DE102019120147A1

DE102019120147A1 - Pump rotor and vacuum pump with such a rotor

Info

Publication number: DE102019120147A1
Application number: DE102019120147.0A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Weidinger; Christian Odoj
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-01-28

Abstract

Pumpenrotor zum Einsatz in einem Pumpenkörper, wobei der Pumpenrotor einen Pumpenrotorgrundkörper mit einer ersten Lagerstelle aufweist, mit welcher der Pumpenrotor um eine Pumpenrotorachse drehbar lagerbar ist,weiter weist der Pumpenrotor einen Pumpenrotorschieber auf, welcher wenigstens abschnittsweise in einer Pumpenrotorausnehmung in dem Pumpenrotor aufgenommen und gegenüber dem Pumpenrotorgrundkörper in Bezug auf die Pumpenrotorachse längsverschieblich gelagert istund wobei die erste Lagerstelle des Pumpenrotors in Richtung der Pumpenrotorachse auf einer ersten Seite des Pumpenrotorschiebers angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassder Pumpenrotorgrundkörper als einen Bestandteil einen metallischen Werkstoff aufweist oder aus diesem besteht unddass an dem Pumpenrotorgrundkörper auf einer, in Bezug auf den Pumpenrotorschieber (3), der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ein Pumpenrotorring auf dem Pumpenrotorgrundkörper angeordnet ist.Pump rotor for use in a pump body, wherein the pump rotor has a pump rotor base body with a first bearing, with which the pump rotor can be rotatably mounted about a pump rotor axis, furthermore the pump rotor has a pump rotor slide which is at least partially received in a pump rotor recess in the pump rotor and opposite the Pump rotor base body is mounted so as to be longitudinally displaceable in relation to the pump rotor axis and wherein the first bearing point of the pump rotor is arranged in the direction of the pump rotor axis on a first side of the pump rotor slide, characterized in that the pump rotor base body has or consists of a metallic material as a component and that on the pump rotor base body on , with respect to the pump rotor slide (3), the second side opposite the first side, a pump rotor ring is arranged on the pump rotor base body.

Description

Die Erfindung betrifft einen Pumpenrotor und eine Vakuumpumpe mit einem solchen Rotor. Ein Pumpenrotor, beziehungsweise eine Pumpe mit einem solchen Rotor, gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs sind aus dem Stand der Technik und insbesondere aus der DE 10 2017 123 695 A1 bekannt.The invention relates to a pump rotor and a vacuum pump with such a rotor. A pump rotor, or a pump with such a rotor, according to the preamble of the first claim are from the prior art and in particular from the DE 10 2017 123 695 A1 known.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Vakuumpumpe für ein Kraftfahrzeug beschrieben, dies ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung zu verstehen. Kraftfahrzeugen und insbesondere in Personenkraftwagen, werden Vakuumpumpen vielseitig verwendet. Diese werden insbesondere zur Dosierung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine oder auch zur Unterstützung für ein Bremssystem verwendet (sog. Bremskraftverstärkung). Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Vakuumpumpen bekannt, wobei sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf sogenannte Drehschieberpumpen bezieht, beziehungsweise in diesen Anwendung findet.The invention is described below with reference to a vacuum pump for a motor vehicle; this is not to be understood as a restriction of the invention to such an application. In motor vehicles, and particularly in passenger cars, vacuum pumps are used in a variety of ways. These are used in particular to meter the fuel supply to the internal combustion engine or to support a brake system (so-called brake booster). Various types of vacuum pumps are known from the prior art, the present invention particularly relating to so-called rotary vane pumps or being used in these.

