DE2336307A1

DE2336307A1 - Pumpeneinheit

Info

Publication number: DE2336307A1
Application number: DE19732336307
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr Ing Frommholz; Heinz Ruebig; Wolfgang Scheidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-07-17
Filing date: 1973-07-17
Publication date: 1975-01-30
Also published as: US3955905A; FR2238379A5; GB1470008A; BR7405850D0; IT1015774B

Description

26.6.1973 Vo/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERO? BOSCH GMBH, STUTTGART?

Pumpeneinheit

Die Erfindung "betrifft eine aus Elektromotor und Flügelzellenpumpe "bestehende Pumpeneinheit, deren Flügelzellenpumpe einen in einem Gehäusehohlraum auf der Welle des Elektromotors fliegend gelagerten Rotor aufweist, welcher in etwa radialen Schlitzen dicht und gleitend "bewegliche Flügel hat, die in dem zwischen Rotormantelfläche und Innenwand der Gehäuseausnehmung gebildeten Arbeitsraum einzelne Förderzellen abteilen.

Eine solche aus Elektromotor und Flügelzellenpumpe "bestehende Pumpeneinheit ist "bekannt. Der Rotor der Flügelzellenpumpe ist in einer Gehäuseausnehmung fliegend, das ist einseitig, gelagert, Dazu sitzt der Rotor auf der sich durch den gesamten Rotor erstreckenden Elektromotorenwelle; über eine Keilverbindung ist der Rotor drehfest mit der Elektromotorenwelle verbunden- Diese Pumpeneinheit hat jedoch .den Nachteil, daß eine sehr große Fertigungsgenauigkeit eingehalten werden muß. Haßgebend für den

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Wirkungsgrad der Flügelzellenpumpe sind nämlich, in erster Linie die sicL zwischen der Außenfläche des Rotors und der Oberfläche der den Rotor aufnehmenden Gehäu^eausnehmung vorhandenen Luftspalte.' Damit diese Luftspalte möglichst gering gehalten werden, ist.eine exakte Lagerung des Rotors der Flügelzellenpumpe notwendig. Besonders schwierig wird die Erfüllung dieses Erfordernisses der genauen Lagerung des Rotors der Flügelzellenpumpe, wenn dieser auf der Welle des Elektromotors angeordnet ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstig herstellbare Pumpeneinheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Elektromotor und das Pumpenteil zusainmengeflanscht ist, wobei sich die - sogar einander noch summierenden - Fluchtungsfehler von Motor- und Pumpenteil sich nicht nachteilig auswirken können.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Rotor über einen Mitnehmerkörper auf der Welle des Elektromotors angeordnet ist, welcher eine Drehbewegung des Rotors um zwei zueinander und zur Achse der Pumpeneinheit senkrechte Achsen gestattet.

Das hat den Vorteil, daß das Spiel zwischen Rotorstirnseiten und den anschließenden Wandungen der Gehäuseausnehmung möglichst klein gehalten werden kann, ohne die Fluchtungsfehler der Achse des Elektromotors berücksichtigen zu müssen. Sehr vorteilhaft ist, wenn sich zwischen dem Saug- und dem Druckbereich jeweils mindestens ein F3ügel befindet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Mitnehmerkörper die Form eines Quaders mit normal zur Drehachse der Pumpeneinheit angeordneten quadratischen Stirnflächen und mit konvex nach außen gewölbten zylindrischen Seitenflächen hat, von denen jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende eine gemeinsame Krümmungsachse haben, wobei sich die zueinander und zur Drehachse der Pumpeneinheit senkrecht stehenden Krümmungsachsen auf der Dreh- ₍ achse der Pumpeneinheit schneiden. Als vorteilhaft hat sich auch

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erwiesen, -wenn der drehfest mit der Welle des Elektromotors verbundene Mitnehmerkörper in einer zentralen Bohrung mit quadratischem Querschnitt im Rotor der Flügelzellenpumpe angeordnet ist, wobei der Mitnehmerkörper die Wandung der Bohrung des Rotors nur längs der äußeren Mantellinien der zylindrisch gewölbten Seitenflächen berührt.

