DE3425013C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art.

Bei einer z. B. durch die DE-OS 32 42 983 bekannten Flügelzel­ lenpumpe 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 un­ gleichmäßig beansprucht. Während das eine Schraubenpaar einer hohen Kraftbeanspruchung ausgesetzt ist, ist das andere Schrau­ benpaar einer wesentlich niedrigeren Beanspruchung ausge­ setzt. Dies ist natürlich nachteilig. Das Pumpengehäuse an sich wird in Radialrichtung unterschiedlich stark beansprucht. Je weiter die Schrauben im Bereich hoher Beanspruchung voneinander angeordnet sind, um so größer ist die Möglichkeit einer Ver­ formung des Pumpengehäuses.

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

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

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Pumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art vor, daß zur Aufnahme annähernd gleicher Kräfte durch die Schrauben die beiden spiegelbildlich zum Druckbereich angeordneten Schrauben einen Winkelabstand von weniger als 90° besitzen, und daß die beiden spiegelbildlich zum An­ saugbereich angeordneten Schrauben einen Winkelabstand von mehr als 90° besitzen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche eines Gehäuses einer herkömmlichen Flügelzellen­ pumpe;

Fig. 3 das Kräftediagramm für ein Gehäuse gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Oberfläche eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Pumpengehäuses;

Fig. 5 den Kräfteplan für ein Gehäuse gemäß Fig. 4.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt eine Flügelzellenpumpe 1 dar­ gestellt, die im wesentlichen ein Gehäuse 2 mit Rotor 6 sowie einen das Gehäuse 2 abschließenden Deckel 3 aufweist. Ein Sta­ torring 7 umgibt den Rotor 6. Eine Höhenstellschraube 20 nimmt die Radialkraft F _R auf.

Fig. 2 zeigt für die an sich bekannte Pumpe gemäß Fig. 1 eine Draufsicht auf die Oberfläche 8 des Gehäuses 2. Man er­ kennt, daß Gewindebohrungen in der Oberfläche 8 vorgesehen sind. Diese Gewindebohrungen 9 bis 12 erstrecken sich in das Gehäuse 1, d. h. in die Zeichnungsebene hinein. Die Mittel­ punkte der Bohrungen 9 und 10 sowie 11 und 12 liegen auf zu­ gehörigen Radiallinien R 9, R 10, R 11, R 12. Die Radialli­ nien bilden jeweils den Winkel 2 α zwischeneinander. Jede der Radiallinien bildet mit den zugehörigen Achsen X-X und Y-Y den Winkel α. Eine Öffnung 19 (vorzugsweise mit Ge­ winde) im Gehäuse 2 dient zur Aufnahme einer nicht gezeigten Höhenstellschraube für den ebenfalls in Fig. 2 nicht gezeig­ ten Statorring 7.

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

Die durch das Druckmittel im Druckraum erzeugte auf den Deckel 3 wirkende Kraft F 1 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 Fig. 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 Kräfte­ plan gibt diese Verhältnisse wieder. Man erkennt, daß die in die Gewindebohrungen 9 und 10 eingeschraubten Schrauben nur eine wesentlich kleinere Kraft F 3 aufneh­ men müssen, als die Kraft F 2, die von den in den Gewin­ debohrungen 11 und 12 sitzenden Schrauben aufgenommen wird. Andererseits hat eine Pumpe mit einem Gehäuse ge­ mäß Fig. 2 sowie einem entsprechend ausgebildeten Deckel den Vorteil, daß der Material- und Fertigungsaufwand we­ sentlich niedriger ist als dies bei rund oder mehreckig ausgeführten Pumpen der Fall ist, wo sechs oder mehr Schrauben zur Axialverbindung von Deckel und Gehäuse vor­ gesehen sind. Dieser Vorteil wird freilich durch die er­ wähnte ungleichmäßige Kraftaufnahme der Schrauben beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil der Konstruktion gemäß Fig. 2 be­ steht darin, daß die in den Gewindebohrungen 11 und 12 sitzenden Schrauben einen verhältnismäßig großen Abstand besitzen, was zu einer verhältnismäßig großen axialen Ver­ formung des Deckels 3 führt. Dies hat einen schlechten volu­ metrischen 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).