In diesem Sinn ist unter einer Drehschieberpumpe eine Pumpe zu verstehen, die insbesondere zum Erzeugen eines Unterdrucks eingerichtet ist und die einen Pumpenkörper aufweist, in welchem ein Pumpenrotor drehbar aufgenommen ist, wobei dieser Pumpenrotor eine Schieberausnehmung aufweist, in welcher ein Pumpenrotorschieber beweglich aufgenommen ist. Der Pumpenrotor ist in einer wenigstens abschnittsweise kreiszylindrischen Ausnehmung des Pumpenkörpers, in Bezug auf eine Zylinderachse, exzentrisch zu dieser aufgenommen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der Pumpenrotor als einen Bestandteil einen Kunststoff- (Variante 1) oder einen Metallwerkstoff (Variante 2), insbesondere einen Stahlwerkstoff, aufweist. Bei einem Pumpenrotor gemäß der Variante 2 ergibt sich gegenüber Variante 1 der Vorteil einer hohen Festigkeit, jedoch entstehen aus fertigungstechnischen Gründen Radien bei der Herstellung der Schieberausnehmung, welche zu einer Leckage und einem schlechteren Wirkungsgrad führen können. Eine naheliegende Ausführungsform zur Vermeidung von Radien bei der Variante 2 ist, dass der Pumpenrotor einseitig offen ausgeführt ist und mit einer einseitigen Lagerung des Pumpenrotor gegenüber dem Pumpenkörper ausgestattet ist, es ergibt sich also eine fliegende Lagerung des Pumpenrotors. In der Variante 1 ist die Fertigung der Schieberausnehmung im Pumpenrotor ohne Radien ermöglicht und weiter kann der Pumpenrotor gegenüber dem Pumpenkörper beidseitig gelagert werden. Systembedingt weist ein Pumpenrotor gemäß Variante 1 eine geringere Festigkeit und Temperaturbeständigkeit auf.In this sense, a rotary vane pump is to be understood as a pump which is set up in particular to generate a negative pressure and which has a pump body in which a pump rotor is rotatably received, this pump rotor having a slide recess in which a pump rotor slide is movably received. The pump rotor is accommodated in an at least partially circular cylindrical recess of the pump body, eccentrically with respect to a cylinder axis. It is known from the prior art that the pump rotor has a plastic (variant 1) or a metal material (variant 2), in particular a steel material, as a component. A pump rotor according to variant 2 has the advantage of high strength compared to variant 1, but for manufacturing reasons, radii arise during the manufacture of the slide recess, which can lead to leakage and poorer efficiency. An obvious embodiment for avoiding radii in variant 2 is that the pump rotor is designed to be open on one side and is equipped with a bearing on one side of the pump rotor relative to the pump body, so the pump rotor is supported on the fly. In variant 1, it is possible to manufacture the slide recess in the pump rotor without radii, and the pump rotor can also be supported on both sides with respect to the pump body. Depending on the system, a pump rotor according to variant 1 has a lower strength and temperature resistance.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pumpenrotor und eine Pumpe mit einem solchen Pumpenrotor mit einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Betriebsfestigkeit bei weiterhin hohem Wirkungsgrad anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Pumpenrotor gemäß Patentanspruch 1, sowie durch eine Vakuumpumpe gemäß Patentanspruch 6 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.It is an object of the invention to specify a pump rotor and a pump with such a pump rotor with an improved operational stability compared to the prior art while still having a high degree of efficiency. This object is achieved by a pump rotor according to claim 1 and by a vacuum pump according to claim 6; preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Es ist vorgeschlagen, einen Pumpenrotor zum Einsatz in einem Pumpenkörper vorzusehen, wobei der Pumpenrotor einen Pumpenrotorgrundkörper aufweist, Im Sinne der Erfindung ist unter einem Pumpenrotor eine Einrichtung zu verstehen, die im planmäßigen Betrieb einer Pumpe um eine Achse, sogenannte Pumpenrotorachse, rotiert und bei dieser Rotationsbewegung, beziehungsweise durch diese Rotationsbewegung, wird die Pumpwirkung erzeugt. Weiter weist dieser Pumpenrotorgrundkörper eine erste Lagerstelle auf, um die oben genannten Rotationsbewegung gegenüber dem Pumpengrundkörper zu ermöglichen. Der Pumpenrotor ist insbesondere mittels dieser ersten Lagerstelle in dem Pumpengrundkörper um die Pumpenrotorachse drehbar lagerbar. Der vorgeschlagene Pumpenrotor weist insbesondere einen Pumpenrotorschieber auf, welcher wenigstens abschnittsweise in einer Pumpenrotorausnehmung, welche in dem Pumpenrotorgrundkörper angeordnet ist, in dem Pumpenrotor aufgenommen und weiter ist dieser Pumpenrotorschieber gegenüber dem Pumpenrotorgrundkörper beweglich aufgenommen. Vorzugsweise ist der Pumpenrotorschieber in einer Richtung orthogonal zu der Pumpenrotorachse verschieblich in dem Pumpenrotorgrundkörper aufgenommen und damit in Bezug auf die Pumpenrotorachse längsverschieblich durch den Pumpenrotorgrundkörper gelagert. Die erste Lagerstelle des Pumpenrotors ist in Richtung der Pumpenrotorachse auf einer ersten Seite des Pumpenrotorschiebers angeordnet.It is proposed to provide a pump rotor for use in a pump body, the pump rotor having a pump rotor base body. In the context of the invention, a pump rotor is to be understood as a device which rotates around an axis, the so-called pump rotor axis, in the scheduled operation of a pump and in this case Rotational movement, or through this rotational movement, the pumping effect is generated. This pump rotor base body also has a first bearing point in order to enable the above-mentioned rotational movement with respect to the pump base body. The pump rotor can, in particular, be rotatably supported about the pump rotor axis by means of this first bearing point in the pump base body. The proposed pump rotor has, in particular, a pump rotor slide which is received in the pump rotor at least in sections in a pump rotor recess which is arranged in the pump rotor base body, and this pump rotor slide is also received movably relative to the pump rotor base body. The pump rotor slide is preferably received in the pump rotor base body so that it can be displaced in a direction orthogonal to the pump rotor axis and is thus supported by the pump rotor base body so that it can be displaced longitudinally with respect to the pump rotor axis. The first bearing point of the pump rotor is arranged in the direction of the pump rotor axis on a first side of the pump rotor slide.