V/eitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der anschließenden Beschreibung und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispieü des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Flügelzellenpumpe einer Pumpeneinheit,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpeneinheit gemäß II-II der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 einen Mitnehmerkörper.

Die in der Zeichnung dargestellte Pumpeneinheit besteht aus einem Elektromotor 1 und einer daran angeflanschten Flügelzellenpumpe 2. Bei dem Elektromotor 1, von dem nur das Gehäuse und die sich daraus erstreckende in einem Kugellager 3 gelagerte Welle 4 dargestellt ist, handelt es sich um einen herkömmlichen gleichstrombetriebenen Permanentmagnetmotor. (Natürlich könnte auch ein anderer bekannter- Elektromotor verwendet werden.)

Die Flügelzellenpumpe 2 hat einen im wesentlichen zylindrischen, exzentrisch zur Welle 4 der Pumpeneinheit angeordneten Hubring 5, welcher eine zylindrische Gehäuseausnehmung 6 umschließt. Der Hubring 5 ist beidseitig von einem vorderen Stirndeckel 7 und einem hinteren Stirndeckel 8 verschlossen. Durch in entsprechende Nuten im Hubring 5 eingelegte O-Ringe 9i 10 ist die Verbindung nach außen hin abgedichtet. Die Stirndeckel 7» 6, die wegen ihrer günstigen Gleiteigenschaften aus Kunstkohle bestehen, sind

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von zwei übergreifenden, mit als Zugankern 11 eingesetzten Zylin derkopfschrauben verbundenen Flanschplatten 12, 13 in ihrer Position gehalten,- Die hintere Flanschplatte 13 ist mit Hilfe mehrerer Senkkopfschrauben 14 am Gehäuse des Elektromotors 1 befestigt. Dazu ist die Flanschplatte 13 zusammen mit einem Haltefuß 15 über einen Zentrierfortsatz 16 des Lagerdeckels 1' des Elektromotors 1 geschoben.

In der Gchäuseausnehmung 6 ist ein umlaufender Eotor 17 angeordnet. Der Rotor 17 hat fünf etwa radial verlaufende Schlitze 18, in denen Flügel ^9 dicht und gleitend geführt sind. Die Außenkanten der Flügel 19 liegen an der zylindrischen Innenfläche der Gehäuse ausnehmung 6 an und teilen im Arbeitsraum einzelne Zellen ab, Zwischen dessen Saug- und Druckbereich befindet sich immer mindertcnc ^cv;edls ein Flügel "9.

Auf ,leder seiner "beiden Stirnseiten weist der Rotor 17 eine konzentrische Senkung 20, 21 auf, auf deren Böden eine konzentrische Bohrung 22 mit quadratischem Querschnitt ausmündet. Die Bohrung 22 ist dabei so angeordnet, daß der Schnittpunkt der Diagonalen ihres quadratischen Querschnitts sich in der Drehachse des Rotors 17 schneiden.

Auf der sich durch die Bohrung 22 bis in die vordere Senkung 20 sich erstreckenden V/elle 4 des Elektromotors ist ein nitnehmerkorper 23 angeordnet, der den Rotor 17 drehfest mit der V/elle 4 verbindet. Der Mitnehmerkörper hat die Form eines Quaders mit normal zur Drehachse - das heißt zur Welle 4 - der Pumpeneinheit angeordneten quadratischen Stirnflächen 24, 25. Die Seitenflächen 26 des Ilitnehmerkörpers 23 sind zylindrisch ausgebildet und konvex nach außen gewölbt. Jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Seitenflächen 26' bzw. 26" (Fig. 3» ¹O haben eine gemeinsame Krümmungsachse 27' bzw.' 27". Die beiden aufeinander senkrecht stehenden Krümmungεachsen 27', 27" schneiden sich auf der dazu senkrecht verlaufenden Drehachse der Pumpeneinheit. Auf der mit zwei einander diametral gegenüber- · liegenden Schlüsselflächen 28 versehenen V/elle 4 des Elektro-

