DE3924071C2 - Rotationspumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien.

Bekannt für diese Aufgabenstellung ist der Einsatz von hydro­ statischen Verdrängerpumpen unterschiedlichster Bauarten, so beispielsweise Zahnradpumpen, Schlauchpumpen, Kolbenpumpen etc . . Sie ermöglichen hohe Drücke und Zwangsumlauf.

Sind beispielsweise für Aggregatschmierung oder -kühlung keine hohen Drücke zur Förderung des Mediums erforderlich, dann können zentrifugal wirkende hydrodynamische Rotations­ pumpen eingesetzt werden.

Die Nachteile bekannter Bauarten dieser Pumpen bestehen da­ rin, daß sie oft nur für spezielle Aufgaben konzipiert sind, oder aufwendige aggregatseitige Anschlüsse oder separate An­ triebe benötigen und entsprechend großen zusätzlichen Bauraum inner- oder außerhalb der Getriebe oder Aggregate erfordern.

Es sind Bauarten bekannt, bei denen eine kompakte Zuordnung der Pumpe dadurch erreicht wird, daß vorhandene Bauteile der Getriebe oder Aggregate in die Funktion der Pumpe einbezogen werden. Beispielsweise wird das Ende einer Aggregatwelle als antreibende Halterung des Pumpenrotors genutzt (DE-PS 30 22 419). Oder das Aggregatgehäuse dient gleichermaßen als Pumpenge­ häuse und als Träger der Wellenlagerung für die Pumpe und für das Aggregat (DE-OS 34 17 307).

Diese kompakten Bauformen befriedigen jedoch nicht für all­ gemeine Anwendungen, und benötigen teilweise sehr spezielle konstruktive Anpassungen der betroffenen Aggregatbauteile.

In einer bekannten, besonders kompakten Bauform ist eine Pumpe mit einem Wälzlager zu einer konstruktiven Einheit verbunden (DE-GM 81 26 303). Der Lageraußenring bildet zugleich das Pumpengehäuse und der Lagerinnenring die antreibende Halterung der Pumpenrotoren. Der Vorteil, bei geringem Anpaß­ aufwand, mit einer unabhängig erforderlichen Aggregatlage­ rung auch eine Pumpe einzubringen, wird hierbei jedoch durch den Nachteil einer aufwendigen Sonderfertigung der Wälzlager erkauft. Außer für einen speziellen Großserienbedarf wird es sehr teuer, die Vielfalt der möglichen Lagerungsaufgaben und Lagergrößen in dieser Weise mit einer Pumpe zu kombinieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien zu schaffen, die einen minimalen Platzbe­ darf aufweist und einfach einbaubar ist und die mit geringem Anpassungsaufwand unterschiedlichen Aufgabenstellungen und konstruktiven Gegebenheiten entspricht.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß mit einer Rota­ tionspumpe nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Anordnungen oder Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine der Aufgabenstellung entsprechende Pumpe derart gestaltet sein muß, daß sie weitestgehend in Räumen oder passend zu Abmes­ sungen eingesetzt werden kann, die auch ohne Pumpe vorhanden sind; daß sie vorhandene Antriebsmöglichkeiten nutzt und wenn möglich oder erforderlich weitere Funktionen übernimmt, um die Gesamtzahl von zusätzlichen Bauteilen oder zusätzlichen Bearbeitungsfolgen an den Gehäusen der Getriebe oder Aggre­ gate gering zuhalten. Die Pumpe muß weiterhin bei gleichen Außenabmessungen durch Kombinationen ihrer inneren Gestaltung unterschiedlichen Aufgabenstellungen entsprechen können.

Diese erfindungsgemäßen Bedingungen werden durch eine Rotationspumpe erfüllt, die ein Gehäuse mit Kanälen für Zu- und Ablauf und eine ein- oder mehrteilige Rotoreinheit auf­ weist und die neben einer Wellenlagerung angeordnet ist, deren Position fixiert und seitliche Lagerkräfte überträgt sowie von der gelagerten Welle angetrieben wird, wobei sie in standardisierter Bauweise Durchmesser-, Breiten- und Passungsverhältnisse aufweist, die an diejenigen von Wälz­ lagern angepaßt sind und wobei an der der Wellenlagerung abgewandten Seite des Pumpengehäuses ein deckelförmiges Teil ausgebildet ist, das die Funktion eines stützenden Getriebe- oder Aggregatdeckels mit oder ohne Wellendurchführung übernimmt.

