DE3425013A1 - Hydropumpe - Google Patents

Description

121.489W IN-7311

Hydropumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydropumpe, und zwar insbesondere auf eine Flügelzellenpumpe. Die Flügelzellenpumpe weist einen in einem Gehäuse, drehbar gelagerten Rotor auf, wobei das Gehäuse, durch einen Deckel abgeschlossen ist, der durch vier umfangsmäßig verteilte Schrauben am Gehäuse befestigt ist. Die zum Deckel hinweisende Oberfläche des Rotorgehäuses besitzt ebenfalls vier umfangsmäßig mit Abstand angeordnete Gewindebohrungen zur Aufnahme der Schraubenbolzen.

Bei bekannten Pumpen bzw, FlUgelzellenpumpen der eingangs genannten Bauart werden durch den Druck des Druckmittels Kräfte hervorgerufen, die eine ungleichmäßige Beanspruchung der Pumpenbauteile bewirken. Insbesondere werden bei der herkömmlichen Anordnung der Schraubenbolzen diese ungleichmäßig beansprucht. Während das eine Schraubenpaar einer hohen Kraftbeanspruchung ausgesetzt ist, ist das andere Schraubenpaar einer wesentlich niedrigeren

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Beanspruchung ausgesetzt. Dies ist natürlich nachteilig. Das Pampengehäuse an sich wird in Radialrichtung unterschiedlich stark beansprucht. Je weiter die Schrauben voneinander im Bereich hoher Beanspruchung voneinander angeordnet sind, um so größer ist die Möglichkeit einer Verformung des Pumpengehäuses.

Nachdem es sich bei den in Rede stehenden Pumpen um in großen Stückzahlen herzustellende Bauteile handelt, ist eine kostengünstige Herstellung von großer Wichtigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Befestigungsmittel für den Deckel am Gehäuse, insbesondere in der Form von Schraubenbolzen, in gleichmäßiger Weise beansprucht werden, wobei zudem auch eine Vergleichmäßigung der Beanspruchung des Pumpengehäuses und auch des Deckels erreicht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Pumpe der im folgenden noch näher zu beschreibenden Art vor, daß die Befestigungsmittel, d. h. insbesondere die Befestigungsbolzen, weitgehend mit der gleicher, Kraft beansprucht werden.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, insbesondere den Unteransprüchen.

Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe;

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche eines Gehäuses einer herkömmlichen Flügelzellenpumpe; \

Figur 3 das Kräftediagramm für ein Gehäuse gemäß Figur 2;

Figur 4 eine Draufsicht siüf die Oberfläche eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Pumpengehäuses;

Figur 5 den Kräfteplan für ein Gehäuse gemäß Figur 4.

In Figur 1 ist im Längsschnitt eine Flügelzellenpumpe 1 dargestellt, die im wesentlichen ein Gehäuse 2 mit Rotor 6 sowie einen das Gehäuse 2 abschließenden Deckel 3 aufweist. Ein Statorrinß 7 umgibt ^den Rotor 6. Eine Höhenstellschraube 20 nimmt

die Radialkraft F- auf. ·

Figur 2 zeigt für die an sich bekannte Pumpe gemäß Figur 1 eine Draufsicht auf die Oberfläche 8 des Gehäuses 2. Man erkennt, daß Gewindebohrungen in der Oberfläche 8 vorgesehen sind. Diese Gewindebohrungen 9 bis 3 2 erstrecken sich in das Gehäuse 1, d.h. in die Zeichnungsebene hinein. Die Mittelpunkte der Bohrungen 9 und 10 sowie 11 und 12 liegen auf zugehörigen Radiallinien R 9, R 10, R 11, R 12. Die Radiallinien bilden jeweils den Winkel 2 CX zwischeneirtander. Jede der Radiallinien bildet mit den zugehörigen Achsen X-X und, Y-Y den Winkel OC . Eine Öffnung 19 (vorzugsweise mit Gewinde) im Gehäuse 2 dient zur Aufnahme einer nicht gezeigten Höhenstellschraube für den ebenfalls in Figur 2 nicht gezeigten Statorring 7.

