DE3620913A1

DE3620913A1 - Pump

Info

Publication number: DE3620913A1
Application number: DE19863620913
Authority: DE
Inventors: Hans-Albrecht Guse; Ulrich Zutt; Ludwig Budecker
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1986-06-21
Filing date: 1986-06-21
Publication date: 1987-12-23
Also published as: DE3620913C2; JPS635179A

Abstract

In a pump, especially a radial piston pump, with a stator (9) and a rotor (12) supported in the stator, which rotor together with a fixed wall (33) delimits a suction space (6) into which liquid flows through an approximately radial inlet hole (5) in the wall (33), the liquid flowing into the suction space (6) is first conducted into a zone (32) of the suction space (6) displaced axially with respect to the inlet hole, which zone exhibits no rotating elements and from which the liquid flows axially into the part of the suction space (6) delimited by the rotor (12). In this way an obstacle to the liquid flowing into the suction space is prevented by the radial flow component of the liquid circulating in the part of the suction space exhibiting the rotating elements. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, mit einem Stator und einem im Stator gelagerten Rotor, der zusammen mit einer feststehenden Wandung einen Saugraum begrenzt, in den über eine etwa radiale Einlaßöffnung in der Wandung Fluid nachströmt.The invention relates to a pump, in particular Radial piston pump, with one stator and one in the stator mounted rotor, which together with a fixed Wall bounds a suction space, in which about a radial inlet opening in the wall fluid flows.

Bei einer bekannten Pumpe dieser Art (DE-OS 34 31 158) gelangt das eine Flüssigkeit bildende Fluid über einen etwa radialen, mit dem Sauganschluß verbundenen Saug kanal in einer zylindrischen Wand des Pumpengehäuses in den Saugraum, der auf der einen Seite durch den Sta tor und den Rotor und auf der anderen Seite durch das Gehäuse eines den Rotor antreibenden Motors begrenzt ist. Bei der Drehung des Rotors wird daher das in den Saugraum strömende Fluid durch den Rotor und eine den Rotor mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbin dende Kupplung mitgerissen, so daß es ebenfalls rotiert und durch die Zentrifugalkraft radial nach außen, ent gegen dem durch den Saugkanal nachströmenden Fluid be schleunigt wird. Dadurch wird der Zufluß des nachströ menden Fluids behindert.In a known pump of this type (DE-OS 34 31 158) the fluid forming a liquid passes through a about radial suction connected to the suction port channel in a cylindrical wall of the pump housing into the suction chamber, which on one side through the Sta gate and the rotor and on the other side through that Housing of a motor driving the rotor limited is. When the rotor is rotated, it is therefore in the Fluid flowing through the rotor and a suction chamber Connect the rotor to the output shaft of the drive motor entrained coupling, so that it also rotates and radially outwards by the centrifugal force against the fluid flowing through the suction channel is accelerated. The inflow of the inflow is thereby flowing fluid hindered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der eine Behin derung des nachströmenden Fluids auf der Saugseite weit gehend vermieden ist. The invention has for its object a pump of the generic type in which a Behin change in the inflowing fluid on the suction side is avoided.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zum Saugraum strömende Fluid zunächst in eine axial gegenüber der Einlaßöffnung versetzte Zone des Saugraums geleitet wird, die keine rotierenden Elemente aufweist und aus der es axial in den durch den Rotor begrenzten Teil des Saugraums strömt.According to the invention this object is achieved in that the fluid flowing to the suction chamber is initially in an axial direction zone of the suction space offset from the inlet opening is directed, which has no rotating elements and from which it is axially limited by the rotor Part of the suction space flows.

Auf diese Weise wird das im Saugraum aufgrund der Drehung des Rotors ebenfalls umlaufende Fluid zunächst von dem einströmenden Fluid getrennt, so daß das einströmende Fluid nicht durch die radiale Strömungskomponente des umlaufenden Fluid am Einströmen in den Saugraum gehindert wird.In this way, this is due to the rotation in the suction chamber of the rotor also circulating fluid initially from the inflowing fluid separated so that the inflowing Fluid not through the radial flow component of the circulating fluid prevented from flowing into the suction chamber becomes.

