EP1230486B1 - Pumpe für ein flüssiges oder gasförmiges medium - Google Patents

Pumpe für ein flüssiges oder gasförmiges medium Download PDF

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EP1230486B1
EP1230486B1 EP00975951A EP00975951A EP1230486B1 EP 1230486 B1 EP1230486 B1 EP 1230486B1 EP 00975951 A EP00975951 A EP 00975951A EP 00975951 A EP00975951 A EP 00975951A EP 1230486 B1 EP1230486 B1 EP 1230486B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling element
pump
pressure plate
pump according
seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00975951A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1230486A1 (de
Inventor
Thomas Nied-Menninger
Hans-Jürgen Lauth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ixetic Bad Homburg GmbH
Original Assignee
ixetic Bad Homburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ixetic Bad Homburg GmbH filed Critical ixetic Bad Homburg GmbH
Publication of EP1230486A1 publication Critical patent/EP1230486A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1230486B1 publication Critical patent/EP1230486B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0034—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps for other than the working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C15/0038—Shaft sealings specially adapted for rotary-piston machines or pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular vane pump, for a liquid or gaseous medium, according to the preamble of claims 1 and 4.
  • Pumps of the type discussed here are known, see for example JP-A-07 279 871 , They are used for example for power steering systems in a motor vehicle and comprise a working space which is closed in the axial direction by means of at least one pressure plate.
  • a rotor In the working space, a rotor is arranged, which can be coupled to the drive shaft of an electric motor.
  • a separate bearing for the rotor is not provided, which is supported exclusively by the drive shaft. Due to this configuration, however, there are large outer diameter for the at least one bearing of the drive shaft and a shaft seal, which seals the electric motor in the region of the drive shaft relative to the pump.
  • the pressure plate is on its side facing away from the rotor surface with a pressure chamber in communication, which is sealed relative to the motor with a cooperating with at least one seal, surrounding part of the drive shaft coupling element.
  • the coupling element engages over an annular flange provided on the side facing away from the rotor on the pressure plate, which has a large outside diameter. This is between the Flange and the coupling element formed a radially inner, the pressure chamber of the pump unit separating sealing surface whose distance from the axis of rotation of the drive shaft is large.
  • the arrangement of the inner sealing surface also determines the distance of the pressure chamber to the axis of rotation of the drive shaft, which is accordingly very large, whereby the outer diameter of the rotation group must be made correspondingly large.
  • a pump with the features of claim 1 or 4 is proposed.
  • the distance between a radially inner sealing surface of the pressure chamber to the axis of rotation of the drive shaft between the coupling element and the through hole in the pressure plate is therefore very small, so that a pressure plate and the rotor having pump unit with a small outer diameter can be realized.
  • This can create a pump with a compact, space-saving design. Since the shaft seal is not allowed to communicate with the pressure chamber, a radially outer sealing surface of the pressure chamber is arranged at a large distance from the drive shaft due to the large outer diameter of the shaft seal.
  • the area located between the radially inner and the outer sealing surface is advantageously covered in a sealing manner by means of the coupling element.
  • the coupling element for this purpose has a collar receiving the shaft sealing ring cross-section, wherein for sealing a gap between the collar and the housing portion preferably at least a second seal, for example an O-ring is provided.
  • the coupling element cooperates with an end face of the shaft sealing ring receiving housing portion, thus has no collar for sealing, but abuts with a side facing away from the rotor surface on the end face of the housing portion.
  • at least one third seal for example an O-ring, which can be arranged in a groove in the end face, or a sealing washer is provided.
  • the coupling element engages with its collar in a recess in the housing portion in which the shaft seal is arranged, wherein the gap between the outer peripheral surface of the collar and the wall of the recess preferably by means at least a third seal is sealable.
  • a preferred embodiment is located between the coupling element and the pressure plate connected to the pressure chamber clearance. Due to this configuration, it is possible that the entire projected, the coupling element facing side surface of the pressure plate with the pressurized medium, for example oil, can be acted upon, whereby the pressure plate is preferably pressed against a surrounding the working space contour ring. By pressurizing the entire side surface of the pressure plate deformation of the pressure plate in the manner of a plate spring, which could lead to a short circuit between a suction zone and a pressure zone of the pump can be prevented.