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motors sitzt mit.einer entsprechend ausgebildeten;Aufnahme-"bohrung der Mitnehmerkörper 23. Die Aufnahmebohrung erstreckt sich durch den quaderförmigen Mitnehmerkörper 23, an welchem zur Vei*längerung der Aufnahmebohrung ein zylindrischer Fortsatz 29 angesetzt worden i"st. Mittels eines auf das-vordere Ende der Welle 4 aufgeschobenen Zackenringes 30 wird der Mitnehmerkörper spielfrei gegen axiale Verschiebung auf der Welle 4 gesichert.

Der aus einem gummielastischen Werkstoff oder Kunststoff bestehende Mitnehmerkörper 23 ist mit geringstmöglichem Spiel, teilweise mit einer geringen Vorspannung in die quadratische Bohrung 22 des Rotors 1-7 eingesetzt. Der Mitnehinerkörper berührt die Wandung der Bohrung 22 nur längs seiner äußeren Mantellinie - im Idealfall nur längs jeweils .einer äußeren Mantellinie - seiner zylindrisch gewölbten Seitenflächen 26.

Der in der Gehäuseausnehmung 6 gebildete Arbeitsraum hat einen Saug- und einen Druckbereich. Der Saugbereich ist über einen Einlaßschlitz 31 mit einem Anschlußstutzen 33 verbunden, welcher als besonderes Bauteil in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung des Hubringes 5 durch Verstemmen befestigt worden ist. In gleicher "V/ei se ist über dem mit dem Druckbereich verbundenen Auslaßschlitz 32 ein Anschlußstutzen 34 angeordnet. Zur Abdichtung der Übergangsstelle zwischen dem Anschlußstutzen und dem Hubring 5 dienen jeweils 0-Ringe 35- In dem druckseitigen Anschlußstutzen 34- ist zum.Zwecke der Geräuschdämpfung ein Schaumstoffpfropfen 36 angeordnet. Ein besonderes Auslaßventil ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht verwendet worden. -.-.-.

Bei Drehung des Rotors 17 bewegen sich die Flügel 19 entlang der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 6 der Flügelzellenpumpe. Dabei erweitern sich die zwischen jeweils zwei Flügeln abgegrenzten Zellen und saugen das Betriebsmittel über den Einlaßschlitz 31 nach.. Am weiteren Umlauf verkleinern sich die Zellen- wieder, so daß das Betriebsmedium über den Auslaßschlitz 32 wieder ausgeschoben wird.

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Durch die erf indungngeniüße Mitrernerkonstruktion kann eich dor Rotor^ 17 in geringem aber ausreichendem Maße uf. die zu ein oraler senkrechten Drehachsen ?7', 27" > die wiederum senkrecht zur Drehachse der V/clle 4 eichen, bewegen, so daß sich der Rotor 17 frei einstellen kann. Dns Längsspiel des Rotors 17 zwischen den Stirndeckeln 7 und 8 kann dadurch möglichst klein gehalten werden, ohne daß die Fluchtungsfehler der Welle 4 berücksichtigt werden müssen.

Bei der Bemessung des radialen Spiels zwischen der Rotorma::tel fläche und der Innenwand der Gohäuseausnehmung mu3 der Fluchtun--;rfehler zwischen dem Hubring 5 und der Welle 4 berücksichtigt v/erden. Eine dadurch begünstigte Rückströmung vom Druck- zum Gaugbereich des Arbeitsraumos wird aber vermieden, weil sich-durch die Anordnung von fünf Flügeln 19 - immer jeweils ein Flügel 19 zwischen dem Saugbereich 31 und dem Druckbereich 32 der Flügelzellenpumpe befindet.

Ein baulich besonders einfaches Ausführungsbeispiel ergibt sich, wenn die Flanschplatte 13, der Haltefuß 1^-und der Lagerdeckel 1¹ zu einem einzigen Bauteil vereint sind.

