DE102021116460A1 - Lageranordnung für einen Pumpenmotor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen Pumpenmotor, umfassend ein Pumpengehäuse, einen Pumpenkopf und mindestens einen Pumpenrotor, eine Motorgehäuseanordnung mit einem Stator und einem Rotor die um eine Motorwelle herum angeordnet sind, sowie einem Lagerschild, das zwischen der Motorgehäuseanordnung und dem Pumpengehäuse angeordnet ist, wobei ein Festlager auf Seiten der Motorgehäuseanordnung im Lagerschild und ein Zweitlager im Pumpenkopf zur Lagerung der Motorwelle vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen Pumpenmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Pumpen zur Förderung von Fluiden werden seit geraumer Zeit im Automobilbereich eingesetzt, insbesondere als Wasser- oder Ölpumpen für verschiedenste Anwendungszwecke in Kraftfahrzeugen. Beispielsweise können Verdrängerpumpen wie Gerotorpumpen zum Einsatz kommen, bei der eine Pumpenrotorvorrichtung zwei exzentrisch rotierende Zahnräder (Innen- und Außenrotor) umfasst, wobei das Medium in den jeweiligen Zwischenräumen der Rotoren durch den veränderten Verdrängungsraum gefördert wird. Derartige Pumpen umfassen als Hauptbaugruppen die Pumpe als solches, sowie einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe, voneinander getrennt durch mindestens ein Lagerschild.
  • Die Motor- und die Pumpenwelle zum Antrieb der Pumpe können ein zusammenhängendes Bauteil bilden, wobei diese gemeinsame Welle Lager aufweist um beim Betrieb wirkende Kräfte, insbesondere Radialkräfte, aufzufangen. Üblicherweise ist ein Festlager auf Antriebsseite (sogenannte A-Seite) sowie ein Loslager auf der Nichtantriebsseite (B-Seite) vorgesehen, beispielsweise als Kugellager ausgebildet. Nachteilig hieran ist jedoch, dass ein derartiges Lagerkonzept, insbesondere ein Kugellager umfassend, relativ viel Platz in Anspruch nimmt, was bei Anwendungsfällen mit Bauraumbegrenzung Probleme verursachen kann. Auch zieht die Montage einer solchen Vorrichtung in diesem Fall höheren Aufwand mit sich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für einen Pumpenmotor anzugeben, die bauraumsparend ausgebildet ist sowie eine einfache Montage ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Es wird eine Lageranordnung für einen Pumpenmotor vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse, einen Pumpenkopf und mindestens einen Pumpenrotor, eine Motorgehäuseanordnung, mit einem Stator und einem Rotor, die um eine Motorwelle herum angeordnet ist (bzw. ein Stator und ein Rotor sind um die Motorwelle herum angeordnet), sowie einem Lagerschild, das zwischen der Motorgehäuseanordnung und dem Pumpengehäuse angeordnet ist, wobei ein Festlager auf Seiten der Motorgehäuseanordnung im Lagerschild und ein Zweitlager im Pumpenkopf zur Lagerung der Motorwelle vorgesehen sind. Das Festlager ist auf Seiten der Motorgehäuseanordnung als Kugellager im Motor ausgebildet.
  • Vorteilhaft ist, dass das Zweitlager, das den Motor, bzw. die Motorwelle lagert, keinen zusätzlichen bzw. separaten Bauraum benötigt, da das Zweitlager vollständig in den Pumpenmotor integriert ist. Das ursprünglich B-seitige Kugellager entfällt folglich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung ist das Zweitlager zur Lagerung des mindestens einen Pumpenrotors vorgesehen. Der Pumpenrotor ist hierbei als ein Außenrotor und/oder Innenrotor ausgebildet oder umfasst den Außenrotor und/oder den Innenrotor. Das Zweitlager lagert hierbei sowohl den Pumpenrotor als auch die Welle des Motors.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist das Zweitlager als Gleitlager ausgebildet. Das Zweitlager kann aber auch ein Gleitlager umfassen, beispielsweise können mehrere miteinander verbundene Lager innerhalb des Zweitlagers vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung umfasst das Zweitlager ein erstes und/oder ein zweitens Lagerelement.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist das zweite Lagerelement in das erste Lagerelement eingepresst. Alternativ kann das zweite Lagerelement auch in das erste Lagerelement eingelegt oder eingeklebt sein oder durch eine andere dem Fachmann bekannte Art befestigt sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung liegt eine Außenfläche des ersten Lagerelements an dem mindestens einen Pumpenrotor an (beispielsweise an der Innenfläche des Pumpenrotors). Eine Innenfläche des zweiten Lagerelements liegt an der Motorwelle an. Der Durchmesser des ersten Lagerelements des Zweitlagers ist größer als der Durchmesser des zweiten Lagerelements des Zweitlagers. Dies kann auch für eine Öffnung oder eine Bohrung im Lagerelement zutreffen, im Fall, dass das Zweitlager beispielsweise als eine Buchse ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Durchmesser der Öffnung oder der Bohrung des ersten Lagerelements größer als der Durchmesser der Öffnung oder der Bohrung des zweiten Lagerelements des Zweitlagers. Zudem weisen das erste und/oder das zweite Lagerelement an einer und/oder an beiden Stirnflächen eine Öffnung auf. Das erste und/oder zweite Lagerelement kann aber auch an einer Stirnfläche geschlossen sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weist das Zweitlager eine erste Lagerfläche und eine zweite Lagerfläche auf.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung liegt die Außenfläche der ersten Lagerfläche an dem mindestens einen Pumpenrotor an und die Innenfläche der zweiten Lagerfläche liegt an der Motorwelle an.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist zwischen dem Zweitlager und dem Pumpenkopf eine Presspassung vorgesehen. Das Zweitlager nimmt durch die Verpressung in den Pumpenkopf Radialkräfte der Pumpe auf. Somit wirken auf das Zweitlager lediglich nur die Gewichtskraft der Motorwelle und keine weiteren Kräfte.