  • the pressurized medium for example oil
  • a pressing device may be provided which, for example, comprises at least one plate spring.
  • the pressing device is particularly advantageous when the coupling element is designed such that it cooperates with the end face of the shaft sealing ring receiving housing portion.
  • an embodiment of the pump is preferred in which the coupling element in the region between the larger diameter collar and the smaller diameter, in the passage opening in the pressure plate engaging portion located region has an annular bead, which for stiffening the coupling element is used. This makes it possible to form the coupling element thin-walled.
  • an embodiment of the pump is preferred, which is characterized in that the coupling element consists of sheet metal and is preferably formed in one piece.
  • the trained as a sheet metal part coupling element is therefore inexpensive to produce.
  • the coupling element is practically made of any material that can be corrosion resistant, for example, and whose strength properties are sufficient to withstand the pressure in the pressure chamber. Since the coupling element is located in the pressure chamber or adjacent to this, in the promotion of ⁇ 1 serving vane pump, the coupling element also consist of a rusting metal, since the coupling element is protected by ⁇ 1 against corrosion.
  • FIG. 1 shows a section of an embodiment of a pump 1, here as a vane pump is trained.
  • the pump 1 is arranged in the interior 3 of a housing 5 which is closed by a cover 7.
  • the pump 1 comprises a pump unit 9, which comprises a substantially elliptical working space 11 surrounding cam ring 13 and a rotor arranged in the working space 11 15, are introduced into the radially extending to a longitudinal center axis 17 slots in which radially movable wings 19 are used.
  • a medium for example a hydraulic oil, is conveyed from tank connections 21 into a pressure chamber 23. From the pressure chamber 23, the medium passes through a connection path 24 to a consumer, as indicated by arrows.
  • the pressure plate 25 is on its side facing away from the rotor 15 side surface 27 with the pressure chamber 23 in conjunction or is arranged in this embodiment in the pressure chamber 23.
  • the rotor 15 is rotatably coupled to the end of a drive shaft 29 by means of a toothed connection 31 with this.
  • the drive shaft 29 is part of a motor, not shown, preferably electric motor.
  • a bearing 33 arranged in the housing 5 is provided in this embodiment, which is designed here as a rolling bearing. It can be seen that for the cantilevered rotor 15 no own storage is provided. This results in a correspondingly large outer diameter for the bearing 33rd
  • the drive shaft 29 reaches through a passage opening 35 in the middle of the pressure plate 25.
  • the passage opening 35 is of stepped design, that is to say it has a plurality of longitudinal sections with different diameters.
  • the passage opening 35 is preferably circular in cross section.
  • the diameter of the passage opening 35 in its central region is essentially the same size as the diameter of the drive shaft 29 in the region of the bearing 33.
  • the diameter of the passage opening 35 is smaller than that of the drive shaft 29 in FIG Area of their arranged in the camp longitudinal section.
  • the diameter the arranged in the through hole 35 longitudinal portion of the drive shaft 29 is significantly smaller than the diameter of the passage opening 35. This results in a formed between the peripheral surface of the through hole 35 and the outer surface of the drive shaft 29 annulus 37th
  • a well-known shaft sealing ring 39 and a centrifugal disk 41 arranged in the region between the shaft sealing ring 39 and the bearing 33 and having a sleeve-shaped base body are provided in the embodiment shown in FIG.
  • the shaft sealing ring 39 is arranged in the region of a housing section 46, which extends like a dome in the direction of the interior 3 of the pump 1.
  • centrifugal disk 41 The function of the centrifugal disk 41 is to allow small amounts of the pumped by the pump 1 medium, which may possibly pass through the gaps between the shaft seal 39 and the drive shaft 29 and the shaft seal 39 and the housing 5, radially outwardly against the wall 43rd a recess 45 to receive the slinger 41 and the shaft sealing ring 39, where it can be removed in a suitable manner, for example by means of a discharge channel to the outside, so that it does not reach the engine.
  • a coupling element 47 is provided, which is arranged in the region between the pressure plate 25 and the shaft seal 39.
  • the coupling element 47 is here formed in one piece and as a sheet metal part and has a sleeve-shaped portion 49 which engages on the side facing away from the rotor 15 of the pressure plate 25 in the passage opening 35.
