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Die
Erfindung befaßt
sich mit Pumpen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, mit
Pumpen der Bauart, die einen mit äußeren Zähnen besetzten oder mit flügelförmigen Vorsprüngen versehenen
inneren Rotor aufweist, welche exzentrisch in einen mit inneren
Zähnen
oder flügelförmigen Vorsprüngen versehenen äußeren Rotor
angeordnet und mit diesen in Kämmeingriff
sind. Eine Pumpe dieser Bauart weist einen mit äußeren Zähnen besetzten oder mit flügelförmigen Vorsprüngen versehenen
inneren Rotor auf, welcher exzentrisch eine Drehbewegung in einem äußeren Rotor
ausführt,
welcher einen oder mehrere Zähne
bzw. Vorsprünge
mehr als der innere Rotor hat. Die inneren und äußeren Rotoren stehen ständig in
Gleitkontakt an um den Umfang verteilten Stellen und bilden dicht
abgeschlossene Räume,
deren Volumina zwischen einer festen Einlassöffnung und einer Auslassöffnung kleiner
werden.
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Pumpen
dieser Bauart werden häufig
als Ölpumpen
bei Brennkraftmaschinen eingesetzt. Die Pumpenrotoren sind im allgemeinen
in einem Gehäuse
angeordnet, von dem ein Teil von einer Tasche im Brennkraftmaschinenblock
gebildet werden kann. Eine Antriebswelle ragt in das Gehäuse, um
den inneren Rotor anzutreiben, welcher seinerseits den äußeren Rotor
antreibt.
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In
JP-A-08247047 ist eine Pumpe beschrieben, bei der ausgehend von
der Hochdruckseite der Pumpe Durchgänge vorhanden sind, die ermöglichen,
daß Fluid
von der Hochdruckseite durchgehen kann, um Lager zu schmieren, bevor
das Fluid zur Niederdruckseite zurückgeführt wird.
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Nach
der Erfindung wird eine Pumpe bereitgestellt, welche ein Gehäuse und
Pumpelemente hat, die in dem Gehäuse
zum Pumpen eines Fluids von einem Einlaß zu einem Hauptauslaß angeordnet sind,
wobei der Hauptauslaß in
kommunizierender Verbindung mit einem sekundären Auslaß über einen Steuerspalt steht,
welcher das in den sekundären Auslaß gehende
Fluid filtert, und der sekundäre
Auslaß eine Öffnung hat,
welche mit einer externen Schlauchleitung verbunden ist, um das
gefilterte Fluid zu vorbestimmten Stellen außerhalb der Pumpe zu leiten.
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Bei
gewissen bevorzugten Ausführungsformen
weisen die Pumpelemente einen mit äußeren Zähnen besetzten oder mit flügelförmigen Vorsprüngen versehenen
inneren Rotor auf, welcher exzentrisch in einem mit inneren Zähnen oder
flügelförmigen Vorsprüngen versehenen äußeren Rotor
angeordnet und mit diesem in Kämmeingriff
ist, welcher zur Ausführung
einer Drehbewegung in und relativ zu dem Gehäuse angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist
der innere Rotor derart beschaffen und ausgelegt, daß er drehangetrieben
ist, wobei die Drehbewegung eine Drehbewegung des äußeren Rotors
bewirkt.
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Bei
bevorzugten Auslegungsformen weist das Gehäuse einen Körperabschnitt und eine Abdeckplatte
auf, wobei der Körperabschnitt
derart ausgebildet ist, daß er
den Einlaß und
die Auslässe
bildet, sowie eine Wand zur Bildung des Steuerspalts im Zusammenwirken
mit dem Rotor zwischen dem Hauptauslaß und dem sekundären Auslaß.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert. Darin
gilt:
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1 ist eine Draufsicht auf
den inneren Gehäusekörper einer
Pumpe nach der Erfindung mit eingesetzten Rotoren,
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2 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie II–II
des Gehäusekörpers in 1 mit eingesetzten Rotoren
und einer angebrachten Abdeckplatte,
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3 ist eine Seitenansicht
des Inneren eines Gehäusekörpers bei
einer alternativen Ausführungsform
einer Pumpe nach der Erfindung,
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4 ist eine Draufsicht auf
das Innere eines Gehäusekörpers gemäß einer
alternativen Ausführungsform
einer Pumpe nach der Erfindung,
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5 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Teils von 4,
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6 ist eine Draufsicht auf
eine weitere alternative, bevorzugte Ausführungsform einer Pumpe nach
der Erfindung,
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7 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie VII–VII
in 6,
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8 ist eine Draufsicht auf
das Innere eines Gehäusekörpers einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
einer Pumpe nach der Erfindung,
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9 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie IX–IX
in 8 mit einer angebrachten
Abdeckplatte,
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10 ist eine Draufsicht auf
das Innere des Gehäusekörpers einer
weiteren Ausführungsform
einer Pumpe nach der Erfindung, und
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11 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie XI–XI
in 10 mit einer angebrachten
Abdeckplatte.
