DE3144983A1

DE3144983A1 - Elektromotorisch angetriebenes pumpaggregat

Info

Publication number: DE3144983A1
Application number: DE19813144983
Authority: DE
Inventors: Achill 7032 Sindelfingen Kessler; Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Rembold; Manfred Ing.(grad.) 7141 Möglingen Ruoff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1983-05-19
Also published as: JPS5888485A; EP0081659A1; DE3263018D1; EP0081659B1

Description

R. 1745?

5.11.1981 Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Elektromotorisch angetriebenes Pumpaggregat Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Pumpaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiges Pumpaggregat "bekannt, "bei dem die Mediumkanäle zur Zu- und Abführung des Druckmediums in zwei an der Außenseite des Pumpengehäuses angeordneten Anschlußstutzen verlaufen. Beim Betrieb dieses Pumpaggregats hat sich gezeigt, daß - insbesondere wenn ein gasförmiges Druckmedium wie Luft verwendet wird, die "beim Betrieb auftretenden Strömungsgeräusche, aber auch die Motorgeräusche als sehr störend empfunden werden. Ganz besonders gilt dies dann, wenn das bekannte Pumpaggregat in einem Kraftfahrzeug befestigt ist und zur Betätigung etwa einer Zentralverriegelungsanlage eingesetzt werden soll. Hierbei werden der vom Pumpaggregat erzeugte Luft- und Körperschall ungedämpft in die Karosserie des Kraftfahrzeugs eingeleitet, welche sogar noch als Resonanzboden dient.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Aggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegeüber den Vorteil,

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daß die Strömungsgeräusche des Pumpaggregats ohne großen Aufwand reduziert werden können, wenn konstruktiv sowieso notwendige Hohlräume des Pumpaggregats gewissermaßen als Schalldämpfkammern ausgenutzt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Pumpaggregats möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß der geschlossene, insbesondere von den Gehäusen einerseits der Flügelzellenpumpe und andererseits des Elektromotors begrenzte Innenraum des Adapters über mindestens eine insbesondere als Drosselstelle ausgebildete Durchgangsöffnung mit dem Innenraum des Gehäuses des Elektromotors verbunden ist. Hierdurch wird der zuerst genannten "Schalldämpfkammer" eine zweite, sowieso vorhandene "Schalldämpfkammer" nachgeschaltet, die zwangsweise von dem Druckmedium im Betrieb des Pumpaggregats durchströmt werden müssen. Hierdurch wird das eingangs erwähnte Strömungsgeräusch noch weiter gedämpft, ohne daß dazu ein das Gewicht oder das Volumen des Pumpaggregats vergrößernder apparativer Aufwand getrieben werden muß.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein elektromotorisch angetriebenes Pumpaggregat, Figur 2 einen Querschnitt längs II-II der Figur 1 und Figur 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht- gemäß III-III der Figur