  • a first seal 51 is provided, which is formed here by an O-ring and arranged in a larger diameter portion of the through hole 35.
  • the sleeve-shaped portion 49 is followed by a substantially perpendicular to the section 49 extending wall portion 53 which has on its pressure plate 25 side facing an annular bead 55 which serves to stiffen the optionally very thin-walled coupling element 47.
  • the bead 55 is formed by a groove-shaped depression on the side facing away from the pressure plate 25.
  • a collar 57 which engages over the housing portion 46 and preferably completely surrounds on its circumference.
  • a further, second seal 59 is provided, which is here formed by an O-ring, which is arranged on an attached to the outside of the housing portion 46 annular shoulder.
  • the distance between the radially inner sealing surface between coupling element 47 and wall of the through hole 35 is significantly smaller than the distance of the radially outer Sealing surface between the coupling element 47 and the housing portion 46. Due to this configuration, a pump 1 or pump unit 9 are formed whose lying between successive wings 19 delivery spaces have only a small distance from the axis of rotation of the drive shaft 29, whereby a compact, in particular a small outer diameter having Pump unit 9 can be realized.
  • the plugged-on on the housing portion 46 collar 57 has on the inside of its free end a rounding, preferably a radius R1 on.
  • the rounding serves to facilitate the attachment of the collar 57 on the housing portion 46 and to avoid damaging the second seal 59.
  • the portion 49 of the coupling element 47 is provided at its free end on the outside with a rounding, preferably a radius R2. This rounding is to facilitate the insertion of the portion 49 in the through hole 35 of the pressure plate 25 and prevent damage to the first seal 51.
  • the coupling element 47 is formed in the region of its vertical wall portion 53 or adapted to the side surface 27 of the pressure plate 25 that a substantially annular space 61 between the coupling element 47 and an annular end wall portion 60 of the pressure plate 25 is formed, which is connected to the pressure chamber 23 is or a part of the pressure chamber 23 forms.
  • a contact pressure 63 is arranged in the pressure chamber 23, which has a compression spring 65 which is supported on the coupling element 47 on the housing 5 and the pressure plate 25 on its side surface 27 with a directed in the direction of the axis of rotation of the drive shaft 29 Force applied.
  • the pressing device 63 supports during operation of the pump 1, the contact pressure of the pressure plate 25 to the cam ring 13. In the pressureless state, the pressing of the pressure plate 25 to the cam ring 13 exclusively by the contact pressure 63, so that even before starting the pump 1 is a lateral Seal the delivery spaces between the wings 19 is given.
  • the motor and the pump 1, not shown in the figures form in the embodiment shown in Figure 1 in the assembled state, a unit which is also the subject of the invention, wherein the assembly of the centrifugal disc 41 and in particular the shaft seal 39 only after the installation of the engine the pump side takes place.
  • the bearing 33 for the drive shaft 29 is introduced from the motor side into the housing 5.
  • the bearing 33 is mounted for the drive shaft 29 from the pump side, as well as the shaft seal 29, which brings advantages in assembly and coupling of the pump and the engine together.
  • the shaft seal 39 has a very large outer diameter.
  • the coupling element 47 is disposed between the pressure chamber 23 of the pump 1 and the motor, the radially inner sealing surface of the pressure chamber can still be arranged very close to the passage of the drive shaft 29 through the pressure plate 25, so that a small outer diameter of the pressure plate 25 can be realized ,
  • FIG 2 shows a coupling element K 47 ', which is not the subject of the invention, wherein like parts are given the same reference numerals, so that reference is made to the description of Figure 1.
  • the coupling element 47 ' differs from the coupling element 47 shown in FIG. 1 only in that it has no collar 57.
  • the wall portion 53 of the coupling element 47 ' is pressed with its side surface 67 facing away from the rotor to the end face of the housing portion 46.
  • the radially outer sealing surface of the pressure chamber 23 is thus no longer located on the outside of the housing section 46 and thus closer to the drive shaft 29.
  • a third seal is provided in an advantageous embodiment.
  • the coupling element 47 ' which is easier to manufacture compared with the coupling element 47 shown in FIG.