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In
den 1 und 2 ist eine Pumpe 10 gezeigt,
welche ein Gehäuse
aufweist, das einen Hauptkörper 11 und
eine Abdeckplatte 12 hat. Der Hauptkörper 11 ist derart
ausgebildet, daß er
eine Tasche zur Aufnahme eines inneren Rotors 13 und eines äußeren Rotors 14 bildet.
Das Gehäuse
bildet auch einen Fluideinlaß 17 und
einen Hauptauslaß 18. Der
innere Rotor 13 wird in dem Einsatzzustand um die Mittelachse
A mittels einer Antriebswelle (nicht gezeigt) angetrieben, welche
durch die Abdeckplatte 12 vorsteht. Der innere Rotor 13 hat
externe Zähne oder
externe flügelförmige Vorsprünge 15,
und der äußere Rotor 14 hat
innere flügelförmige Vorsprünge oder
Zähne 16.
Es ist ein Vorsprung 16 mehr als die Anzahl der Vorsprünge 15 vorgesehen.
Die Drehbewegung des inneren Rotors 13 bewirkt, daß der äußere Rotor 14 eine
Drehbewegung um die Mittelachse B ausführt, wobei die Rotoren exzentrisch
relativ zueinander angeordnet sind. Die flügelförmigen Vorsprünge 15, 16 kommen
in Gleitkontakt und es wird eine Pumpwirkung dadurch erzeugt, daß die Volumina
der dicht abgeschlossenen Räume
zwischen den inneren und äußeren Rotoren,
ausgehend von dem Einlaß 17 zu
dem Hauptauslaß 18 kleiner
werden. Das allgemeine Arbeitsprinzip einer Pumpe mit einer solchen
Bauart ist an sich bekannt.
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Bei
der Pumpe 10 bildet der Hauptkörper 11 des Gehäuses eine
Wand 20, welche einen Rand des Haupteinlasses 18 begrenzt.
Radial außerhalb
von der Wand 20 ist ein sekundärer Auslaß 21 vorgesehen. Das
von dem Einlaß 17 zu
dem Hauptauslaß 18 gepumpte
Fluid kann durch den sekundären
Auslaß über einen
Steuerspalt 22 zwischen dem Ende der Wand 20 und
dem äußeren Rotor 14 gehen.
Der Steuerspalt 22 hat vorbestimmte Abmessungen (dies ist
in den Zeichnungen aus Übersichtlichkeitsgründen vergrößert dargestellt),
so daß man
eine Filterwirkung für
das zu dem sekundären
Auslaß durchgehende
Fluid erhält.
Natürlich
sind die Abmessungen des Spalts 22 derart gewählt, daß man eine
gewünschte
Filterwirkung erhält.
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Der
sekundäre
Auslaß 21 hat
eine Öffnung 23,
mit der eine Schlauchleitung 24 oder Schlauchleitungen
verbunden sind, um das gefilterte Fluid zu einer gewünschten
Stelle zu leiten. Bei alternativen Auslegungsformen kann das gefil terte
Fluid zu Fluidvorratsräumen
geleitet werden, welche innerhalb oder außerhalb der Pumpe angeordnet
sind, oder es kann direkt von der Öffnung zu einer gewünschten Stelle
gesprüht
werden.
