DE3612388C2 - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit einem Gehäuse und zwei wahlweise mit einem Druckmedium druckbe­ aufschlagbaren Druckauslässen, insbesondere für Scheiben­ waschanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einer durch eine bewegliche Wand in eine erste und eine zweite Teilkammer unterteilten Druckkammer, wobei durch die bewegliche Wand ein in die erste Teilkammer mündender Druckauslaß bzw. ein in die zweite Teilkammer mündender Druckauslaß ver­ schließbar ist, mit einer einen reversibel drehbar antreibbaren Drehkolben aufnehmenden etwa zylindrischen Pumpenkammer, in deren umlaufender zylindrischer Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmündet, wobei der erste Kanal zur ersten Teilkammer und der zweite Kanal zur zweiten Teil­ kammer führt und wobei die Pumpenkammer und die Druckkam­ mer in einer Ebene quer zur Drehachse der Antriebswelle nebeneinander angeordnet sind.

Bei derartigen Drehkolbenpumpen (DE-GM 83 36 083) ist es bekannt, die Pumpenkammer und die Druckkammer etwa in einer Ebene nebeneinander so anzuordnen, daß, in axialer Richtung gesehen, die eine Hälfte der Pumpenkammer etwa in gleicher Ebene mit der einen Teilkammer und die andere Hälfte der Pumpenkammer etwa in gleicher Ebene mit der anderen Teilkammer angeordnet ist. Die beiden Kanäle erstrecken sich dabei in zueinander parallelen Ebenen von der Pumpenkammer zu den Teilkammern. Dabei mündet der eine Kanal in der einen Hälfte und der andere Kanal in der anderen Hälfte in die Pumpenkammer. Je nach Drehrichtung des Drehkolbens wird über die Kanäle die erste bzw. die zweite Teilkammer mit einem höheren Druck beaufschlagt als die jeweils andere Teilkammer, so daß zwischen den beiden durch die bewegliche Wand getrennten Teilkammern eine Druckdifferenz vorhanden ist. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß die bewegliche Wand entweder zum ersten oder zum zweiten Druckauslaß bewegt wird und diesen ver­ schließt, während über den anderen, geöffneten Druckauslaß Druckmedium einem zu versorgenden Aggregat zugeleitet wird.

Aus der DE-OS 34 30 653 ist weiterhin eine Drehkolbenpumpe bekannt, die weitgehend der eingangs beschriebenen Dreh­ kolbenpumpe entspricht. Pumpenkammer und Druckkammer sind aber in rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen angeord­ net, so daß sich eine größere Baugröße ergibt, die einen großen Bauraum erfordert.

Um nach einem Stillstand bei Betriebsbeginn schnell zu einer Versorgung des Aggregats mit Druckmedium zu kommen, ist es wichtig, daß die bewegliche Wand rasch einen Druck­ auslaß verschließt, wozu eine möglichst hohe Druckdiffe­ renz zwischen den beiden Teilkammern erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehkolbenpumpe nach dem Oberbegriff zu schaffen, die eine schnelle Ver­ sorgung des Aggregats mit Druckmedium gewährleistet und eine geringe Baugröße aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kanäle auf etwa derselben, an der zylindrischen Innenwand der Pumpenkammer radial umlaufenden Linie in die Pumpen­ kammer einmünden und daß die Kanäle von ihrer Mündung in die Pumpenkammer aus einen weiteren jeweils zu einer Teil­ kammer führenden Verlauf aufweisen, der in der der jewei­ ligen Teilkammer zugeordneten Gehäusehälfte ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung wird der Mündung des in der jeweiligen Drehrichtung des Drehkolbens vorderen Kanals Druckmedium mit realtiv hohem Druck zugeführt, während die Mündung des in Drehrichtung dahinter angeordneten anderen Kanals sich im direkten Druckschatten dieses, mit hohem Druck versorgten Kanals befindet und dadurch nur mit rela­ tiv geringem Druck beaufschlagt wird. Dies führt zu einer sich schnell aufbauenden hohen Druckdifferenz in den bei­ den Kammern, wodurch ein schnelles Verschließen des einen Druckauslasses und ein schnelles Versorgen eines Aggregats mit Druckmedium hohen Drucks über den anderen Druckauslaß erreicht wird. Dieses ist besonders von Vorteil, wenn durch die Drehkolbenpumpe zwei verschiedene Scheiben­ waschdüsen einer Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeugs mit Waschflüssigkeit versorgt werden sollen. Dabei wird in der einen Drehrichtung des Drehkolbens die eine Scheiben­ waschdüse und in der anderen Drehrichtung die andere Scheibenwaschdüse mit Waschflüssigkeit versorgt. Dieser Vorgang muß nach Einschalten der Pumpe schnell erfolgen, da sonst der Fahrer des Kraftfahrzeugs unnötig lange von der Konzentration auf das Verkehrsgeschehen abgelenkt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Pumpen­ kammer mit relativ geringer Breite ausgebildet sein kann, da die Mündungen der Kanäle sich in einer Ebene befinden, so daß die Baugröße der Drehkolbenpumpe und damit ihr Raumbedarf gering gehalten werden kann. Weiterhin wird ein günstiger Verlauf der Kanäle erreicht.