Vorzugsweise weist der Saugraum eine sich an die Ein laßöffnung des Saugraums anschließende Leitvorrichtung auf, die das Fluid in die von rotierenden Elementen freie Zone leitet. Eine solche Leitvorrichtung läßt sich leicht nachträglich in das Gehäuse einer herkömm lichen Pumpe einbauen.The suction space preferably has an on outlet opening of the suction space connecting guide device on that the fluid into that of rotating elements free zone conducts. Such a guide device leaves easily afterwards in the housing of a conventional Install the pump.

Im einzelnen kann dafür gesorgt sein, daß die Leitvor richtung ein Rohr koaxial zur Drehachse des Rotors auf weist, das mit der feststehenden Wandung einen zu der von rotierenden Elementen freien Zone offenen Ringraum begrenzt, in den die Einlaßöffnung des Saugraums mündet. Über diesen Ringraum kann das nachströmende Fluid weit gehend ohne Behinderung durch das auf der Innenseite des Rohres im Saugraum umlaufende Fluid axial in die von rotierenden Elementen freie Zone strömen und nach Umlenkung in dieser Zone axial in den Saugraum, d.h. quer zur radialen Strömungskomponente des im Saugraum umlaufenden Fluids, in den Saugraum einströmen.In particular, it can be ensured that the Leitvor direction a tube coaxial to the axis of rotation of the rotor points that one with the fixed wall ring area open from rotating elements free zone limited, into which the inlet opening of the suction space opens. The inflowing fluid can travel far through this annular space going without hindrance through that on the inside of the pipe in the suction chamber circulating fluid axially in the flow free zone of rotating elements and after Redirection in this zone axially into the suction space, i.e. transverse to the radial flow component of the in the suction space circulating fluid, flow into the suction chamber.

Sodann kann die Innenseite des Rohres mit einer etwa radial nach innen ragenden und sich weitgehend axial erstreckenden Leitwand versehen sein. Diese Leitwand verhindert weitgehend eine Rotation des Fluids im Saug raum und verringert auf diese Weise die radial Strömungs komponente des Fluids im Saugraum.Then the inside of the tube can with a projecting radially inwards and largely axially extending guide wall. This guide wall largely prevents rotation of the fluid in the suction space and in this way reduces the radial flow component of the fluid in the suction chamber.

Ferner kann die Leitwand das Fluid in Richtung auf eine rotorseitige Einlaßöffnung weiterleiten. Auf diese Weise trägt die Leitwand in höherem Maße dazu bei, das Nach strömen des Fluids zu erleichtern.Furthermore, the baffle can direct the fluid towards one Forward the inlet opening on the rotor side. In this way the guide wall contributes to a greater extent to the after facilitate fluid flow.

Bei einer Pumpe mit einem Antriebsmotor für den Rotor, bei der der Saugraum auf der dem Rotor gegenüberliegen den Seite durch das Gehäuse des Antriebsmotors begrenzt ist und das Motorgehäuse auf seiner den Saugraum begren zenden Seite eine die mit dem Rotor gekuppelte Abtriebs welle des Motors umgebende zum Saugraum offene Ringnut aufweist, kann die Ringnut die von rotierenden Elementen freie Zone begrenzen. Hierbei entfällt eine getrennte Ausbildung der von rotierenden Elementen freien Zone.For a pump with a drive motor for the rotor, where the suction chamber is opposite the rotor the side bounded by the housing of the drive motor is and the motor housing on its limit the suction space one side of the output coupled to the rotor shaft of the motor surrounding ring groove open to the suction chamber has, the annular groove that of rotating elements limit free zone. There is no separate one Formation of the zone free of rotating elements.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste hend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungs beispiels näher beschrieben. Es zeigen:The invention and its developments are next Based on the drawing of a preferred embodiment described in more detail, for example. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe mit ange flanschtem Antriebsmotor, teilweise im Axial schnitt, und Fig. 1 shows a radial piston pump according to the invention with a flanged drive motor, partially in axial section, and

Fig. 2 eine Vorderansicht der Pumpe nach Fig. 1 bei abgekuppeltem Antriebsmotor. Fig. 2 is a front view of the pump of FIG. 1 with the drive motor uncoupled.

