DE19981557B4 - Pumpe - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern eines Fluids, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einer in einem Gehäuse untergebrachten Fördereinrichtung, einem stirnseitigen Gehäusedeckel und ggf. einem sich auf der dem Gehäusedeckel gegenüberliegenden Seite an das Gehäuse anschließenden Lagerflansch, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel und ggf. zwischen dem Gehäuse und dem Lagerflansch eine Dichtung angeordnet und die Dichtung in eine im Gehäusedeckel und ggf. im Lagerflansch und/oder in der jeweiligen Stirnfläche des Gehäuses ausgebildete Nut eingesetzt ist und wobei sich zwischen Druckseite und Saugseite ein Leckagepfad für das Fluid erstreckt.
- Pumpen der hier in Rede stehenden Art, so beispielsweise Flügelzellenpumpen, sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Lediglich beispielhaft wird hierzu auf die
DE 39 28 029 A1 ,DE 41 22 433 C2 ,DE 41 38 516 A1 ,US 3 272 138 A undDE 27 00 381 A1 verwiesen. - Pumpen der gattungsbildenden Art werden beispielsweise in Lenkhilfsystemen eingesetzt und fördern ein spezielles Öl, um eine Unterstützung der am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs aufzubringenden Lenkkraft hervorzurufen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Flügelzellenpumpen, die aus einem außerhalb der Pumpe vorgesehenen Reservoir, beispielsweise aus einem externen Tank, Öl ansaugen. Solche Pumpen sind üblicherweise mit einem Stromregelventil ausgestattet, über das Öl aus dem Hochdruckbereich – Druckseite – in den Ansaugbereich – Saugseite – der Pumpe geleitet werden kann. Ab einer bestimmten Pumpendrehzahl und bei einer fest einstellbaren Fördermenge öffnet das Stromregelventil eine Abströmbohrung, durch die unter hohem Druck stehendes Öl austreten kann. Das Öl gelangt in den Ansaugraum der Fördereinrichtung.
- Auf der Druckseite der Pumpe treten stets Leckagen auf, so daß besondere Maßnahmen zur Abführung des Lecköls erforderlich sind. Dazu sind im Stand der Technik bereits zur Saugseite führende Leckagepfade vorgesehen, so daß das Lecköl abermals dem in die Pumpe geleiteten Tanköl zugeführt wird. Die dazu bislang realisierten Maßnahmen betreffend Leckagepfade bzw. Leckölkanäle bringen einen erheblichen Fertigungsaufwand mit sich und stellen daher einen nicht unbeachtlichen Kostenfaktor bei der Herstellung der Pumpe dar.
- Aus der
DE 2700381 A1 ist eine Pumpe bekannt, wobei Deckel ein Gehäuse verschließen und wobei Nuten für Dichtungen in den Deckeln vorgesehen sind. -
US2759423 A zeigt ein Dichtsystem für eine Pumpe, wobei Durchgänge für das zu fördernde Fluid vorgesehen sind. -
US3359913 A zeigt Strukturen um einen Leckagepfad mit hohem Widerstand einzurichten. -
US 3806273A beschreibt eine Pumpe mit Durchgangsbohrungen zum Einlass hin, um einen kontrollierten Leckagestrom zu erzeugen. -
US4213744A zeigt ebenfalls eine Lösung für eine Pumpe, bei der Bypässe für das Fluid in Richtung Einlass eingerichtet sind. -
US3272138A zeigt eine Pumpe, die Leckageströme in den Aussenbereich der Arbeitskammer leitet. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß eine sichere Abführung des druckseitigen Lecköls bei gleichzeitiger Reduzierung der konstruktiven bzw. fertigungstechnischen Maßnahmen möglich ist. Des Weiteren soll eine gleichmäßige Aufladung der Zellen der Fördereinrichtung sichergestellt ist. Schäden aufgrund von Kavitation sollen wirksam vermieden sein.
- Die erfindungsgemäße Pumpe löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist eine Pumpe der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Leckagepfad auf der Dichtungsinnenseite – Medienseite – zumindest bereichsweise parallel zu der Dichtung verläuft.
- Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß man den Leckagepfad zumindest bereichsweise parallel zu der Dichtung verlaufend ausbilden kann, wobei die Vorkehrung des Leckagepfads nahe der Dichtung die Dichtung druckseitig entlastet. Folglich wird durch Vorkehrung des Leckagepfads nicht nur eine sichere Abführung des Fluids bzw. Lecköls erreicht, sondern gleichzeitig eine Entlastung der Dichtung, wodurch die Dichtwirkung auf lange Sicht begünstigt ist. Der Leckagepfad ist überall dort vorgesehen, wo druckseitig abzuführendes Lecköl auftritt. Folglich erstreckt sich der Leckagepfad zumindest bereichsweise parallel zu der Dichtung, und zwar auf der Dichtungsinnenseite bzw. auf der Medienseite der Dichtung.
- Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn als Leckagepfad die ohnehin vorgesehene Nut für die Dichtung dient. Diese Nut ist entweder im Gehäusedeckel oder – sofern vorhanden – im Lagerflansch oder in der jeweiligen Stirnfläche des Gehäuses ausgebildet und dient eigentlich zum Einlegen bzw. zur Aufnahme der Dichtung. Die Nut kann bspw. in das jeweilige Bauteil eingegossen sein.
- Zur Nutzung dieser Nut als Leckagepfad ist die Nut zumindest partiell breiter als die Dichtung ausgebildet, und zwar zur Dichtungsinnenseite bzw. Medienseite hin, so daß die Nut auf der Dichtungsinnenseite – Medienseite – den parallel zu der Dichtung verlaufenden Leckagepfad bildet, und zwar unmittelbar an die Dichtung angrenzend.
- Im Rahmen einer solchen konstruktiven Maßnahme wird die Dichtung unmittelbar auf ihrer Dichtungsinnenseite entlastet und dabei gleichzeitig – auf der Dichtungsinnenseite – geschmiert und ggf. gekühlt. Bei breiter Ausgestaltung der Nut hat diese eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die Aufnahme der Dichtung und zum anderen die Vorkehrung eines Leckagepfads bzw. Leckagekanals. Da die Nut zur Aufnahme der Dichtung ohnehin erforderlich ist, ist der Fertigungsaufwand ganz erheblich reduziert.
- Außerdem reduziert diese Maßnahme den insgesamt erforderlichen Bauraum, so daß durch diese Maßnahme eine Miniaturisierung der Pumpe begünstigt ist.
- In besonders vorteilhafter Weise ist die Nut als in sich geschlossene, umlaufende Ringnut ausgebildet, so daß als Dichtung ein Dichtring in Frage kommt. Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Nut über ihre gesamte Länge hinweg verbreitert sein, so daß sich der Leckagepfad über die gesamte Länge der Dichtung hinweg – auf der Dichtungsinnenseite bzw. Medienseite – erstreckt. Ebenso ist es auch denkbar, daß sich der Leckagepfad – als Verbreiterung der Nut – lediglich partiell über die Länge der Nut hinweg erstreckt, nämlich überall dort, wo abzuführendes Lecköl auftritt.
- Im Konkreten könnte die Nut als einfache Nut mit wesentlich verbreitertem Nutengrund ausgeführt sein (jedenfalls breiter als die übliche Nut zur Aufnahme der Dichtung), so daß die Dichtung bzw. der Dichtring im Außenbereich der Nut an der äußeren Nutwandung anliegend positionierbar ist. Dies ergibt sich zwangsweise aus der Dimensionierung einerseits der Nut und andererseits des Dichtrings.
- Ebenso ist es auch denkbar, daß die Nut zum Nutengrund hin gestuft ist, wobei die Dichtung in der äußeren Stufung der Nut angeordnet ist. Der die Dichtung aufnehmende äußere Nutenbereich ist in vorteilhafter Weise tieferliegend ausgebildet. Des weiteren kann die Nut als eine Art Doppelnut ausgeführt sein, nämlich mit einem sich zwischen den Nutbereichen erstreckenden, die Nutbereiche voneinander zumindest teilweise bzw. weitgehend trennenden Steg ausgebildet sein. In den äußeren Nutbereich würde man entsprechend den voranstehenden Ausführungen die Dichtung bzw. den Dichtring einlegen, wobei auch dieser Nutbereich in vorteilhafter Weise zumindest geringfügig größer als die Dichtung ausgeführt ist. Der innere Nutbereich dient als Leckagepfad.