Die Differenzdruckbildung wird besonders dadurch begün­ stigt, daß die radial umlaufende Linie mittig an der zylindrischen Innenwand der Pumpenkammer verläuft, was noch weiter verbessert werden kann, wenn die Mündungen der Kanäle sich etwa über die Breite der zylindrischen Innen­ wand der Pumpenkammer erstrecken.

Vorzugsweise münden die Kanäle tangential an der zylindri­ schen Innenwand in die Pumpenkammer ein.

Eine leichte Herstellbarkeit des Gehäuses, z. B. durch Spritzgießen aus Kunststoff, wird dadurch erreicht, daß Pumpenkammer und Druckkammer ein gemeinsames Gehäuse besitzen, das aus zwei etwa gleichen, miteinander verbind­ baren Gehäusehälften besteht, wobei die Verbindungsebene der Gehäusehälften eine etwa mittige Schnittebene der Pum­ penkammer und der Druckkammer ist. Dabei kann an der einen Gehäusehälfte gleichzeitig das Gehäuse für den Antriebs­ motor des Drehkolbens und an der anderen Gehäusehälfte ein Saugstutzen mit einem Saugkanal angeformt sein.

In einer einfachen und leicht montierbaren Ausbildung ist die bewegliche Wand eine flexible Membran, die mit ihrem radial umlaufenden Randbereich zwischen den beiden Gehäu­ sehälften eingeklemmt gehalten ist.

Ein gleicher und damit leicht und kostengünstig herstell­ barer Aufbau wird dadurch erreicht, daß die Schnittebene sich durch die Mündungsbereiche der Kanäle erstreckt, deren weiterer, sich jeweils zu einer Teilkammer führender Verlauf in der dieser Teilkammer zugeordneten Gehäusehälfte ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 Eine Seitenansicht einer Drehkolbenpumpe im Querschnitt,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Drehkolbenpumpe nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Drehkolbenpumpe entlang der Verbindungsebene I-I in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Ausschnitts A aus Fig. 1 mit dem Verlauf der Kanäle in teilweise unterbrochener Linie.

Die dargestellte Drehkolbenpumpe besitzt ein dreiteiliges Gehäuse, dessen Gehäuseteil 1 in einem topfförmigen Teil einen koaxial angeordneten Elektromotor 2 aufnimmt. Die Öffnung des topfförmigen Teils ist durch ein deckelförmi­ ges Gehäuseteil 3 verschlossen, an dem auch die Stroman­ schlußkontakte 4 angeordnet sind. Auf der dem Gehäuseteil 2 abgewandten Seite ragt eine Antriebswelle 5 des Elektro­ motors 2 mittels einer Dichtung 7 abgedichtet durch eine Gehäusebohrung 6 in eine Pumpenkammer 8.

In der dem Gehäuseteil 3 abgewandten Stirnseite des Ge­ häuseteils 1 ist eine Hälfte der Pumpenkammer 8 und eine in der gleichen Ebene quer zur Drehachse der Antriebs­ welle 5 neben der Pumpenkammer 8 angeordnete Druckkammer 9 ausgebildet. Die etwa gleiche andere Hälfte der Pumpen­ kammer 8 und der Druckkammer 9 ist in einem Gehäuseteil 10 ausgebildet, das axial mit dem Gehäuseteil 1 verbunden ist. Das Gehäuseteil 10 weist einen koaxial zur Antriebs­ welle angeordneten Saugstutzen 11 mit einem zur Pumpen­ kammer 8 führenden Saugkanal 12 auf.

In der mit einem zylindrischen Querschnitt ausgebildeten Pumpenkammer 8 ist ein mit der Antriebswelle 5 verbundener und vom Elektromotor 2 drehbar antreibbarer Rotor 13 an­ geordnet.

In die umlaufende zylindrische Innenwand 14 der Pumpen­ kammer 8 münden in Umfangsrichtung auf derselben radial umlaufenden Linie im Abstand voneinander zwei Kanäle 15 und 16. Von diesen tangential einmündenden Kanälen 15 und 16 führt der Kanal 15 in die erste Teilkammer 17 und der Kanal 16 in die Teilkammer 18 der durch eine flexible Membran 19 in die Teilkammern 17 und 18 unterteilten Druckkammer 9. Die Membran 19 ist dabei mit ihrem um­ laufenden Randbereich einer Ringnut 20 zwischen den in einer Verbindungsebene aneinanderliegenden Stirnflächen der Gehäuseteile 1 und 10 dicht eingeklemmt.