Die dargestellte Pumpe hat ein auf der einen Stirnseite geschlossenes, topfartiges Gehäuse 1, das an einem An triebsmotor 2 angeflanscht ist. Das Gehäuse hat einen Sauganschluß 3, der über einen Saugkanal 4 und eine etwa radiale Einlaßöffnung 5 in dem zylindrischen Teil der Wandung des Gehäuses 1 mit einem teilweise von der Wandung des Gehäuses 1 begrenzten Saugraum 6 in Verbin dung steht. Das Gehäuse 1 hat ferner einen Sammelraum 7, der über einen Auslaßkanal 8 mit einem nicht darge stellten Druckanschluß in Verbindung steht.The pump shown has a closed on one end, pot-like housing 1 , which is flanged to a drive motor 2 . The housing has a suction port 3 , which is connected via a suction channel 4 and an approximately radial inlet opening 5 in the cylindrical part of the wall of the housing 1 with a suction chamber 6 partially delimited by the wall of the housing 1 . The housing 1 also has a collecting space 7 , which is connected via an outlet channel 8 with a pressure connection not shown Darge.

Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein Stator 9, der über elastisch abdichtende Stützkörper 10 in Form von O-Ringen am Gehäuse 1 abgestützt ist. Der Stator 9 enthält eine Stufenbohrung 11, in der ein Rotor 12 gelagert ist. Der Stator 9 ist gegen das Gehäuse 1 durch einen Stützstift 13, der in Bohrungen in den Stirnflä chen von Stator 9 und Gehäuse 1 angeordnet ist, dreh fest gehalten.In the interior of the housing 1 there is a stator 9 which is supported on the housing 1 by means of elastically sealing support bodies 10 in the form of O-rings. The stator 9 contains a stepped bore 11 in which a rotor 12 is mounted. The stator 9 is rotatably held against the housing 1 by a support pin 13 which is arranged in holes in the end faces of the stator 9 and housing 1 .

Der Rotor 12 ist drehbar auf dem einen Ende eines zen tralen Steuerzapfens 14 gelagert, der seinerseits in dem den kleinsten Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Stufenbohrung 11 drehfest gehalten ist. Im Inneren des Steuerzapfens 14 verlaufen ein Zuflußkanal 15 sowie ein Abflußkanal 16.The rotor 12 is rotatably supported on one end of a central control pin 14 , which in turn is held in the smallest diameter section of the stepped bore 11 in a rotationally fixed manner. An inflow channel 15 and an outflow channel 16 run inside the control pin 14 .

Im Rotor 12 ist eine radial durchgehende Zylinderbohrung 17 ausgebildet, in deren sich diametral gegenüberliegen den Abschnitten jeweils ein Kugelkolben 18 radial ver schiebbar gelagert ist.In the rotor 12 , a radially continuous cylinder bore 17 is formed, in the diametrically opposite sections of which a ball piston 18 is radially slidably ver.

Die Kugelkolben 18 sind zweiteilig ausgeführt und be stehen aus einer radial außen angeordneten Kugel 19 und einem radial innen angeordneten Kolben 20 in Form einer Hülse. Kugel 19 und Hülse 20 gleiten in der Zylin derbohrung 17 und sind gegeneinander beweglich. Zufluß kanal 15 und Abflußkanal 16 sind durch Drehung des Ro tors 12 mit den Innenräumen der Zylinderbohrung 17 ver bindbar. The ball pistons 18 are made in two parts and are made up of a radially outer ball 19 and a radially inner piston 20 in the form of a sleeve. Ball 19 and sleeve 20 slide in the Zylin derbohrung 17 and are mutually movable. Inflow channel 15 and drain channel 16 are ver by the rotation of the ro tor 12 with the interior of the cylinder bore 17 bindable.

In der Stufenbohrung 11 des Stators 9 ist ferner exzen trisch zum Steuerzapfen 14 ein Hubring 21 angeordnet, dessen Innenfläche als Lauffläche für die Kugelkolben 18 ausgebildet ist.In the stepped bore 11 of the stator 9 , a cam ring 21 is also arranged eccentrically to the control pin 14 , the inner surface of which is designed as a running surface for the ball piston 18 .