- In weiter vorteilhafter Weise ist der verbreiterte Bereich der Nut – der parallel zur Dichtung verlaufende Leckagepfad – an mindestens einer Stelle mit der Saugseite der Pumpe strömungsverbunden, um nämlich das sich im Leckagepfad ansammelnde Lecköl wirksam aus der Druckseite heraus zu fördern. Dabei wird das Lecköl unmittelbar der Saugseite der Pumpe zugeführt und wird dort abermals mit dem Tanköl vermengt. Entsprechend dem Aufkommen an Lecköl ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere Strömungsverbindungen zwischen dem Leckagepfad und der Saugseite vorzusehen, wobei es sich dabei um Bohrungen, Ausnehmungen oder gar um eine Art Labyrinth handeln kann, welches sich von der Nut aus zur Saugseite hin erstreckt. Jedenfalls ist hier sicherzustellen, daß sich das im Leckagepfad bzw. in der Nut ansammelnde Lecköl hinreichend zur Saugseite hin abgeführt wird.
- In Zusammenhang mit den voranstehend erörterten Maßnahmen ist es von Vorteil, wenn die gesamte Druckseite, d. h. der in der Pumpe herrschende Hochdruck, zumindest ganz überwiegend innerhalb des Gehäuseinnenraums und/oder unmittelbar an diesen angrenzend abgedichtet wird. Im Rahmen einer solchen Maßnahme wird der Hochdruck innerhalb der für die Rotationsgruppe der Flügelzellenpumpe ausgebildeten Bohrung abgedichtet, so daß außerhalb dieser Bohrung bzw. weit abseits dieser Bohrung und somit abseits des Gehäuseinnenraums kein „echter” Hochdruck mehr herrscht. Folglich ist die innerhalb der erweiterten Nut liegende Dichtung nicht mehr – wie dies in herkömmlichen Pumpen der gattungsbildenden Art der Fall ist – dem „echten” Hochdruck ausgesetzt, so daß auch insoweit die Vorkehrung des Leckagepfads mit den einerseits dem Leckagepfad selbst und andererseits mit der dort angrenzenden Dichtung begünstigt ist.
- Die zur Abdichtung der Druckseite dienenden weiteren Dichtungen wirken gegenüber dem Gehäusedeckel und gegebenenfalls gegenüber dem Lagerflansch. Auch hier kann es sich um konventionelle Dichtringe handeln, die im übrigen ebenso mit einem besonderen Leckagepfad – als jeweils erweiterte Nut – ausgestattet sein können. Letztendlich ist es denkbar, gleich mehrere zum Einlegen einer Dichtung dienende Nuten jeweils als besonderen Leckagepfad auszubilden, um nämlich im Hinblick auf das Lecköl eine besonders wirksame Abführung gewährleisten zu können.
- Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer gattungsgemäßen Pumpe, -
2 den Gegenstand aus1 in einer Stirnansicht bei abgenommenem Gehäusedeckel, wobei dort die den Leckagepfad bildende Nut in die Stirnseite des Pumpengehäuses eingearbeitet ist, -
3 in einer schematischen Innenansicht den Lagerflansch mit eingearbeiteter Nut, jedoch ohne Dichtung, -
4 in drei schematisch untereinander angeordneten Abbildungen drei verschiedene Ausführungsformen der den Leckagepfad umfassenden Nut, -
1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine gattungsbildende Pumpe in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei es sich hier im Konkreten um eine Flügelzellenpumpe mit einer hier nicht näher beschriebenen Rotationsgruppe1 bzw. Fördereinrichtung handelt. Hinsichtlich der besonderen Ausgestaltung einer solchen Rotationsgruppe1 wird lediglich beispielhaft auf dieDE 39 28 029 A1 verwiesen. - Die hier dargestellte Pumpe umfaßt – als wesentliche Bestandteile – ein Gehäuse
2 und eine in dem Gehäuse2 untergebrachte Fördereinrichtung, wobei es sich dabei um die bereits erwähnte Rotationsgruppe1 handelt. Stirnseitig ist auf der einen Seite ein das Gehäuse2 abschließender Gehäusedeckel3 und auf der anderen Seite – auf der dem Gehäusedeckel3 gegenüberliegenden Seite – ein sich an das Gehäuse2 anschließender Lagerflansch4 vorgesehen. - Zwischen dem Gehäuse