Der Pumpenrotorgrundkörper weist als einen Bestandteil vorzugsweise einen metallischen Werkstoff auf, da metallische Werkstoffe einerseits eine hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, insbesondere gegenüber üblichen Kunststoffen aufweisen. Vorzugsweise besteht der Pumpenrotorgrundkörper überwiegend oder vollständig aus diesem metallischen Werkstoff. Weiter ist an einer zweiten Seite des Pumpenrotorgrundkörpers ein Pumpenrotorring angeordnet. Diese zweite Seite liegt, in Bezug auf die Pumpenrotorschieber in Richtung der Pumpenrotorachse, der erste Seite gegenüber, so dass die erste Seite auf der einen Seite des Pumpenrotorschiebers liegt und die zweite Seite auf der anderen Seite. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung des Pumpenrotors ist der Pumpenrotorschieber auf einfache Weise in dem Pumpentorgrundkörper lagerbar, da dieser durch zwei Seitenflächen, welche vorzugsweise parallel zu der Pumpenrotorachse ausgerichtet und voneinander beabstandet und weiter vorzugsweise parallel zu einander angeordnet sind, sowie eine Bodenfläche, welche vorzugsweise orthogonal zu der Pumpenrotorachse im Pumpenrotorgrundkörper ausgerichtet ist, und eine Deckfläche, welche an dem Pumpenrotorring angeordnet und vorzugsweise parallel zu der Bodenfläche ausgerichtet ist. Insbesondere dadurch, dass der Pumpenrotorring an dem Pumpenrotorgrundkörper angeordnet ist und mit diesem beim planmäßigen Betrieb des Pumpenrotors rotiert, tritt bei einer Verschiebung des Pumpenrotorschiebers eine geringe Reibung auf.The main body of the pump rotor preferably has a metallic material as a constituent part, since metallic materials on the one hand have high strength and temperature resistance, in particular compared to conventional plastics. The pump rotor base body preferably consists predominantly or completely of this metallic material. Furthermore, a pump rotor ring is arranged on a second side of the pump rotor base body. This second side lies opposite the first side with respect to the pump rotor slide in the direction of the pump rotor axis, so that the first side lies on one side of the pump rotor slide and the second side on the other side. In particular, by such a design of the pump rotor, the pump rotor slide can be easily stored in the pump door base body, as this is provided by two side surfaces, which are preferably aligned parallel to the pump rotor axis and spaced from one another and further preferably arranged parallel to one another, as well as a bottom surface, which is preferably aligned orthogonally to the pump rotor axis in the pump rotor base body, and a top surface which is arranged on the pump rotor ring and is preferably aligned parallel to the bottom surface. In particular, because the pump rotor ring is arranged on the pump rotor base body and rotates with it during scheduled operation of the pump rotor, there is little friction when the pump rotor slide is displaced.

In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung bildet der Pumpenrotorring eine zweite Lagerstelle zum drehbaren Lagern des Pumpenrotors aus, beziehungsweise ist eine zweite Lagerstelle auf dem Pumpenrotorring zu diesem Zweck angeordnet. Diese zweite Lagerstelle ist an der zweiten Seite Pumpenrotors angeordnet, welche der ersten Seite, in Bezug auf den Pumpenrotorschieber in Richtung er der Pumpenrotorachse, gegenüberliegt. Bildlich gesprochen ist bei einer solchen Ausführungsform die Pumpenrotorschieberausnehmung und damit der Pumpenrotorschieber zwischen den beiden Lagerstellen angeordnet und der Pumpenrotor kann so besonders präzise gelagert sein und somit sind Leckagen verringerbar.In a preferred embodiment of the invention, the pump rotor ring forms a second bearing point for the rotatable mounting of the pump rotor, or a second bearing point is arranged on the pump rotor ring for this purpose. This second bearing point is arranged on the second side of the pump rotor which is opposite the first side in relation to the pump rotor slide in the direction of the pump rotor axis. Figuratively speaking, in such an embodiment, the pump rotor slide recess and thus the pump rotor slide are arranged between the two bearing points and the pump rotor can thus be mounted particularly precisely and thus leakages can be reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Pumpenrotorgrundkörper oder der Pumpenrotorring oder beide als einen Bestandteil einen metallischen Werkstoff auf und vorzugsweise ist dieser metallische Werkstoff ein Stahlwerkstoff. Insbesondere metallische Werkstoffe zeichnen sich durch hohe Temperaturbeständigkeit und hohe Festigkeit aus.In a preferred embodiment, the pump rotor base body or the pump rotor ring or both have a metallic material as a component, and this metallic material is preferably a steel material. Metallic materials in particular are characterized by high temperature resistance and high strength.

In einer bevorzugt Ausführungsform ist die Pumpenrotorausnehmung wenigstens abschnittsweise im Pumpenrotor durch zwei Pumpenrotorseitenflächen und wenigstens eine Pumpenrotorbodenfläche begrenzt. Weiter besteht zwischen wenigstens einer der Pumpenrotorseitenflächen und der Pumpenrotorbodenfläche und vorzugsweise zwischen der Pumpenrotorbodenfläche und den beiden Pumpentorseitenfläche, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise oder bevorzugt vollständig, ein scharfkantiger Übergang. Insbesondere durch einen scharfkantigen Übergang der Flächen ineinander ist eine einfache Abdichtung des durch diese geführten Pumpenrotorschiebers ermöglicht und somit ist eine Leckage des Pumpenrotorschiebers verringerbar.In a preferred embodiment, the pump rotor recess is delimited at least in sections in the pump rotor by two pump rotor side surfaces and at least one pump rotor base surface. Furthermore, there is a sharp-edged transition between at least one of the pump rotor side surfaces and the pump rotor base surface and preferably between the pump rotor base surface and the two pump door side surfaces, preferably at least in sections or preferably completely. In particular, a sharp-edged transition of the surfaces into one another enables simple sealing of the pump rotor slide guided through them and thus leakage of the pump rotor slide can be reduced.