Axial zur Drehachse der Antriebswelle 5 münden sich im Abstand gegenüberliegend zwei Druckauslässe 21 und 22 in die Teilkammern 17 und 18, wobei ihre Mündungen Ventil­ sätze 23 und 24 bilden.

Die mit ihrer Ebene sich zwischen den Ventilsätzen 23 und 24 erstreckende Membran 19 bildet ein Schließglied, durch das entweder der Druckauslaß 21 oder der Druck­ auslaß 22 verschließbar ist. Dies ist davon abhängig, in welche Drehrichtung der Rotor 13 durch den rever­ siblen Elektromotor 2 angetrieben wird, da davon ab­ hängig entweder über den Kanal 15 in der ersten Teilkammer 17 oder über den Kanal 16 in der zweiten Teilkammer 18 ein höherer Druck aufgebaut wird. Bei höherem Druck in der Teilkammer 17 ist der Ventil­ sitz 24 des Druckauslasses 22 verschlossen und es wird Druckmedium zu einem Auslaßstutzen 26 gefördert, während bei höherem Druck in der Teilkammer 18 der Ventilsitze 23 des Druckauslasses 21 verschlossen ist und Druckmedium zum Anschlußstutzen 27 gefördert wird.

Bei Stillstand des Rotors 13 und Drucklosigkeit in der Druckkammer 9 befindet sich die Membran 19 in der dar­ gestellten mittleren Neutralstellung, in der beide Druckauslässe 21 und 22 geöffnet sind.

Die Kanäle 15 und 16 münden derart in die Pumpenkammer 9, daß die Verbindungsebene der beiden die Pumpenkammer 8 und die Druckkammer 9 bildenden Gehäusehälften der Gehäuse­ teile 1 und 10 die Mündungsbereiche der Kanäle 15 und 16 mittig schneidet. Der weitere jeweils zu einer Teilkammer 17 bzw. 18 führende Verlauf der Kanäle 15 und 16 ist in der jeweiligen Teilkammer 17 bzw. 18 zugeordneten Gehäusehälf­ ten ausgebildet. Die Breite der Mündungen der Kanäle 15 und 16, die etwa auf derselben an der zylindrischen Innenwand der Pumpenkammer 8 radial umlaufenden Linie liegen, welche gleich­ zeitig mit der Verbindungsebene der Gehäuseteile überein­ stimmt, entspricht etwa der Breite der Pumpenkammer 8.

Claims (7)

1. Drehkolbenpumpe mit einem Gehäuse und zwei wahlweise mit einem Druckmedium druckbeaufschlagbaren Druckaus­ lässen, insbesondere für Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einer durch eine bewegliche Wand in eine erste und eine zweite Teilkammer unterteilten Druckkammer, wobei durch die bewegliche Wand ein in die erste Teilkammer mündender Druckauslaß ver­ schließbar ist, mit einer einen reversibel drehbar antreibbaren Drehkolben aufnehmenden etwa zylindri­ schen Pumpenkammer, an deren umlaufender zylindri­ scher Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand vonein­ ander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmün­ det, wobei der erste Kanal zur ersten Teilkammer und der zweite Kanal zur zweiten Teilkammer führt und wobei die Pumpenkammer und die Druckkammer in einer Ebene quer zur Drehachse der Antriebswelle nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (15, 16) auf etwa derselben an der zylindrischen Innenwand der Pumpenkammer (8) radial umlaufenden Linie in die Pumpenkammer (8) einmünden und daß die Kanäle (15, 16) von ihrer Mündung in die Pumpenkammer (8) aus einen weiteren jeweils zu einer Teilkammer (17 bzw. 18) führenden Verlauf aufweisen, der in der der jeweiligen Teilkammer (17 bzw. 18) zugeordneten Gehäusehälfte ausgebildet ist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die radial umlaufende Linie mittig an der zylindrischen Innenwand (14) der Pumpenkammer (8) verläuft.

3. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen der Kanäle (15, 16) sich etwa über die Breite der zylin­ drischen Innenwand (14) der Pumpenkammer (8) erstrecken.

4. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (15, 16) tangential an der zylindrischen Innenwand (14) in die Pumpenkammer (8) einmünden.

5. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpenkammer (8) und Druckkammer (9) ein gemeinsames Gehäuse (1, 10) besitzen, das aus zwei etwa gleichen miteinander verbindbaren Gehäusehälften besteht, wobei die Ver­ bindungsebene der Gehäusehälften eine etwa mittige Schnittebene der Pumpenkammer (8) und der Druckkammer (9) ist.

6. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die bewegliche Wand eine flexible Membran (19) ist, die mit ihrem radial umlaufenden Randbe­ reich zwischen den beiden Gehäusehälften eingeklemmt gehalten ist.

7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schnittebene sich durch die Mündungsbe­ reiche der Kanäle (15, 16) erstreckt, deren weiterer, jeweils zu einer Teilkammer (17, 18) führender Verlauf in der dieser Teilkammer (17 bzw. 18) zuge­ ordneten Gehäusehälfte ausgebildet ist.