2 und dem Gehäusedeckel3 einerseits und zwischen dem Gehäuse2 und dem Lagerflansch4 andererseits ist eine nach außen wirkende Dichtung5 ,6 angeordnet, wobei die gegenüber dem Gehäusedeckel3 wirkende Dichtung5 in einer in der Stirnfläche7 des Gehäuses2 ausgebildete Nut8 eingesetzt ist. Auf der anderen Seite des Gehäuses2 ist die Dichtung6 dem Lagerflansch4 zugeordnet bzw. in eine in den Lagerflansch4 eingearbeitete Nut9 eingesetzt. Die Nut9 könnte ebenso in die Stirnfläche10 des Gehäuses2 eingearbeitet sein. - Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, zwischen der Druckseite
11 und der Saugseite12 der Pumpe einen Leckagepfad für das Fluid vorzusehen, nämlich einen Leckagepfad für druckseitig auftretendes und zur Saugseite zu förderndes Lecköl. - Erfindungsgemäß ist der Leckagepfad
13 auf der Dichtungsinnenseite – Medienseite – zumindest bereichsweise parallel zu der Dichtung5 ,6 ausgebildet. -
2 zeigt besonders deutlich, daß zur Bildung des Leckagepfads13 die Nut8 breiter als die Dichtung5 ausgebildet ist, so daß auf der Dichtungsinnenseite14 parallel zu der Dichtung5 der Leckagepfad13 gebildet ist. Ebenso ist der Leckagepfad13 durch die Nut9 im Lagerflansch4 ausgebildet, wobei bei der Darstellung des Lagerflanschs4 gemäß3 auf die gesonderte Darstellung der Dichtung6 verzichtet wurde. - Die
1 bis4 zeigen gemeinsam, daß die Nuten8 ,9 als in sich geschlossene Ringnuten ausgebildet sind. Entsprechend sind die Dichtungen5 ,6 als Dichtringe ausgeführt, wobei sich der Leckagepfad13 nur über diejenigen Bereiche der Nuten8 ,9 hinweg erstreckt, wo Lecköl anfällt und entsprechend wegzufördern bzw. abzutransportieren ist. Nur dort ist der Leckagepfad13 als integraler Bestandteil der Nut8 ,9 ausgeführt, wobei dies im Hinblick auf die im Gehäusedeckel3 ausgebildete Nut8 ganz besonders deutlich in2 dargestellt ist. -
2 zeigt des weiteren andeutungsweise, daß der den Leckagepfad13 bildende verbreiterte Bereich der Nut8 mit der Saugseite12 der Pumpe strömungsverbunden ist, nämlich über einen integralen Leckölkanal15 . In2 ist des weiteren angedeutet, wie das Lecköl16 in den Leckagepfad13 – parallel zu der Dichtung5 –, d. h. in die Nut8 , gelangt und wie das Lecköl16 von dort aus über den Leckölkanal15 der Saugseite12 und somit dem Tanköl zugeführt wird. - Des Weiteren ist in
1 angedeutet, daß die Druckseite11 , d. h. der Hochdruck, zumindest ganz überwiegend innerhalb des Gehäuseinnenraums17 bzw. unmittelbar an diesen angrenzend abgedichtet ist. Dazu sind gegenüber dem Gehäusedeckel3 und gegenüber dem Lagerflansch4 wirkende Dichtungen18 ,19 ,20 ,21 vorgesehen, wobei es sich hier ebenfalls um Dichtringe und/oder um Kombidichtungen handelt. Folglich sind die zuerst genannten Dichtungen5 ,6 im wesentlichen einem geringeren Druck nahe dem saugseitigen Druck bzw. dem Tankdruck ausgesetzt, was die Dichtwirkung der Pumpe insgesamt ganz erheblich begünstigt. -
4 zeigt drei konkrete Ausgestaltungen der Nut, wobei es sich dabei sowohl um die in der Stirnfläche7 des Gehäuses2 ausgebildete Nut8 als auch um die im Lagerflansch4 ausgebildete Nut9 handeln kann. -
4 zeigt in der oberen Darstellung, daß die Nut8 oder9 zur Bildung des Leckagepfads13 wesentlich breiter ausgebildet ist, als dies zur Aufnahme der Dichtung5 oder6 erforderlich ist. Durch diese breitere Ausgestaltung ist der Leckagepfad13 unmittelbar neben der Dichtung5 oder6 ausgebildet, und zwar jeweils auf der Druckinnenseite. - Das in