Weiter ist eine Vakuumpumpe vorgeschlagen, welcher einen Pumpengrundkörper mit einer zylindrischen Ausnehmung aufweist. In dieser zylindrischen Ausnehmung ist der vorgeschlagene Pumpenrotor drehbar um die Pumpenrotorachse aufgenommen, wobei der Pumpenrotor mittels wenigstens einer Lagerung drehbar gelagert ist. Insbesondere mittels einer solchen Vakuumpumpe ist ein Unterdruck besonders effizient erzeugbar.A vacuum pump is also proposed which has a pump base body with a cylindrical recess. The proposed pump rotor is received in this cylindrical recess so as to be rotatable about the pump rotor axis, the pump rotor being rotatably mounted by means of at least one bearing. In particular, a vacuum can be generated particularly efficiently by means of such a vacuum pump.

Anders gewendet ist gemäß einer Grundidee der Erfindung vorgeschlagen, einen Pumpenrotor komponentenweise (Pumpenrotorgrundkörper, Pumpenrotorring) aufzubauen, wobei eine einzelne Komponente oder mehrere oder alle diese Komponenten als einen Bestandteil einen metallischen Werkstoff aufweisen oder aus diesem bestehen. Vorzugsweise ist unter einem metallischen Werkstoff ein Metall beziehungsweise eine Metalllegierung zu verstehen und bevorzugt ist unter einem metallischen Werkstoff ein Stahlwerkstoff zu verstehen. Insbesondere Stahlwerkstoffe weisen eine gute Verfügbarkeit und hohe Festigkeit auf, wodurch insbesondere ein Pumpenrotor mit hoher Betriebsfestigkeit herstellbar ist. Vorzugsweise weist der Pumpenrotor einen einseitig geöffneten Pumpenrotorgrundkörper (Pumpenrotorausnehmung als nach drei Seiten offene Ausnehmung im Pumpenrotorgrundkörper) auf, wobei der Pumpenrotorgrundkörper vorzugsweise als Stahlrotor ausgebildet ist und wobei die angesprochene Öffnung im Pumpenrotor zur Aufnahme des Pumpenrotorschiebers eingerichtete ist.Put another way, according to a basic idea of the invention, it is proposed to build a pump rotor component-wise (pump rotor base body, pump rotor ring), a single component or several or all of these components having or consisting of a metallic material as a constituent part. A metallic material is preferably to be understood as a metal or a metal alloy, and a metallic material is preferably to be understood as a steel material. Steel materials in particular have good availability and high strength, which means that a pump rotor with high operational strength can in particular be produced. The pump rotor preferably has a pump rotor base that is open on one side (pump rotor recess as a recess in the pump rotor base that is open on three sides), the pump rotor base preferably being designed as a steel rotor and the mentioned opening in the pump rotor being designed to accommodate the pump rotor slide.

Vorzugsweise weist der Pumpenrotorgrundkörper eine erste Lagerung, beziehungsweise eine erste Lagerstelle, auf, mit welcher dieser für seinen planmäßigen Betrieb um eine Pumpenrotorachse drehbar lagerbar ist.The pump rotor base body preferably has a first bearing, or a first bearing point, with which it can be rotatably supported about a pump rotor axis for its scheduled operation.

Weiter vorzugsweise weist der Pumpenrotor neben dem Pumpenrotorgrundkörper und dem Pumpenrotorschieber einen Pumpenrotorring auf und ist damit aus diesen Hauptbauteilen komponentenweise aufgebaut. Ein komponentenweiser Aufbau des Pumpenrotors bringt insbesondere den Vorteil, dass die fertigungstechnischen Schwierigkeiten, welche insbesondere beim Herstellen der Pumpenrotorausnehmung auftreten können, verringert oder umgangen sind, dabei ist die Pumpenrotorausnehmung zum wenigstens teilweisen Aufnehmen und vorzugsweise zum Führen des Pumpenrotorschiebers im planmäßigen Betrieb eingerichtet. Der Pumpenrotorschieber wird umgangssprachlich auch als Pumpenflügel oder Flügel bezeichnet. Zur Verringerung der Leckage zwischen dem Pumpenrotorgrundkörper und dem Pumpenrotorschieber ist es günstig, wenn aneinander grenzende Flächen der Pumpenrotorausnehmung möglichst ohne Radius beziehungsweise scharfkantig ineinander übergehen. Im Sinne der Erfindung ist unter scharfkantig insbesondere zu verstehen, dass ein Übergangsradius zwischen zwei, vorzugsweise rechtwinklig, aneinander angrenzenden Flächen der Pumpenrotorausnehmung kleiner ist als 0,5 mm und vorzugsweise kleiner ist als 0,25 mm und bevorzugt kleiner ist als 0,1 mm.Furthermore, the pump rotor preferably has, in addition to the pump rotor base body and the pump rotor slide, a pump rotor ring and is thus constructed from these main components as components. A component-wise structure of the pump rotor has the particular advantage that the manufacturing difficulties that can arise in particular when producing the pump rotor recess are reduced or avoided; the pump rotor recess is set up to at least partially accommodate and preferably guide the pump rotor slide in scheduled operation. The pump rotor slide is also known colloquially as a pump blade or blade. In order to reduce the leakage between the pump rotor base body and the pump rotor slide, it is advantageous if surfaces of the pump rotor recess that are adjacent to one another merge into one another with as little radius or sharp edges as possible. In the context of the invention, sharp-edged is to be understood in particular as meaning that a transition radius between two, preferably at right angles, adjacent surfaces of the pump rotor recess is less than 0.5 mm and preferably less than 0.25 mm and preferably less than 0.1 mm .