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Claims

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Ansprüche

Aiip Elektromotor und Flügelzellenpumpe bestehende Pumpeneinheit, deren ϊ lüge! zr-:llenpumpe einen in einem Gehäusehohlraum auf der Volle des Elektromotors fliegend gelagerten Rotor auf weist, we] ohei* in etvja radialen Schlitzen dicht und gleitend bewegliche Flügel hat, die in dem zwischen Rotormantelfläche und Innenwand der Gehäuseausnehmung gebildeten Arbeitsraum einzelne rörderzellcn abteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (^V) über einen Mitnehrnerkorper (23) auf der Welle (Λ) des Elektromotors (Ό angeordnet ist, welcher eine Drehbewegung cif.-r Rotors (17) ura zwei zueinander und zur Achse (4) der rumpciicinheit senkrechten Achsen (27' , 27") gestattet.

2. rumpcneii.hcit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Saug- (31) und den Druckbereich (32) jeweils mindestens ein Flügel (/19) befindet.

3. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitnehrierkörper (23) die Form eines Quaders mit normal zur Drehachse (4) der Pumpeneinheit angeordneten quadratischen Stirnflächer. (24, 2^) und mit konvex nach außen gewölbten zylindrischer¹ Seitenflächen (26% 26") hat, von denen jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende eine gemeinsame Krünnunrr r-chse (27', 27") haben, wobei sich die zueinander und zui Ir chnchse (4) der Funpeneinheit senkrecht stehenden Krümmung£\"ohsen (27' , 27") auf der Drehachse (4) der Pmprneir.hei^J schneiden.

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Λ. Pumpeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet_} <3_uß der örehfest mit der Welle (4) des Elektromotors (1) Mitnehinerkörper (23) in einer zentralen Bohrung (22) mit qua-, dratischem Querschnitt im Rotor (17) der Flügelzellenpumpe angeordnet ist, wobei der Mitnehmerkörper (23) die Wandung der Bohrung (22) des Rotors (17) nur längs der äußeren Hantellinien der zylindrisch geformten Seitenflächen (26', PG") berührt.

5. Pumpeneinheit nach einem der vor angehenden Ansprüche, dad\arch gekennzeichnet, daß der aus einem gummielastischen Werkstoff oder Kunststoff bestehende Mitnehmerkörper (23) mit möglichst geringem Spiel, vorzugsweise mit geringer Vorspannung, in die quadratische Bohrung (22) des Rotors (17) eingesetzt ist.

6. Pumpeneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Schlüsselflächen (28) versehene Welle (4) des Elektromotors (1) sich in eine entsprechend ausgebildete, vorzugsweise durch einen zylindrischen Fortsatz (29) sich erstreckende Aufnahmebohrung des Mitnehmerkörpers erstreckt«

7. Pumpeneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelzellenpumpe (2) einen wesentlichen zylindrischen, exzentrisch zur Drehachse (4) der. Pumpeneinheit angeordneten, die Gehäuseausnehmung (6) umschließenden Hubring (5) hat, der von zwei Stirndeckeln (7, 8)

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verschlossen ist, welche von zwei übergreifenden, .mit Zugankern (11) verbundenen Flanschplatten (12, 13) in ihrer Position gehalten werden.

8. Pumpeneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Elektromotor (1) zugewandte Flanschplatte (13) an das Gehäuse des Elektromotoren (1) geschraubt ist.

9. Pumpeneinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hubring (5) jeweils über dem Ein- bzw. Auslaßschlitz (31 bzw. 32) je ein Anschlußstutzen (33 bzw. 3^), insbesondere durch Verstemmen in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung, befestigt ist.

10. Pumpeneinheit nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Stirndeckel (7₅ 8) aus einem reibungsmindernden Werkstoff, insbesondere Kunstkohle, bestehen.

11. Pumpeneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der über dem Auslaßschlitz (32) angeordnete Anschlußstutzen (34) einen als Schaumstoffpfropfen (36) ausgebildeten Schalldämpfer enthält.

12. Pumpeneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerdeckel (I¹), Haltefuß (15) und-Flanschplatte (13) als ein Bauteil ausgebildet "sind.

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