Diese neuartige Zuordnung und Gestaltung hat den Vorteil, daß entsprechend zu den auf die Getriebe- oder Aggregat­ leistungen und -aufgaben abgestimmten Größen und Bauarten von Wälzlagern passende Pumpenleistungen standardisiert ausgewählt und eingesetzt werden können; vergleichbar dem Einsatz anderer, den Lagergrößen zugeordneter, standardi­ sierter Bauteile.

Vorteilhafterweise erreicht die erfindungsgemäße Rotations­ pumpe durch die kombinierende Funktion eines stützenden Gehäusedeckels, sowie durch die positionierende Funktion für die daneben angeordneten Wellenlagerungen einen besonders platzsparenden Einbau.

Dabei kann das Medium durch das seitliche Lager bewegt oder durch Dichtungselemente von diesem ferngehalten werden.

Auch können durch unterschiedliche Formgebung innerhalb des Pumpengehäuses und durch den Einsatz entsprechender Rotoren beispielsweise hydrodynamische oder hydrostatische Pumpen­ eigenschaften auf einfache Weise erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Rotationspumpe nicht nur in neue, sondern vielfach ohne größeren Aufwand und zusätzliches Bauvolumen auch in vorhandene Getriebe- oder Aggregatkonzep­ te eingebracht werden kann. Weiterhin können unabhängig von­ einander sowohl die Pumpe, als auch das danebenliegende Lager getauscht werden, so daß eine freie, preiswerte Kombination, von Lager-, wie von Pumpeneigenschaften auf einfache Weise möglich ist. Durch die angepaßte Pumpenkonstruktion verein­ facht sich auch die Wartung bei Verschleiß, mit Montage und Demontage von Pumpe oder Lager.

Erfindungsgemäß weist die äußere Pumpenkontur Durchmesser auf, die denjenigen eines zugeordneten Wälzlagers angepaßt sind. Die Anpassung kann Maßgleichheit bedeuten oder eine geringfügige Abweichung derart gestatten, daß sie mit ein­ fachen Stützhülsen, Paßscheiben oder den Dichtscheiben der Pumpe überbrückt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Pumpen nicht in jeder Lagergröße vorhanden sein müssen, son­ dern ausgewählte Größenklassen überdecken, ohne den Einbau­ raum übermäßig aufzuweiten oder den Einbau zu komplizieren.

Für den Zu- und Ablauf des Mediums in der Pumpe und in den zugeordneten Wänden der Getriebe- und Aggregatgehäuse sind in den Figuren einige einfache Vorschläge dargestellt.

Erfindungsgemäß ist das Pumpengehäuse an der der Wellenlage­ rung abgewandten Seite mit einem deckelförmig ausgebildeten Teil, entsprechend einem Aggregatdeckel versehen. Hierbei können Zu- und Ablauf pumpenseitig durch das Deckelteil geführt werden, ohne daß übliche Deckeldurchmesser, die den Lagerdurchmessern zugeordnet sind, geändert werden müssen.

Die grundsätzliche Möglichkeit, eine Pumpe als hydraulische Bremse, oder für eine hydraulische Kupplung oder als Motor einzusetzen ist mit der erfindungsgemäßen Rotationspumpe und deren Anordnung in besonders kompakter Bauweise gegeben.

Die weiteren vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsge­ mäßen Pumpen sind anhand der Fig. 1 bis 4 beispielhaft dar­ gestellt und nachfolgend beschrieben.

In Fig. 1 ist eine solche Pumpe (1) neben einem Lager (2), auf einer antreibenden Welle (3) und in einem Aggregat­ gehäuse (4) angeordnet. Dargestellt ist eine hydrostatische Flügelzellenpumpe.

Ihr Gehäuse (5.1) weist an der der Wellenlagerung (2) abgewandten Seite ein deckelförmiges Teil (5.2) auf, das die Funktion eines stützenden Getriebedeckels mit einer Wellendurchführung übernimmt.

Die Pumpe stützt die seitlichen Kräfte des äußeren Lager­ ringes (8) über die Dichtscheibe (7) und das Pumpengehäuse (5.1, 5.2) am Aggregatgehäuse (4) ab.

Sie saugt das Medium durch eine untenliegende Einlaßbohrung (11) im Aggregatgehäuse (4) an und durch einen im deckelför­ migen Teil (5.2) radial angeordneten Kanal (20.1) hindurch in den Rotor (6) und von dort über die Ablaufbohrung (20.2) in den Auslaßkanal (15) des Aggregatgehäuses (4).

Der Rotor (6) ist als axial schwimmender Flügelzellenrotor ausgebildet, der in einer exzentrischen Gehäusebohrung (19) sitzt.