BeSchreibung des Ausführungsbeispieles

In der Zeichnung ist ein Pumpaggregat dargestellt, das im wesentlichen aus einer Flügelzellenpumpe 1 und einem Elektromotor 2 besteht. Die eigentliche Flügelzellenpumpe besteht · aus einem Hubring 3, in dem exzentrisch eine zylindrische Gehäuseausnehmung k angeordnet ist-. Axial ist die Gehäuseausnehmung k durch zwei Seitenplatten 5, 6 begrenzt, deren Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Hubrings 3 übereinstimmt. Hubring 3 und Seitenplatten 5, 6 sind durch Stifte J untereinander gegen Verschiebung gesichert. In der Gehäuseausnehmung k befindet sich konzentrisch zur Außenkontur der Flügelzellenpumpe ein Rotor 8, in dessen radial angeordneten Schlitzen 9 Flügel 10 dicht und gleit.end geführt sind. Die Flügel. 10 berühren mit ihren Außenkanten die zylindrische Innenwandung der Gehäuseausnehmung h und teilen den zwischen der Außenfläche des Rotors •8 und der Wandung der Gehäuseausnehmung k gebildeten, etwa sichelförmigen Arbeitsraum in einzelnen Zellen auf. Geführt ist der Rotor auf einer Pumpenwelle 11, die ihrerseits in konzentrisch in den Seitenplatten 5, 6 angeordneten Lagerbohrungen gehalten ist. Die axial durch die Seitenplatten 5s β begrenzte Flügelzellenpumpe ist von oben mit einem Schutzdeckel 13 abgedeckt und mittels dreier Senkschrauben 12 an einem Flansch 1^ eines im wesentlichen zylindrischen Adapterteils 15 festgeschraubt. Das Adapterteil 15 ist - wie Figur 1 erkennen läßt - im wesentlichen rohrförmig aufgebaut und weist nahe ihrem dem Flansch 1h abgewandten Ende eine ebene Stirnwand 16 auf. Die Stirnwand 16 sitzt flächig auf einem lager schildartigen Stirndeckel 17 des Elektromotors 2 auf und ist dort mittels Zylinderkopfschrauben 18 befestigt. In radialer Richtung ist das Adapterteil durch den Teil seiner zylindrischen Wand justiert, die auf der von der Flügelzellenpumpe 1

abgewandten Seite über die Stirnwand 16 hinausragt und an der zylindrischen Außenfläche des Gehäuses des Elektromotors 2 anliegt.

Im Innenraum 19 des Adapterteils 15 ist die Pumpenwelle 11 und die Welle 20 des Elektromotors 2 mittels einer an sich bekannten elastischen Kupplung 21 -verbunden.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der Hubring 3 und die Seitenplatten 5, 6 aus Kunststoff gefertigt, während der Schutzdeckel 13 und das Adapterteil 15 aus Aluminium bestehen können. Natürlich können auch diese Teile aus Kunststoff gefertigt werden.

Beim Umlauf des Rotors 8 verändern die von den Flügeln 10 abgeteilten Zellen im Innenraum k ihre Größe. In Bereichen jeweils nahe der Stelle, an der sich die Mantelfläche des Rotors-8 die zylindrische Innenfläche der Gehäuseausnehmung U- fast berühren, sind in an sich bekannter Art und Weise - und deshalb in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeutet - Mediumkanäle 22, 23 (Figur 2) zur Zu- und Abführung des Druckmediums angeordnet. Der Mediumkanal 22 mündet - wie in Figur 1 und 3 angedeutet - in den Innenraum 19 des Adapterteils 15· Der andere Mediumkanal 23 ist von einem Vorsprung 25 nach radial innen in der Ebene des Flansches 1k abgedeckt. Der Vorsprung 25 wiederum trägt einen Anschlußstutzen 26, in dem sich der andere Mediumkanal 23 fortsetzt. Wie Figur 3 erkennen läßt, durchstößt der Anschlußstutzen 26 die zylindrische Wandung des Adapterteils 15 nach außen.

Der abgeschlossene Innenraum 19 des Adapterteils 15 ist über eine Durchgangsöffnung 2k, deren Strömungsquerschnitt etwa gleich groß ist wie derjenige des Mediumkanals 22,

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-χ - η. 17 4.5

mit dem in der Zeichnung nicht näher dargestellten - weil an sich bekannten - Innenraum des Gehäuses des Elektromotors 2 verbunden. Natürlich kann bei besonderen Ausführungsbeispielen die Durchgangsöffnung 2k auch als Drosselstelle ausgebildet sein. Die Durchgangsöffnung 2k ist auf der dem Elektromotor 2 zugewandten Seite mit einer Erweiterung 27 versehen, die von einem vorzugsweise als Drahtgeflecht ausgebildeten Filterplättchen 28 abgedeckt ist.

Der Innenraum des Elektromotors 2 ist über mindestens einen in dessen Gehäusewandung angeordneten Durchbruch 29, der in einem den Stirndeckel 17 abgewandten Bereich angeordnet ist, mit der Außenseite des Elektromotors verbunden. Dabei kann der Durchbruch auch nicht mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten offenporigen Schaumstofflage, die als Schalldämpfelement wirkt, abgedeckt sein.