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Die
Pumpe 10 ist dazu geeignet, daß sie bei einer Brennkraftmaschine
zum Einsatz kommt, um Schmieröl
von dem Einlaß 17 zu
dem Hauptauslaß 18 zu
pumpen. Öl
von dem Hauptauslaß 18 kann
zu Schmierungszwecken eingesetzt werden, aber das gefilterte Öl, welches
in dem sekundären
Auslaß 21 eintritt,
kann auch zu spezifischen Schmierzwecken eingesetzt werden, bei
denen es wichtig ist, daß in dem Öl keine
großen
Fremdkörper
enthalten sind.
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Bei
einem speziellen Beispiel haben sich vorteilhafte Resultate bei
einem Steuerspalt 22 mit 175 µm ± 50 µm ergeben. Es sollte jedoch
erwähnt
werden, daß es
sich hierbei nur um ein Beispiel einer günstigen Auslegungsform handelt,
und daß andere Abmessungen
für den
Spalt in Abhängigkeit
von der erforderlichen Filterwirkung gewählt werden können. Auch
die radiale Länge
des sekundären
Auslasses kann sich ändern.
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3 zeigt einen komplizierter
ausgelegten Hauptgehäusekörper 30 für eine Pumpe 10.
Viele Merkmale stimmen mit der bevorzugten Ausführungsform nach den 1 und 2 überein,
und diese tragen dieselben Bezugszeichen. Es sind einige Unterschiede
im Hinblick auf die präzise
Form des Einlasses 17 und des Hauptauslasses 18 vorhanden. Zusätzlich verläuft die Öffnung 23,
die von dem sekundären
Auslaß 21 abgeht,
im allgemeinen axial relativ zu den Rotoren 13, 14 an
Stelle der zuvor geschilderten Ausführungsform, bei der ein im
allgemeinen radialer Verlauf vorhanden ist.
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In
den 4 und 5 ist eine alternative Pumpe 30 gezeigt,
bei der viele Merkmale ähnlich
wie bei der Pumpe 10 nach den 1 und 2 ausgelegt
sind. Gleiche oder ähnliche
Teile sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. In den 4 und 5 jedoch ist die Wand 22 weggelassen,
und der sekundäre Auslaß 31 ist
als eine Ausnehmung in der Wand des Gehäusehauptkörpers 11 ausgebildet,
welche von dem Außendurchmesser
des äußeren Rotors 14 radial
nach außen
verläuft.
Die Ausnehmung 31 steht in kommunizie render Verbindung
mit dem Auslaß 18 über einen
Steuerspalt 32, welcher in dem Gehäusehauptkörper 11 ausgebildet
ist. Der Steuerspalt 32 hat wiederum eine vorbestimmte
radiale Breite, um eine Filterwirkung zu erhalten, und es kann sich
um einen üblichen
Zwischenraum zwischen dem äußeren Rotor 14 und
dem Hauptkörper 11 des
Gehäuses handeln.
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In
den 6 und 7 ist eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
einer Pumpe 40 gezeigt. Wiederum sind die Merkmale, welche
mit jenen bei der Pumpe 10 in den 1 und 2 übereinstimmen,
mit denselben Bezugszeichen versehen. In den 6 und 7 sind
der Einlaß 17 und
der Auslaß 18 in
dem Hauptkörper 11 des
Gehäuses
und in der Abdeckplatte 12 vorgesehen. Der Auslaß 18 in
der Abdeckplatte 12 verläuft teilweise über die
obere axiale Fläche
des äußeren Rotors 14,
und steht über
einen Steuerspalt 41 in kommunizierender Verbindung mit
dem sekundären
Auslaß 21.
Der sekundäre
Auslaß 21 in
der Abdeckplatte 12 kann in einer solchen Weise geeignet ausgelegt
sein, daß das
gefilterte Fluid direkt auf eine Kette oder ein Zahnrad beispielsweise
gesprüht
werden kann, oder es kann gegebenenfalls eine Sprühstrahlkomponente 42 vorgesehen
sein, welche in gebrochenen Linien in 7 eingetragen
hiermit verbunden ist.
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In
den 8 und 9 sind wiederum gleiche oder ähnliche
Teile wie bei den 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen
versehen. Die Pumpe 50 in den 8 und 9 hat
einen sekundären
Auslaß 51 in Form
einer Schlauchleitung 52, welche durch den Hauptkörper 11 des
Gehäuses
und durch den Auslaß derart
verläuft,
daß dieser
in kommunizierender Verbindung an dem radial inneren Ende mit der
Lagerfläche 53 vor
dem axial verlaufenden Zapfenabschnitt 54 des inneren Rotors 13 steht.