Vorzugsweise ist eine der beiden aneinander angrenzenden Flächen der Pumpenrotorausnehmung eine Pumpenrotorbodenfläche, welche vorzugsweise orthogonal zu der Pumpenrotorachse ausgerichtet ist und vorzugsweise ist die andere dieser beiden Flächen eine Pumpenrotorseitenfläche, welche vorzugsweise orthogonal zu der Pumpenrotorbodenfläche ausgerichtet ist. Weiter vorzugweise weist die Pumpenrotorausnehmung wenigstens eine solche Pumpenrotorbodenfläche und wenigstens zwei Pumpenrotorseitenflächen auf. Vorzugsweise sind die beiden Pumpenrotorseitenflächen parallel zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet, so dass der Pumpenrotorschieber durch dies beiden Pumpenrotorseitenflächen in einer orthogonalen Richtung, insbesondere also radial zu der Pumpenrotorachse, führbar ist. Vorzugsweise ist die Pumpenrotorausnehmung damit abschnittsweise durch die Pumpenrotorbodenfläche und die Pumpenrotorseitenflächen begrenzt. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, die Pumpenrotorausnehmung als eine nutartige und nach drei Seiten offene Ausnehmung im Pumpenrotorgrundkörper auszubilden, wobei eine solche nutartige Ausnehmung den scharfkantigen Übergang der diese begrenzenden Flächen (Pumpenrotorbodenfläche zu Pumpenrotorseitenflächen) zueinander und eine einfache Zugänglichkeit für ein Herstellwerkzeug ermöglicht.Preferably, one of the two adjacent surfaces of the pump rotor recess is a pump rotor bottom surface, which is preferably oriented orthogonally to the pump rotor axis and preferably the other of these two surfaces is a pump rotor side surface, which is preferably oriented orthogonally to the pump rotor bottom surface. The pump rotor recess further preferably has at least one such pump rotor bottom surface and at least two pump rotor side surfaces. The two pump rotor side surfaces are preferably aligned parallel to one another and arranged at a distance from one another, so that the pump rotor slide can be guided through these two pump rotor side surfaces in an orthogonal direction, in particular radially to the pump rotor axis. The pump rotor recess is thus preferably delimited in sections by the pump rotor bottom surface and the pump rotor side surfaces. In particular, such a design makes it possible to design the pump rotor recess as a groove-like recess in the pump rotor base body that is open on three sides, such a groove-like recess enabling the sharp-edged transition of the surfaces delimiting them (pump rotor bottom surface to pump rotor side surfaces) to one another and easy accessibility for a manufacturing tool .

Weiter ist es vorgesehen, den Pumpenrotorring an den Pumpenrotorgrundkörper anzuordnen, wobei der Pumpenrotorring derart angeordnet ist, dass dieser eine der Pumpenrotorbodenfläche gegenüberliegende Pumprotordeckfläche, insbesondere zur Führung des Pumpenrotorschiebers ausbildet. Vorzugsweise ist die Pumpenrotordeckfläche wenigstens abschnittsweise parallel zu der Pumpenrotorbodenfläche angeordnet. Vorzugsweise sind sowohl die Pumpenrotorseitenfläche oder -flächen wie auch die Pumpenrotorboden- beziehungsweise -deckfläche wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig als ebene Flächen ausgebildet. Vorzugsweise ist durch die genannten Pumpenrotorflächen eine rechteckige Führung für den Pumpenrotorschieber gebildet, so dass dieser im planmäßigen Betrieb orthogonal zur Pumpenrotorachse durch den Pumpenrotorgrundkörper und den Pumpenrotorring geführt ist. Insbesondere mittels eines solchen Aufbaus des Pumpenrotors ist ein leckagearmer Pumpenrotor mit hoher Betriebsfestigkeit darstellbar.It is also provided to arrange the pump rotor ring on the pump rotor base body, the pump rotor ring being arranged in such a way that it forms a pump rotor top surface opposite the pump rotor bottom surface, in particular for guiding the pump rotor slide. The pump rotor top surface is preferably arranged at least in sections parallel to the pump rotor bottom surface. Preferably, both the pump rotor side surface or surfaces and the pump rotor bottom or top surface are designed at least in sections or preferably completely as flat surfaces. A rectangular guide for the pump rotor slide is preferably formed by the named pump rotor surfaces, so that it is guided through the pump rotor base body and the pump rotor ring orthogonally to the pump rotor axis during scheduled operation. In particular by means of such a structure of the pump rotor, a low-leakage pump rotor with high operational stability can be produced.

