DE3131442C2

DE3131442C2 - pump

Info

Publication number: DE3131442C2
Application number: DE19813131442
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Himeji Hyogo Ogawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1987-03-19
Also published as: DE3131442A1

Abstract

Es wird ein Rotor einer Pumpe beschrieben, welcher nach einem Sinterverfahren hergestellt werden kann und somit aus einem Sinterwerkstoff besteht und dessen Durchgänge im dickwandigen Bereich eine in Querschnittsansicht langgestreckte Gestalt haben.A pump rotor is described which can be manufactured by a sintering process and thus consists of a sintered material and whose passages in the thick-walled area have an elongated shape in cross-sectional view.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine solche Pumpe ist bekannt aus der DE-OS 28 22 209. Der Rotor besteht aus Sinterwerkstoff und weist zylindrische Durchgänge auf. Er kann jedoch nur kraftschlüssig mit der Welle verbunden werden.The invention relates to a pump according to the preamble of the patent claim. Such a pump is known from DE-OS 28 22 209. The rotor is made of sintered material and has cylindrical passages. However, it can only be connected to the shaft in a force-fitting manner.

Es besteht daher ein Bedürfnis, anstelle der kraftschlüssigen Verbindung zwischen einem solchen Rotor aus Sinterwerkstoff und der Welle eine formschlüssige Verbindung mit Hilfe von Keilverzahnungen des Rotors vorzusehen, wie diese bei der Pumpe gemäß den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, welche im folgenden erläutert werden sollen. Sie umfaßt eine Abschlußwand 1 eines Wechselstromgenerators, wie er bei Automobilen verwendet wird, eine Welle 2, welche in einem Lager 3 in der Endwandung gelagert ist und im Endbereich mit Keilnuten 2 a versehen ist. Auf dem genuteten Bereich der Welle 2 sitzt ein Rotor 4 mit Keil-Nut-Verbindung, wobei die Keilbereiche des Rotors mit 4 a bezeichnet sind. In einem dickwandigen Bereich des Rotors 4 sind drei Ausnehmungen 4 b vorgesehen, welche in Querschnittsansicht eine kreisförmige Gestalt haben. Ferner sind drei Flügel 5in radialer Richtung verschiebbar im Rotor 4 angeordnet. Ferner ist mit Hilfe von Schrauben 7 an der Abschlußwand 1 ein Gehäuse 6 befestigt mit einer zylindrischen Innenwand, welche in bezug auf die Achse der Welle 2 und des Rotors 4 exzentrisch angeordnet ist. Eine Dichtung 8 ist zwischen dem Gehäuse 6 und der Abschlußwand 1 vorgesehen. Eine Öldichtung 9 ist in die Abschlußwand 1 eingesetzt und steht in Kontakt mit der Welle 2, so daß die Arbeitskammer 10 der Pumpe hermetisch verschlossen ist. Schließlich umfaßt die Pumpe noch einen Ansaugeinlaß 11, einen Auslaß 12 und einen Öleinlaufkanal 13 im Gehäuse 6.There is therefore a need to provide a positive connection using splines on the rotor instead of the force-fitting connection between such a rotor made of sintered material and the shaft, as is shown in the pump according to Fig. 1 and 2, which will be explained below. It comprises an end wall 1 of an alternating current generator, as is used in automobiles, a shaft 2 , which is mounted in a bearing 3 in the end wall and is provided with splines 2a in the end region. A rotor 4 with a spline-groove connection sits on the splined region of the shaft 2 , the spline regions of the rotor being designated 4a . In a thick-walled region of the rotor 4 , three recesses 4b are provided, which have a circular shape in cross-sectional view. Furthermore , three vanes 5 are arranged in the rotor 4 so as to be displaceable in the radial direction. Furthermore, a housing 6 is attached to the end wall 1 by means of screws 7 , said housing having a cylindrical inner wall which is arranged eccentrically with respect to the axis of the shaft 2 and the rotor 4. A seal 8 is provided between the housing 6 and the end wall 1. An oil seal 9 is inserted into the end wall 1 and is in contact with the shaft 2 so that the working chamber 10 of the pump is hermetically sealed. Finally, the pump also comprises a suction inlet 11 , an outlet 12 and an oil inlet channel 13 in the housing 6 .