Zwischen der Lauffläche des Hubrings 21 und dem gegen überliegenden Teil der Rotorumfangsfläche ist durch die exzentrische Anordnung ein ringförmiger Arbeitsraum 22 gebildet, dessen radiale Querschnittsabmessungen sich längs des Umfangs verändern. Eine Abschlußscheibe 23 umgibt den aus der Stufenbohrung 11 ragenden Abschnitt des Rotors 12 und verschließt die Stufenbohrung 11 des Stators 9 in axialer Richtung bis auf eine Einlaßöffnung 24 in der Abschlußscheibe 23.Between the running surface of the cam ring 21 and the opposite part of the rotor peripheral surface, an annular working space 22 is formed by the eccentric arrangement, the radial cross-sectional dimensions of which change along the circumference. An end plate 23 surrounds the section of the rotor 12 protruding from the stepped bore 11 and closes the stepped bore 11 of the stator 9 in the axial direction except for an inlet opening 24 in the end plate 23 .

Zwischen dem Boden der durch die Stufenbohrung 11 gebil deten topfartigen Vertiefung und der diesem zugewandten Stirnfläche des Rotors 12 ist ein Ringraum 25 ausgebil det, der radial durch Umfangsflächen von Stator 9 und Rotor 12 begrenzt wird. Der Ringraum 25 ist mit dem zwischen der Lauffläche des Hubrings 21 und dem Rotor 12 befindlichen Arbeitsraum 22 über eine Ausnehmung 26 verbunden. In den Ringraum 25 ragt ein parallel zur Ringraumachse angeordnetes Stauelement in Form eines Stiftes 27, dessen Durchmesser in etwa der radialen Querschnittsabmessung des Ringraums 25 entspricht. In Drehrichtung vor dem Stauelement befindet sich eine Ansaugöffnung 28, die mit dem Zuflußkanal 15 verbunden ist.Between the bottom of the pot-like depression formed by the stepped bore 11 and the end face of the rotor 12 facing this, an annular space 25 is formed, which is delimited radially by peripheral surfaces of the stator 9 and the rotor 12 . The annular space 25 is connected to the working space 22 located between the running surface of the cam ring 21 and the rotor 12 via a recess 26 . In the annular space 25 a which is arranged parallel to the annulus axis retaining element protrudes in the form of a pin 27 whose diameter approximately corresponds to the radial cross-sectional dimension of the annular space 25th In the direction of rotation in front of the damming element there is an intake opening 28 which is connected to the inflow duct 15 .

Der Rotor 12 ist über eine axial- und drehelastische Federkupplung 29 mit einem Ende der Abtriebswelle 30 des Antriebsmotors 2 verbunden.The rotor 12 is connected to one end of the output shaft 30 of the drive motor 2 via an axially and torsionally elastic spring coupling 29 .

Der Saugraum 6 enthält eine Leitvorrichtung 31 in Form eines am einen Ende geschlossenen doppelwandigen Rohres koaxial zur Drehachse des Rotors 12. Das Rohr 31 ist mit seinem geschlossenen Ende dem Rotor 12 und mit seinem offenen Ende einer von rotierenden Elementen freien Zone 32 in Form einer Ringnut zugekehrt. Die Ringnut 32 ist in der den Ringraum 6 begrenzenden Wand des Motor gehäuses ausgebildet, wobei sie zum Ringraum 6 hin offen ist und die Abtriebswelle 30 des Motors 2 umgibt. Die Außenwand des Rohres 31 begrenzt mit der feststehenden Wandung 33 des Gehäuses 1 einen Ringraum 34, in den die Einlaßöffnung 5 mündet, und ist mit Löchern 35 für den Durchtritt des Fluids versehen. In den Löchern 35 ist jeweils ein gestrichelt dargestelltes Filter 36 angeordnet.The suction chamber 6 contains a guide device 31 in the form of a double-walled tube closed at one end coaxial with the axis of rotation of the rotor 12 . The tube 31 has the closed end facing the rotor 12 and the open end of a zone 32 free of rotating elements in the form of an annular groove. The annular groove 32 is formed in the wall of the motor housing delimiting the annular space 6 , wherein it is open to the annular space 6 and surrounds the output shaft 30 of the motor 2 . The outer wall of the tube 31 defines with the fixed wall 33 of the housing 1 an annular space 34 , into which the inlet opening 5 opens, and is provided with holes 35 for the passage of the fluid. A filter 36 , shown in broken lines, is arranged in each of the holes 35 .