Es wird bei der Pumpe gemäß Figur 1 und 2 angenommen, daß nur ein Druck- und Saugraum vorhanden ist, wobei der Druckraum in etwa im Bereich des von den Radien R 11 und R 12 begrenzten Gebiets liegt, wohingegen der Saugraum spiegelbildlich zur X-X-Achse angeordnet ist.

Die durch das Druckmittel im Druckraum erzeugte auf den Deckel 3 wirkende Kraft Fl kann in dem bei 15 dargestellten Kraftschwerpunkt zusammengefaßt werden. Dieser Kraft F 1 wirken die Kräfte F 2 und F 3 entgegen, wie insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist. Die Kraft F 2 muß durch die nicht gezeigten Schrauben aufgenommen werden, welche in die Gewindebohrungen 11 und 12 eingeschraubt sind. Die Kraft F 3 muß von den in die Gewindebohrungen 9 und 10 eingeschraubten Schrauben aufgenommen werden. Der Kräfteplan gibt diese Verhältnisse wieder. Man erkennt, daß die in die Gewindebohrungen 9 und 10 eingeschraubten Schrauben nur eine wesentlich kleinere Kraft F 3 aufnehmen müssen, als die Kraft F 2, die von den in den Gewindebohrungen 11 und 12 sitzenden Schrauben aufgenommen wird. Andererseits hat eine Pumpe mit einem Gehäuse gemäß Figur 2 sowie einem entsprechend ausgebildeten Deckel den Vorteil, daß der Material- und Fertigungsaufwand wesentlich niedriger ist als dies bei rund oder ir.ehreckig ausgeführten Pumpen der Fall ist, wo sechs oder mehr Schrauben zur Axialverbindung von Deckel und Gehäuse vorgesehen sind. Dieser Vorteil wird freilich durch die erwähnte ungleichmäßige Kraftaufnahme der Schrauben beeinträchtigt Ein weiterer Nachteil der Konstruktion gemäß Figur 2 besteht darin, daß die in den Gewindebohrungen 11 und 12 sitzenden Schrauben einen verhältnismäßig großen Abstand besitzen, was zu einer verhältnismäßig großen axialen Verformung des Deckels 3 führt. Dies hat einen schlechten volumetrischen Wirkungsgrad und ein hohes Geräusch zur Folge. Der große Abstand der Gewindebohrungen 11 und 12 führt durch die an der Höhenstellschraube 20 angreifende Kraft F_R zu starker Verformung des Gehäuses 2 in Richtung der Achse Y-Y (nach oben).

Figur 4 zeigt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Pumpe, und zwar insbesondere eine Flügelzellenpumpe, bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind. Man erkennt, daß auch hier wieder - vgl. Figur 5 - die Kraft F 1 am Kraftschwerpunkt 15 angreifend zu denken ist. Dieser Kraft F 1 wirken wiederum die Kräfte F 2 und F 3 entgegen, wobei die Kraft F 2 durch die in den Gewindebohrungen 111, 112 sitzenden Schrauben und die Kraft F 3 durch die in den Gewindebohrungen 109 und 110 sitzenden Schrauben aufgebracht wird. Man erkennt, daß F 2 gemäß Figur 5 nunmehr kleiner als F 2 gemäß Figur 3 ist, d.h. die Kraft F 1 wird gleichmäßiger auf die der Schrauben verteilt.

Erfindungsgerr.äß wird die Verminderung der Durchbiegung des Deckels wie auch ein verbesserter volumetrischer Wirkungsgrad der Pumpe sowie eine Verminderung der Geräuschemission dadurch erreicht, daß man die die Schrauben aufnehmenden Gewindebohrungen - und die zugehörigen Bohrungen im entsprechend geformten Deckel - derart anordnet, daß alle Schrauben mit möglichst der gleichen Kraft beaufschlagt werden und die im Druckbereich liegenden Schrauben 11 und 12 einen möglichst kleinen Abstand voneinander haben.

Zu diesem Zweck sieht also die Erfindung vor, daß das in Figur 4 obere Schraubenpaar in den Gewindebohrungen 111, 112 nunmehr einen Abstand b besitzt, der kleiner ist als der Abstand a der Bohrungen 11, 12. Ferner ist der Abstand der Bohrungen 109,110 gemäß Figur 4 größer als der Abstand der Bohrungen 9, 10 gemäß Figur 2.