  • the coupling element 47, 47 ' may be made of metal or plastic and is preferably formed in one piece. In a preferred embodiment that is Coupling element 47, 47 '-as shown in Figures 1 and 2- axisymmetric design.
  • the motor preferably electric motor, driven pump 1 in a motor vehicle in which only little space is available and a low weight are required, particularly advantageous.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.
  • Pumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt, siehe z.B. JP-A-07 279 871 . Sie werden beispielsweise für Lenkhelfsysteme in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und umfassen einen Arbeitsraum, der in axialer Richtung mittels mindestens einer Druckplatte verschlossen ist. Im Arbeitsraum ist ein Rotor angeordnet, der mit der Antriebswelle eines Elektromotors koppelbar ist. Eine separate Lagerung für den Rotor ist nicht vorgesehen, der ausschließlich über die Antriebswelle gelagert ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung ergeben sich jedoch große Außendurchmesser für das mindestens eine Lager der Antriebswelle und einen Wellendichtring, der im Bereich der Antriebswelle den Elektromotor gegenüber der Pumpe abdichtet.
  • Die Druckplatte steht auf ihrer dem Rotor abgewandten Seitenfläche mit einem Druckraum in Verbindung, der gegenüber dem Motor mit einem mit mindestens einer Dichtung zusammenwirkenden, einen Teil der Antriebswelle umgebenden Koppelelement abgedichtet ist. Das Koppelelement übergreift einen auf der dem Rotor abgewandten Seite vorgesehenen ringförmigen Flansch an der Druckplatte, der einen großen Außendurchmesser aufweist. Dadurch ist zwischen dem Flansch und dem Koppelelement eine radial innenliegende, den Druckraum von der Pumpeneinheit trennende Dichtfläche gebildet, deren Abstand zur Drehachse der Antriebswelle groß ist. Die Anordnung der innenliegenden Dichtfläche bestimmt auch den Abstand des Druckraums zur Drehachse der Antriebswelle, der demgemäß sehr groß ist, wodurch der Außendurchmesser der Rotationsgruppe entsprechend groß gestaltet werden muss.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein kompakter Aufbau, insbesondere eine Pumpeneinheit mit einem kleinen Außendurchmesser, realisierbar ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 4 vorgeschlagen. Der Abstand einer radial innenliegenden Dichtfläche des Druckraums zur Drehachse der Antriebswelle zwischen dem Koppelelement und der Durchgangsöffnung in der Druckplatte ist daher nur sehr klein, so dass eine die Druckplatte und den Rotor aufweisende Pumpeneinheit mit einem kleinen Außendurchmesser realisierbar ist. Dadurch kann eine Pumpe mit einem kompakten, Platz sparenden Aufbau geschaffen werden. Da der Wellendichtring nicht mit dem Druckraum in Verbindung stehen darf, ist aufgrund des großen Außendurchmessers des Wellendichtrings eine radial außenliegende Dichtfläche des Druckraums in einem großen Abstand von der Antriebswelle angeordnet. Der zwischen der radial innenliegenden und der außenliegenden Dichtfläche befindliche Bereich wird mit Hilfe des Koppelelements in vorteilhafter Weise dichtend überspannt. Nach einer ersten Ausführungsvariante gemäß Anspruch 1 weist das Koppelelement hierzu einen einen den Wellendichtring aufnehmenden Gehäuseabschnitt übergreifenden Kragen auf, wobei zur Abdichtung eines Spalts zwischen dem Kragen und dem Gehäuseabschnitt vorzugsweise mindestens eine zweite Dichtung, beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen ist. Bei einen anderen Ausführungsvariante der Pumpe gemäß Anspruch 4 wirkt das Koppelelement mit einer Stirnfläche des den Wellendichtring aufnehmenden Gehäuseabschnitts zusammen, weist also keinen Kragen zur Abdichtung auf, sondern liegt mit einer dem Rotor abgewandten Seitenfläche an der Stirnfläche des Gehäuseabschnitts an. Zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Koppelelement und der Stirnfläche des Gehäuseabschnitts ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel mindestens eine dritte Dichtung, beispielsweise ein O-Ring, der in einer Nut in der Stirnfläche angeordnet sein kann, oder eine Dichtscheibe, vorgesehen. Bei einer weiteren Ausführungsvariante greift das Koppelelement mit seinem Kragen in eine Ausnehmung im Gehäuseabschnitt ein, in der der Wellendichtring angeordnet ist, wobei der Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kragens und der Wand der Ausnehmung vorzugsweise mittels mindestens einer dritten Dichtung abdichtbar ist.
