DE3612389C2 - Reversible Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine reversible Drehkolben­ pumpe mit einem Gehäuse und einer Pumpenkammer, in der ein Rotor von einer Antriebswelle eines Elektromotors drehbar antreibbar angeordnet ist, wobei die Antriebswelle des Elektromotors mittels einer Dichtung abgedichtet durch eine Gehäusebohrung in die Pumpenkammer ragt, mit zwei wahlweise druckbeaufschlagbaren Druckauslässen, insbeson­ dere für Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einer durch eine bewegliche Wand in eine erste und eine zweite Teilkammer unterteilten Druckkammer, wobei von der ersten Teilkammer ein erster Druckauslaß und von der zwei­ ten Teilkammer ein zweiter Druckauslaß ausgeht und wahl­ weise die erste Teilkammer gegenüber der zweiten Teilkam­ mer und umgekehrt mit höherem Druck beaufschlagbar ist, und wobei bei höherer Druckbeaufschlagung der ersten Teil­ kammer der zweite Druckauslaß sowie bei höherer Druckbe­ aufschlagung der zweiten Teilkammer der erste Druckauslaß von der durch den Druck in den Teilkammern bewegbaren Wand verschließbar ist, wobei der erste Druckauslaß unterhalb einer bestimmten Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Teilkammer verschlossen und oberhalb der bestimm­ ten Druckdifferenz mit höherem Druck in der ersten Teil­ kammer gegenüber der zweiten Teilkammer geöffnet ist und wobei die bewegliche Wand eine mit ihrem umlaufenden Rand am Gehäuse der Druckkammer dicht angeordnete flexible Membran ist.

Bei derartigen Pumpen (DE-GM 83 36 073 und DE-OS 34 30 653) ist es bekannt, daß die Druckkammer durch eine Membran in die zwei Teilkammern unterteilt ist, welche sich im drucklosen Zustand der Teilkammern in einer neutralen Mittelstellung zwischen den beiden sich gegenüberliegenden und mit ihren Mündungsöffnungen einander zugewandten Druckauslässen befindet. Dadurch sind bei Betriebsstillstand die Verbindungen der beiden Teilkammern zu ihren Auslässen geöffnet. Das sich in den an die Druckauslässe anschließenden Leitungen und in den mit Druckmedium zu versorgenden Aggregaten befindliche Druckmedium kann somit durch die Druckauslässe und die Druckkammer zur Pumpenkammer und dem Entnahmebehälter zurückfließen. Dies führt dazu, daß bei Einschalten der Pumpe erst die Druckkammer und die an einen Druckanschluß angeschlossene Leitung mit Druckmedium beaufschlagt wird. Damit entsteht aber eine große Verzögerung.

Diese ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die Pumpe zu einer Scheibenwaschanlage in einem Kraftfahrzeug gehört und zur Versorgung von Scheibenwaschdüsen dient, die sich in relativ großen Entfernungen zur Pumpe befinden. Befin­ det sich die Pumpe unter der frontseitigen Motorhaube und soll damit über den einen Druckanschluß die Frontscheiben­ düse mit Waschflüssigkeit versorgt werden, so muß die Pumpe nach einem Stillstand erst einige Zeit fördern, ehe Waschflüssigkeit auf die Heckscheibe gesprüht wird. Um diese lange Ansprechzeit zu verkürzen, hat man schon in der von der Pumpe zur Düse führenden Leitung ein Rück­ schlagventil angeordnet. Diese Ausbildung ist aber bau­ teilaufwendig und damit teuer in Herstellung und Montage.