Auf den Anschlußstutzen 26 ist ein aus Gummi oder ähnlich dämpfendem Werkstoff bestehendes Schlauchformstück 30 aufgeschoben, in dem der Mediumkanal 23 weiter verläuft. Über einen T-Abzweig 31 des Schlauchformstücks 30 ist der Mediumkanal 23 mit dem Steuerraum eines etwa membranbetätigten Druckschalters 32 verbunden. Der Druckschalter steuert gegebenenfalls in Verbindung mit einer elektronischen Steuerschaltung, die auf einer Schaltplatine 33 angeordnet ist, die Funktion des Elektromotors 2. In der zum Druckschalter 32 führenden Leitung im T-Abzweig des Schlauchformstücks ist ein eine Drosselstelle 3k enthaltendes Einsatzteil 35 angeordnet, Natürlich kann die Drosselstelle auch direkt . in die zum Druckschalter 32 führende Leitung im T-Abzweig eingeformt sein. Das freie Ende 36 des Schlauchformstücks 30 bildet den Ausgang des Pumpaggregats.

AO

-2- R.i74 5fi.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die mit dem Elektromotor 2 über das Adapterteil 15 verbundene Flügelzellenpumpe 1 der Druckschalter 32 und das Schlauchformstück 30 zusammen mit einer Schaltplatine 33 im Innenraum eines Außengehäuses angeordnet. Das Außengehäuse besteht aus einem von oben mit einem Deckel 37 verschlossenen kastenförmigen Teil 38, das auf seiner dem Deckel 37 abgewandten Seite einen zylindrischen Ansatz 39 aufweist. Kastenförmiges Teil 38 und zylindrischer Ansatz 39 sind beispielsweise verklebt. Ebenso kann der Deckel 37 auch mit dem kastenförmigen Teil 38 verklebt sein oder aber durch in der Zeichnung nicht dargestellte, aber an sich bekannte Rastverschlüsse gehalten sein. Im Deckel 37 sind Durchbrüche Uo angeordnet, über die der Innenraum des Außengehäuses 37 bis 39 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden ist. Die Durchbrüche kO können auch noch mit einer Abdeckung aus insbesondere offenporigem Schaumstoff abgedeckt sein.

Im zylindrischen Ansatz 39 steht der Elektromotor 2 mit der daran befestigten Flügelzellenpumpe 1 durch Formringe k'\ , h2, die aus Gummi oder anderen elastischen Werkstoffen hergestellt sind, formschlüssig gegen Verdrehen gesichert. In axialer Richtung steht der Elektromotor unten auf dem Formring U2 auf und wird von oben durch einen - wie die übrigen Formringe Ui, k2 auch - elastisch leicht verformten Gummiring.U3, der sich an der Innenseite des Deckels abstützt, gehalten.

Über Anschlußkabel kh, k-5, die im Innenraum des Außengehäuses 37 bis 39 geführt sind und über ebenfalls nicht näher dargestellte Verbindungsleitungen h-5, die zur Schaltplatine 33 führen, wird der Elektromotor gesteuert. Die auf der Schaltplatine 33 angeordnete elektronische Schaltung wird über in der Zeichnung nur strichpunktiert dargestellte Anschlußleitungen hS mit Strom versorgt.

AA

Der Innenraum des zylindrischen Ansatzes 39 des Außengehäuses ist - wie aus dem oben Gesagten hervorgeht - durch den mit leichter Vorspannung eingefügten Formring It-1 vom übrigen Innenraum im kastenförmigen Teil 38 des Außengehäuses abgeteilt. Deshalb ist der Formring kl mit mehreren die genannten Innenräume miteinander verbindenden Strömungsöffnungen I)-T verbunden.