  • In bevorzugter Ausführungsform befindet sich zwischen dem Koppelelement und der Druckplatte ein mit dem Druckraum verbundener Freiraum. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass die gesamte projizierte, dem Koppelelement zugewandte Seitenfläche der Druckplatte mit dem unter Druck stehenden Medium, beispielsweise Öl, beaufschlagbar ist, wodurch die Druckplatte vorzugsweise gegen einen den Arbeitsraum umgebenden Konturring angepresst wird. Durch die Druckbeaufschlagung der gesamten Seitenfläche der Druckplatte kann eine Verformung der Druckplatte nach Art einer Tellerfeder, was zu einem Kurzschluss zwischen einer Saugzone und einer Druckzone der Pumpe führen könnte, verhindert werden. Um die Druckplatte mit einer in Richtung des Rotors gerichteten Kraft zu beaufschlagen, kann anstelle des Freiraums oder zusätzlich zu dem mit dem Druckraum verbundenen Freiraum eine Anpressvorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise mindestens eine Tellerfeder umfasst. Die Anpressvorrichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Koppelelement derart gestaltet ist, dass es mit der Stirnfläche des den Wellendichtring aufnehmenden Gehäuseabschnitts zusammenwirkt.
  • Außerdem wird ein Ausführungsbeispiel der Pumpe bevorzugt, bei dem das Koppelelement in dem zwischen dem durchmessergrößeren Kragen und dem durchmesserkleineren, in die Durchgangsöffnung in der Druckplatte eingreifenden Abschnitt befindlichen Bereich einen ringförmigen Wulst aufweist, der zur Versteifung des Koppelelements dient. Hierdurch ist es möglich, das Koppelelement dünnwandig auszubilden.
  • Ferner wird ein Ausführungsbeispiel der Pumpe bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Koppelelement aus Blech besteht und vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Das als Blechformteil ausgebildete Koppelelement ist daher kostengünstig herstellbar. Selbstverständlich ist das Koppelelement praktisch aus jedem Material herstellbar, das beispielsweise korrosionsbeständig sein kann und dessen Festigkeitseigenschaften ausreichen, dem Druck im Druckraum Stand zu halten. Da das Koppelelement sich im Druckraum befindet beziehungsweise an diesen angrenzt, kann bei zur Förderung von Ö1 dienender Flügelzellenpumpe das Koppelelement auch aus einem rostenden Metall bestehen, da das Koppelelement vom Ö1 gegen Korrosion geschützt ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe mit einer ersten Ausführungsform eines Koppelelements im Längsschnitt und
    Figur 2
    einen Längsschnitt eines Koppelelements, das nicht Gegenstand der Erfindung ist.
  • Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe 1, die hier als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist. Die Pumpe 1 ist im Innenraum 3 eines Gehäuses 5 angeordnet, das von einem Deckel 7 verschlossen ist. Die Pumpe 1 umfasst eine Pumpeneinheit 9, die einen einen im wesentlichen elliptischen Arbeitsraum 11 umgebenden Hubring 13 und einen im Arbeitsraum 11 angeordneten Rotor 15 umfasst, in den radial zu einer Längsmittelachse 17 verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen radial verschiebliche Flügel 19 eingesetzt sind. Zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln 19 sind größer und kleiner werdende Pumpenräume eingeschlossen, so dass bei einer Rotation des Rotors 15, bei der die Flügel 19 der Innenkontur des Hubrings 13 folgen, ein Medium, beispielsweise ein Hydrauliköl, von Tankanschlüssen 21 in einen Druckraum 23 gefördert wird. Vom Druckraum 23 gelangt das Medium über einen Verbindungspfad 24 zu einem Verbraucher, wie mit Pfeilen angedeutet.