Ein solcher Rotor mit Keilverzahnung konnte bisher nur dadurch hergestellt werden, daß man einen runden Stahlkörper dreht und kreisförmige Durchgänge durch den dickwandigen Bereich desselben bohrt. Daher hat der Rotor 4 ein erhebliches Gewicht. Bei einer plötzlichen Beschleunigung oder bei einem plötzlichen Bremsen machen sich erhebliche Trägheitskräfte bemerkbar. Hierdurch ist die Festigkeit der Keil-Nut-Verbindung 4 a herabgesetzt. Bei einem Rotor aus Stahl kann man diese Festigkeitsverringerung noch in Kauf nehmen, nicht jedoch bei einem Rotor aus Sinterwerkstoff, der an sich eine geringere Festigkeit aufweist. Aus der US-PS 29 05 096 ist bereits ein Rotor aus Stahl mit sektorförmigen Ausnehmungen und einer Keilverzahnung bekannt. Auch bei dem Rotor der FR-PS 8 18 486 sind sektorförmige Durchgänge vorgesehen.Such a rotor with splines could previously only be manufactured by turning a round steel body and drilling circular passages through the thick-walled area of the same. The rotor 4 is therefore very heavy. In the event of sudden acceleration or sudden braking, considerable inertial forces become noticeable. This reduces the strength of the spline-groove connection 4 a . This reduction in strength can be accepted for a rotor made of steel, but not for a rotor made of sintered material, which is inherently less strong. A rotor made of steel with sector-shaped recesses and splines is already known from US-PS 29 05 096. Sector-shaped passages are also provided for the rotor of FR-PS 8 18 486.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs derart weiterzubilden, daß eine Verbindung des Rotors mit der Welle durch Keilverzahnung erfolgen kann, ohne daß bei starken Trägheitskräften ein Bruch des aus Sinterwerkstoff bestehenden Rotors befürchtet werden muß.It is therefore an object of the invention to further develop a pump according to the preamble of the patent claim in such a way that the rotor can be connected to the shaft by splines without having to fear breakage of the rotor made of sintered material in the event of strong inertial forces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor mit mehreren Keilbereichen in mehrere Nuten der Welle eingreift und 3 Flügel trägt und daß die Durchgänge im Querschnitt die Gestalt langgestreckter gekrümmter Langlöcher aufweisen und durch Wandungen geringer Wandstärke begrenzt sind.This object is achieved according to the invention in that the rotor engages with several wedge areas in several grooves of the shaft and carries 3 vanes and that the passages in cross section have the shape of elongated curved slots and are delimited by walls of low wall thickness.

Es hat sich herausgestellt, daß im Falle von drei Flügeln und drei Durchgängen des Rotors das durch die in Querrichtung langgestreckte Gestalt der Durchgänge erreichbare Ausmaß der Gewichtsverringerung des Rotors die an sich vorhandene Bruchgefahr der Keilverbindung überkompensiert.It has been found that in the case of three blades and three passages of the rotor, the extent of weight reduction of the rotor achievable by the transversely elongated shape of the passages more than compensates for the inherent risk of breakage of the wedge connection.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigtIn the following, the invention is explained in more detail with reference to drawings; it shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Pumpe; Fig. 1 is a longitudinal section through a conventional pump;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors; und Fig. 3 is a section through a first embodiment of the rotor according to the invention; and

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors. Fig. 4 shows a section through another embodiment of the rotor according to the invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Bauteile.In the figures, identical reference symbols designate identical or corresponding components.

Im folgenden soll eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors einer Pumpe anhand der Fig. 3 erläutert werden. Der Rotor 14 wird hergestellt durch Sintern von Feinlegierungsteilchen und weist eine Bohrung mit einer Innenkeilverzahnung 14 a auf. Diese paßt auf eine Keilverzahnung einer Welle 2. Ferner weist der Rotor 14 eine Vielzahl von Durchgängen 14 b auf, welche im dickwandigen Bereich ausgebildet sind und in Querschnittsansicht eine langgestreckte Gestalt haben. Bei der Herstellung des Rotors 14 durch Sintern von Feinlegierungsteilchen kann die gewünschte Form der Durchgänge 14 b im dickwandigen Bereich des Rotors leicht verwirklicht werden. Die Durchgänge 14 b haben in Querschnittsansicht eine langgestreckte Gestalt. Hierdurch kann die Wandstärke rund um die Durchgänge wesentlich verringert werden, so daß das Gewicht des Rotors wesentlich abnimmt. Hierdurch treten die Trägheitseffekte des Rotors wesentlich weniger in Erscheinung. Die Keil-Nut-Verbindung wird somit weniger belastet und ist wesentlich dauerhafter. Außerdem sind die Materialkosten verringert.A first embodiment of the rotor of a pump according to the invention will now be explained with reference to Fig. 3. The rotor 14 is manufactured by sintering fine alloy particles and has a bore with an internal spline 14 a . This fits onto a spline of a shaft 2 . The rotor 14 also has a plurality of passages 14 b which are formed in the thick-walled region and have an elongated shape in cross-sectional view. When the rotor 14 is manufactured by sintering fine alloy particles, the desired shape of the passages 14 b in the thick-walled region of the rotor can easily be realized. The passages 14 b have an elongated shape in cross-sectional view. This allows the wall thickness around the passages to be significantly reduced, so that the weight of the rotor is significantly reduced. As a result, the inertia effects of the rotor are much less noticeable. The spline-groove connection is therefore less stressed and is much more durable. In addition, the material costs are reduced.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 haben die Durchgänge 14 b in Querschnittsansicht eine nierenförmige Gestalt. Bei einer abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 haben die Durchgänge im dickwandigen Bereich des Rotors in Querschnittsansicht eine sektorförmige Gestalt. Diese Durchgänge können in gleicher Weise hergestellt werden wie die Durchgänge gemäß Fig. 3.In the embodiment according to Fig. 3, the passages 14 b have a kidney-shaped configuration in cross-sectional view. In a modified embodiment according to Fig. 4, the passages in the thick-walled region of the rotor have a sector-shaped configuration in cross-sectional view. These passages can be produced in the same way as the passages according to Fig. 3.

Claims

Pump with a cylindrical housing having a suction inlet and an outlet; a shaft arranged rotatably and eccentrically to the latter; a rotor made of sintered material fastened coaxially to the shaft and a plurality of vanes mounted in the rotor so as to be displaceable in the radial direction, with a passage extending in the axial direction through the rotor being provided between each two vanes, characterized in that the rotor ( 14 ) engages with a plurality of wedge areas in a plurality of grooves in the shaft and carries 3 vanes ( 5 ) and that the passages ( 14b ) have the shape of elongated curved slots in cross section and are delimited by walls of low wall thickness.