  • Das Zweitlager als solches, bzw. insbesondere das erste Lagerelement sind als stufenförmiger Hohlzylinder ausgebildet. Durch die stufenförmige Ausbildung liegt das Zweitlager als auch das erste Lagerelement passgenauer am Pumpenkopf an. Das Zweitlager als solches, bzw. insbesondere das erste Lagerelemente können aber auch andere dem Fachmann bekannte Ausbildungsformen aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung umfasst der mindestens eine Pumpenrotor einen Innenrotor und einen Außenrotor und der Innenrotor liegt an der Außenfläche des ersten Lagerelements an.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung besteht das erste Lagerelement aus einer Buchse vorzugsweise aus einem Sintermaterial, bevorzugt aus gehärtetem Sinterstahl. Durch die Verwendung eines gehärteten Sinterstahls für das erste Lagerelement, wird eine Verformung des ersten Lagerelements beim Einpressen in den Pumpenkopf vermieden. Das erste Lagerelement kann aber auch aus anderen geeigneten und dem Fachmann bekannten Materialien bestehen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung besteht das zweite Lagerelement aus einer Buchse vorzugsweise aus einem Sintermaterial, bevorzugt aus Sinterstahl oder Sinterbronze und/oder ist vorzugsweise getränkt oder imprägniert. Das zweite Lagerelement kann aber auch aus anderen geeigneten und dem Fachmann bekannten Materialien bestehen.
  • Durch die Tränkung oder Imprägnierung des ersten und/oder zweiten Lagerelements wird ein Trockenlauf ermöglicht. Das erste und zweite Lagerelement können wahlweise getrennt voneinander oder zusammen imprägniert werden.
  • Die Ausgestaltung des Zweitlagers aus einem ersten und einem zweiten Lagerelement ermöglicht eine gezielte Materialauswahl entsprechend dem Anwendungsfall.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist die Pumpe eine Verdrängerpumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Gerotorpumpe.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Pumpe,
    • 2 eine Schnittdarstellung eines einteiligen Zweitlagers; und
    • 3 eine Schnittdarstellung eines zweiteiligen Zweitlagers.