  • Um die zwischen den Flügeln 19 liegenden Förderräume in axialer Richtung, also seitlich abzuschließen, ist auf der einen Seite der Pumpeneinheit 9 eine Druckplatte 25 und auf der anderen Seite der Deckel 7 vorgesehen, die auf den Seitenflächen des Hubrings 13 dichtend anliegen und einen nur sehr geringen Abstand zum Rotor 15 und den Flügeln 19 aufweisen. Die Druckplatte 25 steht auf ihrer dem Rotor 15 abgewandten Seitenfläche 27 mit dem Druckraum 23 in Verbindung beziehungsweise ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Druckraum 23 angeordnet.
  • Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur seitlichen Abdichtung der zwischen den Flügeln 19 liegenden Förderräume zwei Druckplatten vorgesehen, die auf den Seitenflächen des Hubrings 13 anliegen, das heißt, dass eine der Druckplatten zwischen dem Hubring 13 und dem Deckel 7 angeordnet ist.
  • Der Rotor 15 ist am Ende einer Antriebswelle 29 mit Hilfe einer Verzahnungs-Verbindung 31 drehfest mit dieser gekoppelt. Die Antriebswelle 29 ist Teil eines nicht dargestellten Motors, vorzugsweise Elektromotors. Zur Lagerung der Antriebswelle 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein im Gehäuse 5 angeordnetes Lager 33 vorgesehen, das hier als Wälzlager ausgebildet ist. Es ist ersichtlich, dass für den fliegend gelagerten Rotor 15 keine eigene Lagerung vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein entsprechend großer Außendurchmesser für das Lager 33.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich, durchgreift die Antriebswelle 29 eine Durchgangsöffnung 35 in der Mitte der Druckplatte 25. Die Durchgangsöffnung 35 ist stufenförmig ausgebildet, das heißt, sie weist mehrere Längsabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Die Durchgangsöffnung 35 ist im Querschnitt vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 35 in ihrem mittleren Bereich ist hier im wesentlichen gleich groß wie der Durchmesser der Antriebswelle 29 im Bereich des Lagers 33. Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung 35 kleiner als der der Antriebswelle 29 im Bereich ihres im Lager angeordneten Längsabschnitts. Der Durchmesser des in der Durchgangsöffnung 35 angeordneten Längsabschnitts der Antriebswelle 29 ist deutlich kleiner als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 35. Dadurch ergibt sich ein zwischen der Umfangsfläche der Durchgangsöffnung 35 und der Außenfläche der Antriebswelle 29 gebildeter Ringraum 37.
  • Zur Abdichtung des die Pumpe 1 antreibenden Motors sind bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein an sich bekannter Wellendichtring 39 und eine in dem Bereich zwischen dem Wellendichtring 39 und dem Lager 33 angeordnete, einen hülsenförmigen Grundkörper aufweisende Schleuderscheibe 41 vorgesehen. Der Wellendichtring 39 ist im Bereich eines Gehäuseabschnitts 46 angeordnet, der sich domartig in Richtung des Innenraums 3 der Pumpe 1 erstreckt. Die Funktion der Schleuderscheibe 41 besteht darin, geringe Mengen des von der Pumpe 1 geförderten Mediums, das möglicherweise durch die Spalte zwischen dem Wellendichtring 39 und der Antriebswelle 29 und dem Wellendichtring 39 und dem Gehäuse 5 hindurch treten kann, radial nach außen gegen die Wandung 43 einer die Schleuderscheibe 41 und den Wellendichtring 39 aufnehmenden Ausnehmung 45 zu führen, wo es in geeigneter Weise beispielsweise mittels eines Entlastungskanals nach außen abgeführt werden kann, so dass es nicht bis zum Motor gelangt.