4 darunter – in der Mitte – gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine stufige Ausgestaltung der Nut8 oder9 , wobei die Dichtung5 oder6 im tieferliegenden Nutenbereich angeordnet ist. Der Leckagepfad13 liegt auf etwas höherem Niveau als der die Dichtung5 oder6 aufnehmende Nutengrund des tieferliegenden Nutenbereichs. - Die unterste Darstellung in
4 zeigt eine zweiteilige Nut8 oder9 , wobei im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels der Leckagepfad13 durch einen Steg22 von dem die Dichtung5 oder6 aufnehmenden Bereich der Nut8 oder9 getrennt ist, wobei der Steg22 niedriger als die Außenwandung23 der Nut8 oder9 bzw. des Leckagepfads13 ausgeführt ist, so daß bei hinreichender Menge an Leckageöl dieses unmittelbar zur Dichtung5 oder6 gelangen kann. - Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend lediglich beispielhaft genannte Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
Claims (12)
- Pumpe zum Fördern eines Fluids, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einer in einem Gehäuse (
2 ) untergebrachten Fördereinrichtung (1 ), einem stirnseitigen Gehäusedeckel (3 ) und gegebenenfalls einem sich auf dem Gehäusedeckel (3 ) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (2 ) anschließenden Lagerflansch (4 ), wobei zwischen dem Gehäuse (2 ) und dem Gehäusedeckel (3 ) und gegebenenfalls zwischen dem Gehäuse (2 ) und dem Lagerflansch (4 ) einen Dichtung (5 ,6 ) angeordnet und die Dichtung (5 ,6 ) in einen im Gehäusedeckel (3 ) und gegebenenfalls im Lagerflansch (4 ) und/oder in der jeweiligen Stirnfläche (7 ) des Gehäuses (2 ) ausgebildete Nut (8 ,9 ) eingesetzt ist und wobei sich zwischen Druckseite (1 ) und Saugseite (12 ) ein Leckagepfad (13 ) für das Fluid erstreckt, wobei der Leckagepfad (13 ) auf der Dichtungsinnenseite (14 ) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8 ,9 ,) zumindest partiell wesentlich breiter als die Dichtung (5 ,6 ) ausgebildet ist und dabei die Dichtungsinnenseite (14 ) – Medienseiteden parallel zu der Dichtung (5 ,6 ) verlaufenden Leckagepfad bildet. - Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (
8 ,9 ) als in sich geschlossene Ringnut ausgebildet ist. - Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
5 ,6 ) als Dichtring ausgeführt ist. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (
8 ,9 ) über deren gesamte Länge hinweg verbreitert ist. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (
8 ,9 ) zum Nutengrund hin gestuft ist, wobei die Dichtung (5 ,6 ) in der äußeren Stufung der Nut (8 ,9 ) angeordnet ist. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (
8 ,9 ) als Doppelnut mit einem sich zwischen den Nutbereichen erstreckenden, die Nutbereiche voneinander zumindest teilweise bzw. weitgehend trennenden Steg ausgebildet ist. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verbreiterte Bereich der Nut (
8 ,9 ) an mindestens einer Stelle mit der Saugseite (12 ) der Pumpe strömungsverbunden ist. - Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung durch eine von der Saugseite (
12 ) sich in die Nut (8 ,9 ) erstreckende Bohrung, Ausnehmung gebildet ist. - Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung durch ein von der Saugseite (
12 ) sich in die Nut (8 ,9 ) erstreckendes eingegossenes Labyrinth gebildet ist. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (
11 ), d. h. der Hochdruck, zumindest ganz überwiegend innerhalb des Gehäuseinnenraums (17 ) und/oder unmittelbar an diesen angrenzend abgedichtet ist. - Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (
18 ,19 ,20 ,21 ) gegenüber dem Gehäusedeckel (3 ) und gegebenenfalls gegenüber dem Lagerflansch (4 ) wirken. - Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Dichtungen (
18 ,19 ,20 ,21 ) um Dichtringe handelt.
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