Fig. 4 zeigt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Pumpe, und zwar insbesondere eine Flügelzellenpumpe, bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind. Man er­ kennt, daß auch hier wieder - vgl. Fig. 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 auf­ gebracht wird. Man erkennt, daß F 2 gemäß Fig. 5 nunmehr kleiner als F 2 gemäß Fig. 3 ist, d. h. die Kraft F 1 wird gleichmäßiger auf die Schrauben verteilt.

Erfindungsgemäß 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 Gewindebohrun­ gen - und die zugehörigen Bohrungen im entsprechend geformten Deckel - derart anordnet, daß alle Schrauben mit möglichst der gleichen Kraft beaufschlagt werden und die im Druckbereich lie­ genden Schrauben 11 und 12 einen möglichst kleinen Abstand von­ einander haben.

Zu diesem Zweck sieht also die Erfindung vor, daß das in Fig. 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 Ab­ stand der Bohrungen 109, 110 gemäß Fig. 4 größer als der Abstand der Bohrungen 9, 10 gemäß Fig. 2.

Während beim Gehäuse gemäß Fig. 2 der Winkel zwi­ schen der Achse X-X und R 11 bzw. R 12 α betrug, ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion gemäß Fig. 4 der Win­ kel zwischen X-X und R 11 bzw. R 112 β, wobei β größer als α ist.

Ferner ist der Winkel zwischen X-X und R 109 bzw. R 110 nunmehr γ, wobei γ kleiner α ist.

Da α beim Stand der Technik 45° beträgt, gilt für die gemäß der Erfindung vorgesehene Konstruktion folgendes:

β größer 45° und q kleiner 45°.

Vorzugsweise ist β 60 bis 75° bzw. 60 bis 70°. γ ist vorzugsweise 25 bis 40°. Der Abstand der Mittelpunkte der Gewindebohrungen 109 bis 112 gegenüber der Innenober­ fläche 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 ge­ bildete Trägerteil des Gehäuses weniger stark in Radial­ richtung beansprucht. Ferner verhindern die nähergerück­ ten Schrauben in den Gewindebohrungen 111, 112 eine stark in Axialrichtung der Rotorwelle wirkende Verformung des Deckels. Dadurch werden die von den Druckwechselkräften ver­ ursachten Schwingungsamplituden in axialer und radialer Rich­ tung vermindert. Beides hat die bereits erwähnte verminderte Geräuschemission zur Folge.

Die Erfindung ist vorzugsweise für Flügelzellenpumpen geeig­ net, ist aber auch bei anderen einpoligen hydraulischen Pum­ pen anwendbar.

Claims (5)

1. Rotationskolbenpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem Rotor (6), der in einem Gehäuse (2) drehbar gelagert ist, an welchem ein abschließender Deckel (3) mit vier um­ fangsmäßig mit Abstand angeordneten und in Gewindebohrungen (109, 110, 111, 112) des Gehäuses (2) eingeschraubten Schrau­ ben befestigt ist, wobei der Rotor (6) in dem Gehäuse einen einzigen Ansaug- und einen einzigen auf einer Mittellinie Y-Y diametral gegenüberliegenden Druckbereich bildet und ein Schraubenpaar spiegelbildlich zum Druckbereich und ein anderes Schraubenpaar spiegelbildlich zum Ansaugbereich an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme annähernd gleicher Kräfte durch die Schrauben die beiden spiegelbildlich zum Druckbereich angeordneten Schrauben einen Winkelabstand von weniger als 90° besitzen, und daß die beiden spiegelbildlich zum Ansaugbereich angeordneten Schrauben einen Winkelabstand von mehr als 90° besitzen.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der beiden spie­ gelbildlich zum Druckbereich angeordneten Schrauben im Bereich von 30 bis 60° liegt.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der beiden spie­ gelbildlich zum Ansaugbereich angeordneten Schrauben im Be­ reich von 100 bis 130° liegt.

4. Pumpe nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügefläche (80) zwischen dem Deckel (3) und dem Gehäuse (2) eine solche Breite besitzt, daß Verformungen ausgeschlossen sind.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Fügefläche (80) zwischen den spiegelbildlich zum Ansaugbereich angeordneten Gewindebohrungen (109, 110) geringer ist als zwischen den näher zueinander liegenden Gewindebohrungen (109, 110) im Druckbereich.