In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist der Pumpenrotorring eine zweite Lagerung auf, welche zusammen mit der ersten Lagerung zur drehbaren Lagerung des Pumpenrotors in einem Pumpengrundkörper eingerichtet ist. Die zweite Lagerung beziehungsweise Lagerstelle ist insbesondere konzentrisch zu der ersten Lagerung und damit zu der Pumpenrotorachse ausgerichtet. In axialer Richtung, also in Richtung der Pumpenrotorachse ist die erste Lagerung auf einer ersten Seite des Pumpenrotorschiebers und die zweite Lagerung auf einer zweiten Seite des Pumpenrotorschiebers angeordnet. Bildlich gesprochen ist der Pumpenrotorschieber zwischen diesen beiden Lagerungen angeordnet, so dass der Pumpenrotor nicht fliegend gelagert ist. Insbesondere mit einer nicht fliegenden Lagerung ist es möglich den Pumpenrotor besonders präzise zu lagern und so eine geringe Leckage und hohe Lebensdauer zu erreichen. Vorzugsweise bildet der Pumpenrotorgrundkörper eine erste Lagerlauffläche (erste Lagerung) und der Pumpenrotorring eine zweite Lagerlauffläche (zweite Lagerung) aus, auf welchen vorzugsweise jeweils ein Lager angeordnet werden kann und insbesondere durch diese Ausgestaltung ist es ermöglicht, die Lagerung des Pumpenrotors zweiseitig auszuführen und damit eine besonders präzise Führung des Pumpenrotors in dem Pumpenrotorgrundkörper zu erreichen.In a preferred embodiment of the invention, the pump rotor ring has a second bearing which, together with the first bearing, is set up for the rotatable bearing of the pump rotor in a pump base body. The second bearing or bearing point is in particular aligned concentrically with the first bearing and thus with the pump rotor axis. In the axial direction, that is to say in the direction of the pump rotor axis, the first bearing is arranged on a first side of the pump rotor slide and the second bearing is arranged on a second side of the pump rotor slide. Figuratively speaking, the pump rotor slide is arranged between these two bearings so that the pump rotor is not overhung. In particular with a non-cantilever bearing, it is possible to mount the pump rotor particularly precisely and thus to achieve low leakage and a long service life. The pump rotor base body preferably forms a first bearing running surface (first bearing) and the pump rotor ring a second bearing running surface (second bearing), on each of which a bearing can preferably be arranged to achieve particularly precise guidance of the pump rotor in the pump rotor base body.

Ein Grundprinzip der Erfindung ist es demnach, den Pumpenrotor zur Aufnahme des Pumpenrotorschiebers in wenigstens zwei Teilen (Pumpenrotorgrundkörper, Pumpenrotorring) herzustellen, welche in einem Fertigungsverfahren zusammengesetzt werden. Vorzugsweise ist der Pumpenrotorring als Stahlring ausgebildet und weiter vorzugsweise ist dieser formschlüssig oder reibschlüssig oder stoffschlüssig oder mittels einer Kombination aus wenigstens zwei der genannten Verbindungsarten mit dem Pumpenrotorgrundkörper verbunden. Vorzugsweise ist der Pumpenrotorring mittels eines sogenannten Zweiflachs formschlüssig mit dem Pumpenrotorgrundkörper verbunden.A basic principle of the invention is accordingly to manufacture the pump rotor for receiving the pump rotor slide in at least two parts (pump rotor base body, pump rotor ring) which are assembled in a manufacturing process. The pump rotor ring is preferably designed as a steel ring and, more preferably, it is connected to the pump rotor base body in a form-fitting or frictional connection or materially or by means of a combination of at least two of the connection types mentioned. The pump rotor ring is preferably connected to the pump rotor base body in a form-fitting manner by means of a so-called double flat.

Nachfolgend sind einzelne Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, dabei zeigt:

1a: eine dreidimensionale Darstellung des Pumpenrotors,
1b: eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des Pumpenrotorgrundkörpers und des Pumpenrotorrings,
1c: eine Seitenansicht des Pumpenrotors ohne Pumpenrotorschieber,
1d: eine Frontansicht des Pumpenrotorgrundkörpers und des Pumpenrotorrings.

Individual features and embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures, which shows:

1a : a three-dimensional representation of the pump rotor,
1b : a three-dimensional exploded view of the pump rotor body and the pump rotor ring,
1c : a side view of the pump rotor without the pump rotor slide,
1d : a front view of the pump rotor base body and the pump rotor ring.

Bei der Betrachtung der Seitansicht des Pumpenrotors 1, 2 (1c) wird der Vorteil der komponentenbauweise (Pumpenrotorgrundkörper 1 und Pumpenrotorring 2) besonders deutlich. Es ist erkennbar, dass die Pumpenrotorausnehmung 6 quasi keine Übergangsradien zwischen den Flächen (9, 10, 11, 12) aufweist und somit, im Betrieb des Pumpenrotors auftretende Leckagen verhindert oder wenigstens verringert sind.When looking at the side view of the pump rotor 1 , 2 ( 1c ) the advantage of the component construction (pump rotor body 1 and pump rotor ring 2 ) especially clear. It can be seen that the pump rotor recess 6 virtually no transition radii between the surfaces ( 9 , 10 , 11 , 12th ) and thus, in operation of the Pump rotor occurring leaks are prevented or at least reduced.

Weiter ist in der zu erkennen, dass beide Seiten des Pumpenrotors geschlossen sind und somit eine zweiseitige Lagerung des Pumpenrotors mittels des ersten Lagersitzes 4, welcher eine erste Lagerung ermöglicht, und mittels des zweiten Lagersitzes 5, welcher eine zweite Lagerung ermöglicht, darstellbar ist. Insbesondere durch diese Gestaltung des Pumpenrotors sind die Vorteile eines Kunststoffpumpenrotors (beidseitige Lagerung, minimale Leckagen) und eines Stahlpumpenrotors (hohe Festigkeit) erreichbar ohne, dass die jeweiligen Nachteile dieser beiden Bauformen zum Tragen kommen.Next is in the to recognize that both sides of the pump rotor are closed and thus a two-sided support of the pump rotor by means of the first bearing seat 4th , which enables a first storage, and by means of the second bearing seat 5 , which enables a second storage, can be displayed. This design of the pump rotor in particular enables the advantages of a plastic pump rotor (bearing on both sides, minimal leakage) and a steel pump rotor (high strength) to be achieved without the respective disadvantages of these two designs.