Beispielhaft ist das dem Lagerdurchmesser angepaßte Teil des Gehäuses (5.1) in eine Bohrung eines Aggregatgehäuses (4) eingesetzt, die etwas größer als der Lageraußendurchmesser ist. Die geringe Durchmesserdifferenz zum abgestützten Lager (2) überbrückt die seitliche Dichtscheibe (7) der Pumpe (1).

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Pumpe als hydrodynamische Zentrifugalpumpe mit zwei Pumpenstufen (1.1 und 1.2). Beide Pumpenstufen besitzen gleichartige Rotoren und ihre Kanäle sind derart ausgebildet, daß der Förderstrom des Mediums hintereinander beide Pumpen durchströmt.

Die beiden Rotoren müssen nicht von gleicher innerer Bauart sein. Pumpe (1) und Lager (2) besitzen den gleichen Innen- und Außendurchmesser.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt von zwei gleichartigen Pumpen­ stufen (1.1 und 1.2) entsprechend Fig. 2, die derart neben­ einander angeordnet sind, daß sie durch einen gemeinsamen Kanal ansaugen, jedoch parallel getrennte Förderströme er­ zeugen, die durch die Auslaßkanäle (15.1 und 15.2) weiter­ geleitet werden.

Im Unterschied zu Fig. 2 ist hier der innere Lagerring (9) über eine Paßscheibe (16), die beiden Rotoren (6) und eine Wellenmutter (17) fest eingespannt.

Zur festen Einspannung der Lagerung ist zusätzlich der äußere Lagerring (8) über das Pumpengehäuse (5.1 und 5.2) und die Dichtscheiben (7) gegen einen üblichen Lagerdeckel (18) ver­ spannt. Der Innendurchmesser beider Pumpen ist beispielsweise ein wenig kleiner als derjenige des Lagers. Der Unterschied der Durchmesser wird durch die Paßscheibe (16) überbrückt.

Fig. 4 zeigt die kompakte Bauform einer Pumpe (1), entspre­ chend Fig. 1, jedoch mit anderem Rotor und ohne Wellendurch­ führung. Der Pumpenrotor (6) ist als Schleuderrad ausgebildet und schwimmend gelagert, so daß er durch ein Kippen des Wellenendes aus einer Wellendurchbiegung und einem möglichen Ausweichen des dargestellten Kegelrollenlagers (22) nicht gestört wird. Der Rotor (6) wird über Mitnehmerstifte (21) angetrieben, die in das Ende der gelagerten Welle (3) ein­ greifen. Die Pumpe ist derart kompakt, daß sie nicht mehr Raum benötigt, als ein normalerweise verwendeter Getriebe­ deckel mit einem Stützbund.

Claims (7)

1. Rotationspumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien, die ein Gehäuse mit Kanälen für Zu- und Ablauf und eine ein- oder mehrteilige Rotoreinheit aufweist und die neben einer Wellenlagerung angeordnet ist, deren Position fixiert und seitliche Lagerkräfte überträgt sowie von der gelagerten Welle angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationspumpe (1) in standardisierter Bauweise Durchmesser-, Breiten- und Passungsverhältnisse aufweist, die an diejenigen von Wälzlagern angepaßt sind und daß an der der Wellenlagerung (2) abgewandten Seite des Pumpen­ gehäuses (5.1) ein deckelförmiges Teil (5.2) ausgebildet ist, das die Funktion eines stützenden Getriebe- oder Aggregatdeckels mit oder ohne Wellendurchführung über nimmt.

2. Rotationspumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Lagerkräfte von äußeren Lagerringen (8) direkt oder indirekt durch das Pumpengehäuse (5) übertragen und/oder von inneren Lager­ ringen (9) direkt oder indirekt durch den Pumpenrotor (6) abgestützt werden.

3. Rotationspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei oder mehrere Pumpen­ stufen umfaßt) die in gleicher oder unterschiedlicher Bau­ weise parallele oder hintereinander geschaltete Förder­ ströme erzeugen.

4. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Fördermedium durch die danebenliegende Wellenlagerung (2) bewegt.

5. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtscheiben (7) ein Fördern des Mediums zur Wellenlagerung (2) weitestgehend verhindern.

6. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse (5) und einen Rotor (6), die entsprechend einer hydrodynamischen Pumpe, bei­ spielsweise einer Kreiselpumpe, einer Seitenkanalpumpe oder einer Zentrifugalpumpe mit radial gerade verlaufenden Schaufeln ausgebildet sind.

7. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse (5) und eine Rotoreinheit (6), die entsprechend einer hydrostatischen Pumpe, beispielsweise einer Flügelzellenpumpe, einer Rollenzellenpumpe oder einer Innenzahnradpumpe ausgebildet sind.