Während beim Gehäuse gemäß Figur 2 der Winkel OO zwischen der Achse X-X und R 11 bzw. R 12 betrug, ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion gemäß Figur 4 der Winkel zwischen X-X und R 111 bzw. R 112 /6 , wobei /6 öß OC it

größer OC ist.

Ferner ist der Winkel zwischen X-X und R 109 bzw. R 110 nunmehr g~ , wobei £~ kleiner CX' ist.

Da O<- beim Stand der Technik 45° beträgt, gilt für die gemäß der Erfindung vorgesehene Konstruktion folgendes: größer cO und £" kleiner CX*

Vorzugsweise ist /b 60 bis 75 bzw. 60 bis 70 . f ist vorzugsweise 25 bis 40 . Der Abstand der Mittelpunkte der Gewindebohrungen 109 bis 112 gegenüber der Innenoberfläche 113 ändert sich nicht.

Dadurch, daß man die in den Gewindebohrungen 111, 112 sitzenden Schrauben praktisch einander näherrückt, wird der zwischen den Gewindebohrungen 111, 112 praktisch gebildete Trägerteil des Gehäuses weniger stark in Radialrichtung beansprucht. Ferner verhindern die nähergerückten Schrauben in den Gewindebohrungen 111, 112 eine stark in Axialrichtung der Rotorwelle wirkende Verformung des Deckels. Dadurch werden die von den Druckwechselkräften verursachten Schwingungsamplituden in axialer und radialer Richtung vermindert. Beides hat die bereits erwähnte verminderte Geräuschemission zur Folge.

Die Erfindung ist vorzugsweise für Flügelzellenpumpen geeignet, ist aber auch bei anderen einpoligen hydraulischen Pumpen anwendbar. Ferner geht die Erfindung vorzugsweise von einem Pumpengehäuse aus, welches einen mittels vier Schrauben befestigten Deckel umfaßt. Es ist aber auch denkbar, eine andere Anzahl von Schrauben zu benutzen.

Claims (7)

Ansprüche

1. Hydropumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem Rotor, der in einem Gehäuse (2) drehbar gelagert ist, welches mit einem Deckel (3) abzuschließen ist, der mit vier umfangsmäßig mit Abstand angeordneten Schrauben am Gehäuse befestigt ist, wobei diese Schrauben in Gewindebohrungen (109, 110, 111, 112) einschraubbar sind, : . ■._.".."■-. dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsmaßige Anordnung der Schrauben derart getroffen ist, daß diese annähernd gleiche Kräfte aufnehmen.

2. Pumpe nach Anspruch 1, mit einem einen einzigen Ansaug- und einen einzigen Druckbereich bildenden Rotor, wobei ein Schraubenpaar spiegelbildlich zum Druckbereich und ein anderes Schraubenpaar spiegelbildlich zum Ansaugbereich angeordnet ist, . dadurch gekennzeichnet, daß die beiden spiegelbildlich zum Druckbereich d.h. zur Mittellinie Y-Y angeordneten Schrauben einen Winkelabstand von weniger : als 90 besitzen, und daß die beiden spiegelbildiici zum Ansaugbereich (Mittellinie Y-Y) angeordneten Schraub^
sitzen.

Schrauben einen Winkelabstand von mehr als 90° be-

3. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden,Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der■ Winkelabstand der in den Gewindebohrungen (111, 1.12). sitzenden Schrauben im Bereich von 40 bis 60° bzw. im Bereich von 30 bis 60° liegt.

4. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der ^v .den in den Gewindebohrungen (109, 110) anzuordnenden Schrauben im Bereich von 100 bis 130° liegt.

5. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (80) des Gehäuses wie auch die entsprechende Oberfläche des Deckels eine solche Breite besitzt, daß Verformungen ausgeschlossen sind.

6. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Oberfläche zwischen den Gewindebohrungen (109, 110) geringer ist als bei den näher zueinander liegenden Gewindebohrungen (109, 110).

7. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Oberfläche (80) im wesentlichen gleich groß ist wie bei den mit gleichem Winkelabstand angeordneten Gewindebohrungen (9 bis 12), Figur 6.