In 1A ist der Pumpenrotor in einer 3-D Darstellung gezeigt. Der Pumpenrotor ist durch einen Pumpenrotorgrundkörper 1 einen Pumpenrotorring 2 und einen Pumpenrotorschieber 3 gebildet. Der Pumpenrotor ist über die erste Lagerstelle 4 und die zweite Lagerstelle 5, welche auf unterschiedlichen Seiten des Pumpenrotorschiebers 3 angeordnet sind lagerbar. Dabei bezieht sich diese Lagerung (4,5) auf eine drehbare Lagerung des Pumpenrotors um die Pumpenrotorachse 13. Der Pumpenrotorschieber 3 ist im planmäßigen Betrieb des Pumpenrotors (Rotation um die Pumpenrotorachse 13 in einem Pumpengehäuse (nicht dargestellt)) in der Bewegungsrichtung 14 beweglich. Durch die zweiseitige Lagerung des Pumpenrotors über die beiden Lagerstellen 4,5 ist eine besonders präzise Lagerung und Führung des Pumpenrotors in einem Pumpengehäuse (nicht dargestellt) möglich.In 1A the pump rotor is shown in a 3-D representation. The pump rotor is formed by a pump rotor base 1 a pump rotor ring 2 and a pump rotor vane 3 educated. The pump rotor is over the first bearing point 4th and the second depository 5 which are on different sides of the pump rotor valve 3 arranged are storable. This bearing (4, 5) relates to a rotatable bearing of the pump rotor around the pump rotor axis 13 . The pump rotor valve 3 is in the scheduled operation of the pump rotor (rotation around the pump rotor axis 13 in a pump housing (not shown)) in the direction of movement 14th movable. The two-sided mounting of the pump rotor via the two bearing points 4, 5 enables particularly precise mounting and guidance of the pump rotor in a pump housing (not shown).

In 1B ist eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des Pumpenrotors ohne den Pumpenrotorschieber gezeigt. Der Pumpenrotorgrundkörper 1 weist einen Zweiflach 7 zum Ausbilden einer formschlüssigen Verbindung mit dem Pumpenrotorring 2, auf welchen die 2. Lagerstelle 5 angeordnet ist, auf. Der Pumpenrotorring 2 und der Pumpenrotorgrundkörper 1 sind in zusammen gebauten Zustand um die Pumpenrotorachse 13 drehbar gelagert. Der Pumpenrotorring 2 weist zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung mit dem Pumpenrotorgrundkörper 1 die Gegenstellen 8 für den Zweiflach 7 auf.In 1B a three-dimensional exploded view of the pump rotor without the pump rotor slide is shown. The main body of the pump rotor 1 has a double flat 7th to form a positive connection with the pump rotor ring 2 on which the 2nd bearing 5 is arranged on. The pump rotor ring 2 and the pump rotor body 1 are assembled around the pump rotor axis 13 rotatably mounted. The pump rotor ring 2 has to form the positive connection with the pump rotor base body 1 the remote stations 8th for the double 7th on.

Die Pumpenrotorausnehmung 6 ist im Pumpenrotorgrundkörper 1, welcher die 1. Lagerstelle 4 aufweist, durch die Pumpenrotorbodenfläche 9 und die Pumpenrotorseitenflächen 10 bzw. 11 begrenzt. Durch diese 3 Flächen 9, 10, 11 ist die Pumpenrotorausnehmung 6 als eine an 3 Seiten offene Ausnehmung gebildet und dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung dieser Ausnehmung.The pump rotor recess 6 is in the pump rotor body 1 , which is the 1st depository 4th has, through the pump rotor bottom surface 9 and the pump rotor side surfaces 10 or. 11 limited. Through these 3 areas 9 , 10 , 11 is the pump rotor recess 6 formed as a recess open on 3 sides and this enables a particularly simple production of this recess.

In 1C ist eine Seitenansicht des Pumpenrotors mit dem Pumpenrotorgrundkörper 1 und dem Pumpenrotorring 2 gezeigt. Der Pumpenrotorring 2 weist die zweite Lagerstelle 5 und der Pumpenrotorgrundkörper 1 die erste Lagerstelle 4 auf, welche die drehbare Lagerung des Pumpenrotors um die Pumpenrotorachse 13 ermöglichen. In dem dargestellten montierten Zustand des Pumpenrotors ist die Pumpenrotorausnehmung 6 durch die Pumpenrotorbodenfläche 9, die beiden Pumpenrotorseitenflächen 10, 11 und die Pumprotordeckfläche 12, welche durch den Pumpenrotorring 2 gebildet ist, begrenzt, wobei diese Flächen jeweils scharfkantig, also mit einem besonders geringen Radius, ineinander übergehen. Durch den Pumpenrotorring 2 ist die 2-seitige Lagerung des Pumpenrotors ermöglicht, wobei die erste Lagerstelle 4 und die zweite Lagerstelle 5 auf unterschiedlichen Seiten der Pumpenrotorausnehmung 6 und damit des Pumpenrotorschiebers angeordnet sind.In 1C Fig. 3 is a side view of the pump rotor with the pump rotor base 1 and the pump rotor ring 2 shown. The pump rotor ring 2 has the second bearing point 5 and the pump rotor body 1 the first depository 4th on which the rotatable mounting of the pump rotor around the pump rotor axis 13 enable. The pump rotor recess is in the assembled state of the pump rotor shown 6 through the pump rotor bottom surface 9 , the two pump rotor side surfaces 10 , 11 and the pump protector top surface 12th which through the pump rotor ring 2 is formed, limited, these surfaces merging into one another with sharp edges, that is to say with a particularly small radius. Through the pump rotor ring 2 allows the pump rotor to be supported on both sides, with the first bearing point 4th and the second depository 5 on different sides of the pump rotor recess 6 and thus the pump rotor valve are arranged.