  • 1 zeigt eine Schnittansicht einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform, im Beispiel eine mittels eines Elektromotors angetriebene Gerotorpumpe mit einer Lageranordnung (1) für einen Pumpenmotor umfassend ein Pumpengehäuse (2), einen Pumpenkopf (3) und mindestens einen Pumpenrotor (4), einer Motorgehäuseanordnung (5), mit einem Stator (6) und einem Rotor (7), die um eine Motorwelle (8) herum angeordnet ist, sowie einem Lagerschild (9), das zwischen der Motorgehäuseanordnung (5) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet ist, wobei ein Festlager (10) auf Seiten der Motorgehäuseanordnung (5) im Lagerschild (9) und ein Zweitlager (11) im Pumpenkopf (3) zur Lagerung der Motorwelle (8) vorgesehen sind. Das Zweitlager (11) umfasst ein erstes Lagerelement (12) und ein zweites Lagerelement (13), die ineinander gepresst oder anderweitig ineinander befestigt sind. Die Außenfläche (14) des ersten Lagerelements (12) liegt an dem mindestens einen Pumpenrotor (4) an und die Innenfläche (15) des zweiten Lagerelements (13) liegt an der Motorwelle (8) an. Das Zweitlager (11) weist eine erste Lagerfläche (18) und eine zweite Lagerfläche (19) auf. Die Außenfläche (20) der ersten Lagerfläche (18) liegt an dem mindestens einen Pumpenrotor (4) an und die Innenfläche (21) der zweiten Lagerfläche (19) liegt an der Motorwelle (8) an. Der mindestens eine Pumpenrotor (4) umfasst einen Innenrotor (16) und einen Außenrotor (17), wobei der Innenrotor (16) an der Außenfläche (14) des ersten Lagerelements (12) anliegt.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem einteiligen Zweitlager (11), das in einen Pumpenkopf (3) eingepresst ist und zur Lagerung des mindestens einen Pumpenrotors (4) vorgesehen ist. Das Zweitlager (11) liegt dabei mit einer ersten Lagerfläche (18) an dem mindestens einen Pumpenrotor (4) und mit einer zweiten Lagerfläche (19) an der Motorwelle (8) an.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiteiligen Zweitlagers (11), das in einen Pumpenkopf (3) eingepresst und zur Lagerung des mindestens einen Pumpenrotors (4) vorgesehen ist. Das Zweitlager (11) umfasst ein erstes und ein zweites Lagerelement (12, 13), wobei das zweite Lagerelement (13) in das erste Lagerelement (12) eingepresst ist. Eine Außenfläche (14) des ersten Lagerelements (12) liegt an den mindestens einen Pumpenrotor (4) an und eine Innenfläche (15) des zweiten Lagerelements (13) liegt an der Motorwelle (8) an.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lageranordnung
    2
    Pumpengehäuse
    3
    Pumpenkopf
    4
    Pumpenrotor
    5
    Motorgehäuseanordnung
    6
    Stator
    7
    Rotor
    8
    Motorwelle
    9
    Lagerschild
    10
    Festlager
    11
    Zweitlager
    12
    Erstes Lagerelement
    13
    Zweites Lagerelement
    14
    Außenfläche erstes Lagerelement
    15
    Innenfläche zweites Lagerelement
    16
    Innenrotor
    17
    Außenrotor
    18
    Erste Lagerfläche
    19
    Zweite Lagerfläche
    20
    Außenfläche erste Lagerfläche
    21
    Innenfläche zweite Lagerfläche

Claims (12)

  1. Lageranordnung (1) für einen Pumpenmotor umfassend ein Pumpengehäuse (2), einen Pumpenkopf (3) und mindestens einen Pumpenrotor (4), einer Motorgehäuseanordnung (5), mit einem Stator (6) und einem Rotor (7), die um eine Motorwelle (8) herum angeordnet ist, sowie einem Lagerschild (9), das zwischen der Motorgehäuseanordnung (5) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet ist, wobei ein Festlager (10) auf Seiten der Motorgehäuseanordnung (5) im Lagerschild (9) und ein Zweitlager (11) im Pumpenkopf (3) zur Lagerung der Motorwelle (8) vorgesehen sind.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei das Zweitlager (11) zur Lagerung des mindestens einen Pumpenrotors (4) vorgesehen ist.
  3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zweitlager (11) als Gleitlager ausgebildet ist.
  4. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Zweitlager (11) ein erstes und/oder ein zweitens Lagerelement (12, 13) umfasst.
  5. Lageranordnung nach Anspruch 4, wobei das zweite Lagerelement (13) in das erste Lagerelement (12) eingepresst ist.
  6. Lageranordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Außenfläche (14) des ersten Lagerelements (12) an dem mindestens einen Pumpenrotor (4) anliegt und wobei eine Innenfläche (15) des zweiten Lagerelements (13) an der Motorwelle (8) anliegt.
  7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zweitlager (11) eine erste Lagerfläche (18) und eine zweite Lagerfläche (19) aufweist.
  8. Lageranordnung nach Anspruch 7, wobei eine Außenfläche (20) der ersten Lagerfläche (18) an dem mindestens einen Pumpenrotor (4) anliegt und wobei eine Innenfläche (21) der zweiten Lagerfläche (19) an der Motorwelle (8) anliegt.
  9. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen dem Zweitlager (11) und dem Pumpenkopf (3) eine Presspassung vorgesehen ist.
  10. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Pumpenrotor (4) einen Innenrotor (16) und einen Außenrotor (17) umfasst und wobei der Innenrotor (16) an der Außenfläche (14) des ersten Lagerelements (12) anliegt.
  11. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Lagerelement (12) aus einer Buchse aus vorzugsweise einem Sintermaterial, bevorzugt aus gehärtetem Sinterstahl besteht und wobei das zweite Lagerelement (13) aus einer Buchse aus vorzugsweise einem Sintermaterial besteht, bevorzugt aus Sinterstahl oder Sinterbronze und/oder vorzugsweise getränkt oder imprägniert ist.
  12. Pumpe mit einer Lageranordnung gemäß der vorherigen Ansprüche, wobei die Pumpe eine Verdrängerpumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Gerotorpumpe ist.
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