Die Funktion des Pumpaggregat ist folgendermaßen: Beim Umlauf des Rotors 8 in Richtung des Drehpfeiles k8 (Figur 2) wird durch den Mediumkanal 23 Druckmedium angesaugt und dabei im Mediumkanal 23 ein Unterdruck erzeugt. Bei dieser Drehrichtung arbeitet die Flügelzellenpumpe also als Drucksenke. Das über den Mediumkanal 22 ausgeschobene Druck medium gelangt in den Innenraum 19 und von dort über den Innenraum des Elektromotors 2, den Durchbruch 29 in den Innenraum des zylindrischen Ansatzes 39 des Außengehäuses. Von dort gelangt das Druckmedium über die Strömungsöffnungen I+T schließlich zu den Durchbrüchen It-O im Deckel 3T von wo das Druckmedium an die freie Umgebungsatmosphäre abströmen kann. Über den Druckschalter 32 wird der Elektromotor 2 immer dann in Bewegung gesetzt, wenn der Unterdruck z.B. einen eingestellten Wert noch nicht erreicht hat. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es vorkommen, daß die Flügelzellenpumpe 1 auch als Druckq.uelle fungieren muß. Dazu wird mittels der elektronischen Steuerschaltung auf der Schaltplatine 33 die Stromzuleitung zum Elektromotor 2 umgepolt, so daß der Motor 8 entgegen dem Drehpfeil I)-S umläuft. Es liegt auf der Hand, daß sich die oben beschriebene Strömungsrichtung umkehrt und im Mediumkanal 23 ein gegenüber dem Außendruck erhöhter Druck anliegt.

Die bei der Funktion der Flügelzellenpumpe enstehenden Strömungsgeräusche, die insbesondere dann sehr stark stö-

ren, wenn das Pumpaggregat in einem Kraftfahrzeug zur Betätigung etwa einer Zentralschließanlage oder sonstiger Komforteinrichtungen Verwendung finden soll, aber auch die Motorgeräusche des Elektromotors und sonstiger durch die Bewegung der Maschinenteile hervorgerufene Geräusche werden durch die erfindungsgemäße Konstruktion sehr stark gedämpft. Im einzelnen werden die Strömungsgeräusch dadurch sehr stark gedämpft, daß der Innenraum des Außengehäuses 37 "bis 39, sowie der Innenraum des Elektromotors 2 und der Innenraum 19 des Adapterteils 15 als hintereinander geschaltete Schalldämpfungskammern wirken. Durch die Formringe 1+1, it2, ^3» die aus Gummi oder einem ähnlich dämpfendem Werkstoff "bestehen, findet eine Körperschallentkopplung des Pumpenaggregats von Außengehäuse 37 bis 39 statt..Durch das Formstück 30 wird ebenfalls eine Körperschallentkopplung des Pumpenaggregats gegenüber dem Außengehäuse 37 bis 39 bewirkt. Die Drosselstelle 3^· hat eine Luftschallentkopplung des mit dem Außengehäuse 37 bis 39 schalleitend verbundenen Druckschalters 32 zur Folge: Durch die Drosselstelle steht am Druckschalter nur ein q.uasistatischer Druck an, so daß die den Druckschalter zur Schallemision anregenden dynamischen Druckschwankungen nicht zum Druckschalter gelangen können. Natürlich bewirkt der Gummiwerkstoff des T-Abzweigs auch eine Körper Schallentkopplung.

Claims

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R. .17 417

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

1. Elektromotorisch angetriebenes Pumpaggregat, vorzugsweise für die Betätigung einer Zentralverriegelungsanlage in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus einer ein Gehäuse, insbesondere aus Kunststoff, aufweisenden Flügelzellenpumpe mit zwei Mediumkanälen zur Zu- und Abführung des Druckmediums, inbesondere Luft, wobei das Gehäuse der Flügelzellenpumpe mittels eines vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden, im wesentlichen rohrförmig'en Adapterteils am Gehäuse eines Elektromotors, vorzugsweise an dessen lager schildartigen Stirndeckel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Mediumkanal (22) in den Innenraum (19) des Adapterteils (15) mündet,

2. Pumpaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschlossene, insbesondere von den Gehäusen einerseits der Flügelzellenpumpe (1) und andererseits des Elektromotors (2) begrenzte Innenraum (19) des Adapters (15) über mindestens eine, insbesondere als Drosselstelle ausgebildete Durchgangsöffnung (2.k) mit dem Innenraum des Gehäuses des Elektromotors (2) verbunden ist.

3. Pumpaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Elektromotors (2) über mindestens einen in dessen Gehäusewandung angeordneten Durchbruch (29), der in einem dem Ende mit der Durchgangsöffnung (2*0 abgewandten Bereich des Gehäuses des Elektromotors (2) angeordnet ist mit der Außenseite des Elektromotors verbunden ist.

-2- R.J74.57

k. Pumpaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (29) mit einer offenporigen Schaumstoff lage abgedeckt ist.

5. Pumpaggregat nach Anspruch 2 oder 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt der Durchgangsöffnung {2k) etwa gleich groß ist wie diejenige des in den Innenraum (19) des Adapterteils (15) mündenden Mediumkanals (22).

6. Pumpaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterteil (15) eine vorzugsweise ebene Stirnwand.(16) aufweist, in der die zum Innenraum des Elektromotors (2) führende Durchgangsöffnung (2^) angeordnet ist. ·

T. Pumpaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (2k) zum Elektromotor (2) hin eine Erweiterung (27) hat, die von einem, insbesondere als Drahtgeflecht ausgebildeten Filterplättchen (28) abgedeckt ist.

•8. Pumpaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Mediumkanal (23) in einem am Adapterteil (15) angeordneten Anschlußstutzen (26) verläuft.

9· Pumpaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Mediumkanal (23) durch ein insbesondere auf den Anschlußstutzen (26) aufgeschobenes Schlauchformstück (30) aus Gummi_oder ähnlichem Werkstoff verläuft.

Λ 7 4 51;

10. Pumpaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mediumkanal (23) vorzugsweise über einen T-Abzweig (31) des Schlauchformstücks (30) mit dem Steuerraum eines vorzugsweise membranbetätigten Druckschalters (32) verbunden ist, der den Elektromotor (2) des Pumpenaggregats steuert.

11. Pumpaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Druckschalter (32) führenden Leitung eine, insbesondere in den T-Abzweig (31) eingeformte Drosselstelle (3*0 angeordnet ist.

12. Pumpaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen radial in Schlitzen (9) des Pumpenrotors (8) bewegliche Flügel (10) aufweisende Flügelzellenpumpe (1) je nach ihrer Umdrehungsrichtung (hö) als Druckwelle oder -senke arbeitet.

13. Pumpaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Elektromotor (2) verbundene Flügelzellenpumpe (1), der Druckschalter (32) und das Schlauchformstück (30) und gegebenenfalls eine elektronische Steuerschaltung tragende Schaltplatine im Innenraum eines Außengehäuses (3T₅ 39) durch Körperschall dämpfende Haltemittel (Hl bis (1*3) justiert angeordnet sind.

1^. Pumpagrregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (37 bis 39) aus einem oben von einem Deckel (37) verschlossenen kastenförmigen Teil (38) besteht, daß auf seine dem Deckel (37) abgewandten Seite einen zylindrischen Ansatz (39) aufweist, in dem der

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Elektromotor (2) mit der daran befestigten Flügelzellenpumpe (1) vorzugsweise formschlüssig gegen Verdrehen gesichert steht.

15· Pumpaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotorwelle (20), die Pumpenwelle (11) über eine im Innenraum (19) des Adapterteils (15) angeordnete elastische Kupplung (21) miteinander verbunden sind.

16. Pumpaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Außengehäuses (37 bis 39) über Durchbrüche (kO) im Deckel (37-1 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden ist und daß der vom Druckmedium durchströmte Innenraum des Außengehäuses' vorzugsweise durch die der Halterung des Elektromotors (2) dienenden, mit Strömungsöffnung (U-7) versehenen Formringe (Ui) in einzelne, (Schalldämpfungs-) Kammern unterteilt ist.