Die Innenwand des Rohres 31 ist mit einer etwa radial nach innen ragenden und sich weitgehend axial erstrecken den Leitwand 37 versehen.The inner wall of the tube 31 is provided with an approximately radially inwardly projecting and largely axially extending guide wall 37 .

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Außenwand 31 a und die Innen wand 31 b des Rohres 31 durch Rippen 31 c, 31 d und 31 e verbunden, wobei die Innenwand 31 b exzentrisch zur äuße ren Wand 31 a angeordnet ist.As shown in FIG. 2, the outer wall 31 a and the inner wall 31 b of the tube 31 are connected by ribs 31 c , 31 d and 31 e , the inner wall 31 b being arranged eccentrically to the outer wall 31 a .

Während des Betriebs wird das Fluid über den Sauganschluß 3, den Saugkanal 4, die Einlaßöffnung 5 und den Ringraum 34 zunächst radial in die Leitvorrichtung 31 gesaugt und dann durch diese axial in die von rotierenden Ele menten freie, durch die Ringnut 32 gebildete Zone weiter geleitet, wie es durch die Strömungspfeile angedeutet ist. In der Ringnut 32 wird das Fluid um 180° umgelenkt und in den Saugraum 6 auf der Innenseite des Rohres 31 geleitet. Eine durch den Rotor 12 und die Kupplung 29 verursachte radiale Strömungskomponente des Fluids trifft daher auf die Innenseite des Rohres 31 und nicht auf die Einlaßöffnung 5, so daß das Nachströmen des Fluids nicht durch die radiale Strömungskomponente behin dert wird, die durch die Zentrifugalkraft des im Ringraum 6 umlaufenden Fluids verursacht wird. Aus dem Ringraum 6 wird das umlaufende Fluid außerdem durch die Leitwand 37 in Richtung auf die Einlaßöffnung 24 und über diese in den Arbeitsraum 22 weitergeleitet.During operation, the fluid is first sucked radially into the guide device 31 via the suction connection 3 , the suction channel 4 , the inlet opening 5 and the annular space 34 and then passed through this axially into the elements free of rotating elements formed by the annular groove 32 , as indicated by the flow arrows. The fluid is deflected by 180 ° in the annular groove 32 and passed into the suction space 6 on the inside of the tube 31 . A radial flow component of the fluid caused by the rotor 12 and the clutch 29 therefore strikes the inside of the tube 31 and not the inlet opening 5 , so that the afterflow of the fluid is not impeded by the radial flow component which is caused by the centrifugal force of the Annulus 6 circulating fluid is caused. The circulating fluid is also passed from the annular space 6 through the guide wall 37 in the direction of the inlet opening 24 and via this into the working space 22 .

Der Arbeitsraum 22 befindet sich zwischen der Lauffläche des Hubrings 21 und der Rotorumfangsfläche und wird durch die über die Rotorumfangsfläche hinausragenden Kugeln 19 unterteilt.The working space 22 is located between the running surface of the cam ring 21 and the rotor peripheral surface and is divided by the balls 19 projecting beyond the rotor peripheral surface.

