer Umfangswand (2), die eine Förderkammer (5) der Pumpe umgibt, einer ersten Stirnwand (3) und einer zweiten Stirnwand (4; 40), die die Förderkammer (5) an ihren Stirnseiten begrenzen, - einen in der Förderkammer (5) um eine Drehachse (R) drehbeweglichen Rotor (10) zur Bildung von Förderzellen, die sich bei Drehung des Rotors (10) periodisch vergrößern und verkleinern, um Druckfluid von einer Niederdruckseite der Pumpe zu einer Hochdruckseite der Pumpe zu fördern, - einen Druckauslass (8), der an einer von der Förderkammer (5) abgewandten äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) mündet und durch den Druckfluid aus der Förderkammer (5) abförderbar ist, und - eine Feder-Dichtungs-Einheit (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, die an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) zur Abdichtung des Druckauslass (8) vorgesehen ist.
Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei - die Pumpe mehrflutig ist und eine erste Flut mit dem Druckauslass als erstem Druckauslass (8) und eine zweite Flut mit einem zweiten Druckauslass (9), der an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) neben dem ersten Druckauslass (8) mündet, aufweist, und - die Feder-Dichtungs-Einheit (20) an der äußeren Stirnseite der ersten Stirnwand (3) zur Abdichtung auch des zweiten Druckauslasses (9) vorgesehen ist.