Weiterhin ist aus der nicht vorveröffentlichten EP-OS 234 802 eine im Prinzip der eingangs genannten Drehkolbenpumpe entsprechende Pumpe bekannt, bei der die Membran durch eine Druckfeder permanent in Schließrichtung auf den ersten Druckauslaß beaufschlagt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpe nach dem Oberbegriff zu schaffen, die einfach, billig und bau­ teilarm aufgebaut ist und bei Betriebsstillstand ein Rück­ strömen von Druckmittel durch einen der Auslässe vermei­ det.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran eine in Schließrichtung auf den ersten Druckauslaß gerichtete Eigenvorspannung besitzt und dadurch permanent von einer Kraft in Schließrichtung auf den ersten Druck­ auslaß beaufschlagt ist. Durch diese einfache und bau­ teilarme Ausbildung ist bei Betriebsstillstand der erste Druckanschluß immer abgesperrt, so daß durch diesen ersten Druckanschluß kein Druckmedium zurückströmen kann. Bei Wiederbeaufschlagung der ersten Teilkammer mit von der Pumpe gefördertem Druckmedium wird durch den Druck die Membran entgegen der Kraft von dem ersten Druckanschluß abgehoben und gegen den zweiten Druckanschluß diesen ver­ schließend gedrückt sowie das an den ersten Druckanschluß angeschlossene Aggregat unabhängig von seiner Entfernung schnell mit Druckmedium versorgt. Ein zusätzliches Rück­ schlagventil ist nicht erforderlich, da diese Funktion von der Membran mit erfüllt wird. Die Eigenvorspannung kann entweder durch die Formgebung bei der Herstellung der Mem­ bran oder bei der Montage durch entsprechendes Verspannen der Membran erzeugt werden.

Vorzugsweise sind die Mündungen der Druckauslässe in die Teilkammern als Ventilsitze ausgebildet, auf die die Mem­ bran dichtend auflegbar ist.

Zur Erreichung einer guten Druckdifferenz in den beiden Teilkammern kann die Drehkolbenpumpe einen in einer zylin­ drischen Pumpenkammer drehbar antreibbaren Rotor besitzen, wobei zwei Kanäle in Umfangsrichtung im Abstand voneinan­ der in die Pumpenkammer einmünden und der eine Kanal in die erste Teilkammer und der andere Kanal in die zweite Teilkammer führt.

Ein besonders günstiger Druckaufbau mit hoher Druckdiffe­ renz in den Teilkammern wird dadurch erreicht, daß die Kanäle tangential an der umlaufenden zylindrischen Innen­ wand der Pumpenkammer in diese einmünden.

Ist die Pumpe in einer Scheibenwaschanlage in einem Kraft­ fahrzeug eingebaut, so kann an den ersten Druckauslaß eine von der Pumpe weit entfernte Scheibenwaschdüse und an den zweiten Druckauslaß einer der Pumpe nahe Scheibenwaschdüse mit Waschflüssigkeit versorgbar an­ geschlossen sein. Die Ansprechverzögerung, die an dem durch den zweiten Druckauslaß zu versorgenden Scheiben­ waschdüse entsteht, ist aufgrund der kurzen Entfernung zwischen der Pumpe und dieser Scheibenwaschdüse gering und damit nicht störend.

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 nach Fig. 1 entlang der Linie I-I.

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 deckelförmiges Gehäuseteil 3 verschlossen, an dem auch die Stromanschluß­ kontakte 4 angeordnet sind. Auf der dem Gehäuseteil 2 ab­ gewandten Seite ragt eine Antriebswelle 5 des Elektromotors 2 mittels einer Dichtung 7 abgedichtet durch eine Gehäuse­ bohrung 6 in eine Pumpenkammer 8.

In der dem Gehäuseteil 3 abgewandten Stirnseite des Gehäuse­ teils 1 ist eine Hälfte der Pumpenkammer 8 und eine in der gleichen Ebene quer zur Drehachse der Antriebswelle 5 neben der Pumpenkammer 8 angeordnete Druckkammer 9 ausgebildet. Die etwa spiegelbildliche andere Hälfte der Pumpenkammer 8 und der Druckkammer 9 ist in einem Gehäuseteil 4 ausgebildet, das axial mit dem Gehäuse­ teil 1 verbunden ist.

Das Gehäuseteil 10 weist einen koaxial zur Antriebs­ welle angeordneten Saugstutzen 11 mit einem zur Pumpenkammer 8 führenden Saugkanal 12 auf.

In der mit zylindrischem Querschnitt ausgebildeten Pumpen­ kammer 8 ist ein mit der Antriebswelle 5 verbundener und vom Elektromotor 2 drehbar antreibbarer Rotor 13 angeord­ net.