Fluid geht von dem unteren Auslaß 18 durch den Lagerzwischenraum und
in das radial innere Ende der Schlauchleitung 52.
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Es
ist noch zu erwähnen,
daß der
zuvor beschriebene Steuerspalt bei einigen Anwendungsfällen von
den tatsächlichen
Zwischenräumen
zwischen zwei vorhandenen Komponenten gebildet werden kann, daß aber manchmal
diese Zwischenräume
vergrößert werden
müssen,
um eine ausreichende Durchströmung
sicher zu stellen.
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Bei
den dargestellten Ausführungsformen
ist bei einigen gezeigt, daß das Öl direkt über einen
Zwischenraum angesaugt wird, während
bei anderen Ausführungsformen
eine Stufe vorgesehen ist, um den gewünschten Zwischenraum örtlich zu
verwirklichen, wenn der zur Verfügung
stehende Zwischenraum nicht ausreicht, um eine geförderte Durchströmung zu
erzielen. Das Erfordernis nach einer örtlichen Stufe hängt von
dem Zwischenraum zwischen den Komponenten einer jeweiligen Pumpenauslegung
ab. Bei den meisten Pumpenauslegungsformen sollte es möglich sein,
einen Ölstrom
durch die Rotorlagerzwischenräume
anzusaugen. Eine örtliche
Stufe ist normalerweise, aber nicht immer, erforderlich, wenn Öl über axiale
Zwischenräume
(welche im allgemeinen kleiner sind) angesaugt wird. Bei einigen Pumpenauslegungsformen,
bei denen höhere
Drücke
zum Einsatz kommen, kann eine örtliche
Stufe erforderlich sein, um Öl
von den radialen Zwischenräumen
anzusaugen.
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In
den 10 und 11 ist eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
einer Pumpe 60 gezeigt. Wiederum sind gleiche oder ähnliche
Teile wie bei den 8 und 9 mit denselben Bezugszeichen
versehen. Eine Umfangsausnehmung 61 ist in der radial äußeren Lagerfläche des
Zapfenabschnitts 54 des inneren Rotors 13 ausgebildet.
Ein sekundärer
Auslaß in
Form einer Bohrung 62 durch den Hauptkörper 11 des Gehäuses ist
vorgesehen. Die Bohrung 62 öffnet sich am inneren Ende
an der Lagerfläche 53 der Ausnehmung 61 gegenüberliegend.
Eine alternative Bohrungslage 63 ist ebenfalls in 10 gezeigt.
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Bei
dieser Auslegungsform wird durch den inneren Rotorlagerzwischenraum
gehendes Fluid in die Ausnehmung 61 angesaugt. Das Fluid
kann dann frei in den inneren Rotor gehen, um längs der Bohrung 62 abgezogen
zu werden, welche den sekundären
Auslaß bildet.
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Es
sind hierbei zwei Beispiele für
Bohrungen gezeigt. Natürlich
sind auch andere möglich.
Diese abgewandelte Ausführungsform
kann bei gewissen Auslegungsformen an dem inneren oder dem äußeren Rotor
entweder an den axialen oder radialen Flächen verwirklicht sein. Eine
Filterstufe kann erforderlich sein, um die gewünschte Fluiddurchflußmenge und
den Filtereffekt zu erreichen, obgleich bei einigen Anwendungsfällen die
Ausbildung einer Stufe nicht zwingend erforderlich zu sein braucht
(siehe 10 und 11), bei denen die zur Verfügung stehenden
Zwischenräume
für beide
Anwendungszwecke geeignet sind.
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Obgleich
die Erfindung voranstehend in Verbindung mit einer Pumpe beschrieben
worden ist, kann das selbe Prinzip des Vorsehens eines Steuerspalts
zum Filtern eines auszuleitenden Fluids bei anderen Auslassbereichen
in anderen Arten von Pumpe als die beschriebenen vorgesehen sein,
wie zum Beispiel bei Flügel-
oder Abwälzpumpen,
oder inneren oder äußern Zahnradpumpen.