Das in den Arbeitsraum 22 zwischen Rotorumfangsfläche und Hubring-Lauffläche gelangte Arbeitsfluid wird bei Drehung des Rotors 12 in der in Fig. 2 durch einen Pfeil gekennzeichneten Drehrichtung unter Druckerhöhung auf grund des sich verändernden Volumens über die Ausneh mung 26 in den Ringraum 25 geschoben. Durch den sich drehenden Rotor 12 wird eine kreisförmige Strömung im Ringraum 25 hervorgerufen. Durch den den Querschnitt des Ringraums 25 an seinem Montageort in etwa abdecken den Stift 27 wird das Arbeitsfluid an dieser Stelle gestaut und eine weitere Druckerhöhung durch den Stau druck im Arbeitsfluid bewirkt. Das Arbeitsfluid weist nun einen höheren Druck auf und gelangt über die Ansaug öffnung 28 in den Zuflußkanal 15 im Steuerzapfen 14 und in einem bestimmten Drehbereich über den Zuflußkanal 15 im Steuerzapfen 14 in den Hochdruckarbeitsraum im Inneren der Rotor-Zylinderbohrung 17. Nach einer bestimm ten Weiterdrehung des Rotors 12 ist der Hochdruck arbeitsraum mit dem Abflußkanal 16 im Steuerzapfen 14 verbunden, der über eine im Stator 9 angeordnete Ver bindungsleitung 38 mit dem Sammelraum 7 zwischen Stator 9 und Gehäuse 1 verbunden ist, aus dem es schließlich über den Auslaßkanal 8 zum (nicht dargestellten) Druck anschluß geleitet wird.That passed into the working space 22 between the rotor peripheral surface and cam ring tread working fluid is pushed upon rotation of the rotor 12 in the direction indicated in Fig. 2 by an arrow the direction of rotation under pressure increase due to the changing volume over the Ausneh mung 26 into the annular chamber 25. A circular flow in the annular space 25 is caused by the rotating rotor 12 . Due to the cross-section of the annular space 25 at its assembly location approximately covering the pin 27 , the working fluid is stowed at this point and a further pressure increase caused by the back pressure in the working fluid. The working fluid now has a higher pressure and passes through the intake opening 28 into the inflow channel 15 in the control pin 14 and in a certain range of rotation via the inflow channel 15 in the control pin 14 into the high-pressure working space inside the rotor-cylinder bore 17th After a specific th further rotation of the rotor 12 , the high-pressure working space is connected to the drain channel 16 in the control pin 14 , which is connected via a connection line 38 arranged in the stator 9 to the collecting space 7 between the stator 9 and the housing 1 , from which it is finally via the Outlet channel 8 to the (not shown) pressure port is passed.

Claims

1. Pump, in particular a radial piston pump, with a stator and a rotor mounted in the stator, which, together with a fixed wall, delimits a suction chamber into which fluid flows through an approximately radial inlet opening in the wall, characterized in that the suction chamber ( 6 ) flowing fluid is first passed into an axially opposite the inlet opening ( 5 ) offset zone ( 32 ) of the suction chamber ( 6 ), which has no rotating elements and from which it is axially limited by the rotor ( 12 ) part of the Suction chamber ( 6 ) flows.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the suction chamber ( 6 ) has an adjoining the inlet opening ( 5 ) of the suction chamber ( 6 ) connecting device ( 31 ) which the fluid in the free of rotating elements th zone ( 32 ) directs.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the guide device ( 31 ) has a tube coaxial to the axis of rotation of the rotor ( 12 ) which with the fixed wall ( 33 ) to the free of rotating elements zone ( 32 ) open Annular space ( 34 ) delimits, into which the inlet opening ( 5 ) of the suction space ( 6 ) opens.

4. Pump according to claim 3, characterized in that the inside ( 31 b ) of the tube ( 31 ) is provided with an approximately radially inwardly projecting and largely axially extending guide wall ( 37 ).

5. Pump according to claim 4, characterized in that the guide wall ( 37 ) forwards the fluid towards a rotor-side inlet opening ( 24 ).

6. Pump according to one of claims 1 to 5 with a drive motor ( 2 ) for the rotor ( 12 ), in which the suction chamber ( 6 ) on the side opposite the rotor ( 12 ) is limited by the housing of the drive motor ( 2 ) and the motor case a the coupled with the rotor (12) shaft (30) of the motor (2) has on its the suction chamber (6) defining side by imaging, open to the suction chamber (6) annular groove (32), characterized in that the annular groove ( 32 ) limits the free zone of rotating elements ( 32 ) be.