In 1 die ist eine Frontansicht des Pumpenrotorgrundkörper 1 und des Pumpenrotor Rings 2 dargestellt. Der Pumpenrotorschieber (nicht dargestellt) ist im planmäßigen Betrieb orthogonal zu der Pumpenrotorachse 13 in der Bewegungsrichtung 14 beweglich. Bei dieser planmäßigen Bewegung wird der Pumpenrotorschieber durch die Pumpenrotorbodenfläche 9 sowie die beiden Pumpenrotorseitenflächen 10, 11 geführt. Auf dem Pumpenrotorgrundkörper 1 ist sowohl der Zweiflach 7, zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung mit dem Pumpenrotorring 2, wie auch die 1. Lagerstelle 4 angeordnet.In 1 Figure 13 is a front view of the pump rotor body 1 and the pump rotor ring 2 shown. The pump rotor slide (not shown) is orthogonal to the pump rotor axis in scheduled operation 13 in the direction of movement 14th movable. With this scheduled movement, the pump rotor slide is pushed through the pump rotor bottom surface 9 as well as the two pump rotor side surfaces 10 , 11 guided. On the pump rotor body 1 is both the double 7th , to form the positive connection with the pump rotor ring 2 as well as the 1st bearing 4th arranged.

Der Pumpenrotorring 2 ist einerseits zum Ausbilden der 2. Lagerstelle 5, der formschlüssigen Verbindung mit dem Pumpenrotorgrundkörper 1 mittels der Gegenstellen 8 sowie der Pumpenrotordeckfläche vorgesehen.The pump rotor ring 2 is on the one hand to form the 2nd bearing point 5 , the form-fitting connection with the pump rotor body 1 by means of the remote stations 8th as well as the pump rotor top surface.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: PumpenrotorgrundkörperPump rotor body
22: PumpenrotorringPump rotor ring
33: PumpenrotorschieberPump rotor valve
44th: erster Lagersitzfirst bearing seat
55: zweiter Lagersitzsecond bearing seat
66th: PumpenrotorausnehmungPump rotor recess
77th: Zweiflach zur Aufnahme von 2 Double flat to accommodate 2
88th: Gegenstück für 7 Counterpart for 7th
99: PumpenrotorbodenflächePump rotor bottom area
1010: erste Pumpenrotorseitenflächefirst pump rotor face
1111: zweite Pumpenrotorseitenflächesecond pump rotor side surface
1212: PumpenrotordeckflächePump rotor top surface
1313: PumpenrotorachsePump rotor axis
1414th: mögliche Bewegungsrichtung des Pumpenrotorschieberspossible direction of movement of the pump rotor slide

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017123695 A1 [0001]

Claims

Pump rotor for use in a pump body, the pump rotor having a pump rotor base body (1) with a first bearing point (4), with which the pump rotor can be rotatably mounted about a pump rotor axis (13); the pump rotor also has a pump rotor slide valve (3) which Received at least in sections in a pump rotor recess (6) in the pump rotor and is mounted so as to be longitudinally displaceable (14) with respect to the pump rotor base body (1) in relation to the pump rotor axis (13) and wherein the first bearing point (4) of the pump rotor in the direction of the pump rotor axis (13) is arranged on a first side of the pump rotor slide (13), characterized in that the pump rotor base body (1) has or consists of a metallic material as a component and that on the pump rotor base body (1) on one, in relation to the pump rotor slide (3 ), the second side opposite the first side a pump rotor ring (2) on the pump rotor base body (1) is arranged.

Pump rotor according to Claim 1 , characterized in that the pump rotor ring (2) has a second bearing point (5) for rotatably supporting the pump rotor on the second side which is opposite the first side with respect to the pump rotor slide (3).

Pump rotor for use in a pump body according to Claim 1 , characterized in that the metallic material is a steel material.

Pump rotor for use in a pump body according to Claim 3 , characterized in that the pump rotor ring (2) has a metallic material as a component or consists of this.

Pump rotor for use in a pump body according to one of the preceding claims, characterized in that the pump rotor recess (6) is limited at least in sections in the pump rotor by two pump rotor side surfaces (10, 11) and at least one pump rotor bottom surface (9), that between at least one of the pump rotor side surfaces ( 10, 11) and the pump rotor bottom surface (9), at least in sections, there is a sharp-edged transition.

Vacuum pump with a pump base body with a cylindrical recess in which a pump rotor according to one of the preceding claims is received and rotatably mounted about the pump rotor axis (13) by means of at least one bearing.