In die umlaufende zylindrische Innenwand 14 der Pumpenkam­ mer 8 münden in Umfangsrichtung im Abstand voneinander zwei Kanäle 15 und 16. Von diesen tangential einmünden­ den Kanälen 15 und 16 führt der Kanal 15 in die erste Teil­ kammer 17 und der Kanal 16 in die zweite Teilkammer 18, der durch eine flexible Membran 19 in die Teilkammern 17 und 18 unterteilten Druckkammer 9. Die Membran 19 ist dabei mit ihrem umlaufenden Randbereich in einer Ringnut 20 zwischen den 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 sitze 23 und 24 bilden. Die mit ihrer Ebene sich mit Spiel zwischen den Ventilsitzen 23 und 24 erstreckende Membran 19 bildet ein Schließglied, durch das entweder der Druckauslaß 21 oder Druckauslaß 22 verschließbar ist.

Dies ist davon abhängig, in welche Drehrichtung der Rotor 13 durch den reversiblen Elektromotor 2 angetrieben wird, da davon abhängig entweder über den Kanal 15 in der ersten Teilkammer 17 oder über den Kanal 16 in der zweiten Teil­ kammer 18 ein höherer Druck aufgebaut wird.

Bei höherem Druck in der Teilkammer 17 ist der Ventilsitz 24 des Druckauslasses 22 verschlossen, während bei höheren Druck in der Teilkammer 18 der Ventilsitz 23 des Druckaus­ lasses 21 verschlossen ist.

Bei Stillstand des Rotors 13 und Drucklosigkeit in der Druckkammer 9 wird die Membran 19 zur Anlage an dem Ven­ tilsitz 23 beaufschlagt. Dadurch ist der Druckauslaß 21 verschlossen, so daß kein Druckmedium über den Anschluß­ stutzen 26 des Druckauslasses 21 in die Teilkammer 17 zurückströmen kann. Die von der Teilkammer 18 zum Anschlußstutzen 27 des Druckauslasses 22 führende Verbin­ dung bleibt offen.

Claims (4)

1. Reversible Drehkolbenpumpe mit einem Gehäuse und einer Pumpenkammer, in der ein Rotor von einer Antriebswelle eines Elektromotors drehbar antreibbar angeordnet ist, wobei die Antriebswelle des Elektro­ motors mittels einer Dichtung abgedichtet durch eine Gehäusebohrung in die Pumpenkammer ragt, mit zwei wahlweise druckbeaufschlagbaren Druckauslässen, ins­ besondere für Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeu­ gen, mit einer durch eine bewegliche Wand in eine erste und eine zweite Teilkammer unterteilten Druck­ kammer, wobei von der ersten Teilkammer ein erster Druckauslaß und von der zweiten Teilkammer ein zwei­ ter Druckauslaß ausgeht und wahlweise die erste Teilkammer gegenüber der zweiten Teilkammer und umgekehrt mit höherem Druck beaufschlagbar ist, und wobei bei höherer Druckbeaufschlagung der ersten Teilkammer der zweite Druckauslaß sowie bei höherer Druckbeaufschlagung der zweiten Teilkammer der erste Druckauslaß von der durch den Druck in den Teilkam­ mern bewegbaren Wand verschließbar ist, wobei der erste Druckauslaß unterhalb einer bestimmten Druck­ differenz zwischen der ersten und zweiten Teilkammer verschlossen und oberhalb der bestimmten Druckdiffe­ renz mit höherem Druck in der ersten Teilkammer gegenüber der zweiten Teilkammer geöffnet ist und wobei die bewegliche Wand eine mit ihrem umlaufenden Rand am Gehäuse der Druckkammer dicht angeordnete flexible Membran ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (19) eine in Schließrichtung auf den ersten Druckauslaß (21) gerichtete Eigenvorspannung besitzt und dadurch permanent von einer Kraft in Schließrich­ tung auf den ersten Druckauslaß (21) beaufschlagt ist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mündungen der Druckauslässe (21 und 22) in die Teilkammern (17 und 18) als Ventilsitze (23 und 24) ausgebildet sind, auf die die Membran dichtend auf legbar ist.

3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehkolbenpumpe einen in einer zylindri­ schen Pumpenkammer (8) drehbar antreibbaren Rotor (13) besitzt, wobei zwei Kanäle (15, 16) in Umfangs­ richtung im Abstand zueinander in die Pumpenkammer (8) einmünden, und der eine Kanal (15) in die erste Teilkammer (17) und der andere Kanal (16) in die zweite Teilkammer (18) führt.

Drehkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kanäle (15, 16) tangential an der umlau­ fenden zylindrischen Innenwand (14) der Pumpenkammer (8) in diese einmünden.