  • Zur Abdichtung des Druckraums 23 gegenüber der den Wellendichtring 39 aufweisenden Ausnehmung 45 ist ein Koppelelement 47 vorgesehen, das in dem Bereich zwischen der Druckplatte 25 und dem Wellendichtring 39 angeordnet ist. Das Koppelelement 47 ist hier einstückig und als Blechformteil ausgebildet und weist einen hülsenförmigen Abschnitt 49 auf, der auf der dem Rotor 15 abgewandten Seite der Druckplatte 25 in die Durchgangsöffnung 35 eingreift. Zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Abschnitt 49 des Koppelelements 47 und der Wandung der Durchgangsöffnung 35 ist eine erste Dichtung 51 vorgesehen, die hier von einem Runddichtring gebildet und in einem durchmessergrößeren Abschnitt der Durchgangsöffnung 35 angeordnet ist. An den hülsenförmigen Abschnitt 49 schließt sich ein im wesentlichen senkrecht zum Abschnitt 49 verlaufender Wandabschnitt 53 an, der auf seiner der Druckplatte 25 zugewandten Seite einen ringförmig ausgebildeten Wulst 55 aufweist, der zur Versteifung des gegebenenfalls sehr dünnwandigen Koppelelements 47 dient. Der Wulst 55 ist durch eine rinnenförmige Vertiefung auf der der Druckplatte 25 abgewandten Seite gebildet. An den sich über die den Wellendichtring 39 aufnehmende Ausnehmung 45 in radialer Richtung hinaus erstreckenden Wandabschnitt 53 schließt sich ein Kragen 57 an, der den Gehäuseabschnitt 46 übergreift und auf seinem Umfang vorzugsweise vollständig umschließt. Zur Abdichtung eines Spalts zwischen dem Kragen 57 und dem Gehäuseabschnitt 46 ist eine weitere, zweite Dichtung 59 vorgesehen, die hier von einem Runddichtring gebildet ist, der auf einer an der Außenseite des Gehäuseabschnitts 46 angebrachten Ringschulter angeordnet ist.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Abstand der radial innenliegenden Dichtfläche zwischen Koppelelement 47 und Wandung der Durchgangsöffnung 35 deutlich kleiner als der Abstand der radial außenliegenden Dichtfläche zwischen dem Koppelelement 47 und dem Gehäuseabschnitt 46. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann eine Pumpe 1 beziehungsweise Pumpeneinheit 9 gebildet werden, deren zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln 19 liegende Förderräume einen nur geringen Abstand zur Drehachse der Antriebswelle 29 aufweisen, wodurch eine kompakte, insbesondere einen kleinen Außendurchmesser aufweisende Pumpeneinheit 9 realisierbar ist.
  • Der auf dem Gehäuseabschnitt 46 aufgesteckte Kragen 57 weist auf der Innenseite seines freien Endes eine Rundung, vorzugsweise einen Radius R1, auf. Die Abrundung dient dazu, das Aufstecken des Kragens 57 auf den Gehäuseabschnitt 46 zu erleichtern und eine Beschädigung der zweiten Dichtung 59 zu vermeiden. Außerdem ist der Abschnitt 49 des Koppelelements 47 an seinem freien Ende an der Außenseite mit einer Rundung, vorzugsweise einem Radius R2, versehen. Diese Abrundung soll das Einstecken des Abschnitts 49 in die Durchgangsöffnung 35 der Druckplatte 25 erleichtern und eine Beschädigung der ersten Dichtung 51 verhindern.
  • Das Koppelelement 47 ist im Bereich seines senkrechten Wandabschnitts 53 derart ausgebildet beziehungsweise so an die Seitenfläche 27 der Druckplatte 25 angepasst, dass ein im wesentlichen ringförmiger Freiraum 61 zwischen Koppelelement 47 und einem ringförmigen Stirnwandabschnitt 60 der Druckplatte 25 gebildet ist, der mit dem Druckraum 23 verbunden ist beziehungsweise ein Teil des Druckraums 23 bildet.
  • Im Betrieb der Pumpe 1 wird die gesamte Seitenfläche 27 der Druckplatte 25 und die zweite Dichtung 59 in der Durchgangsöffnung 35 mit dem unter einem Druck stehenden Medium beaufschlagt, so dass die Druckplatte 25 gegen den Hubring 13 gedrückt wird. Gleichzeitig wird das Koppelelement 47 mit der Seitenfläche seines radial verlaufenden wandabschnitts 53 gegen die Stirnseite des Gehäuseabschnitts 46 gepresst.
  • Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Druckraum 23 eine Anpressvorrichtung 63 angeordnet, die eine Druckfeder 65 aufweist, die sich über das Koppelelement 47 am Gehäuse 5 abstützt und die Druckplatte 25 an ihrer Seitenfläche 27 mit einer in Richtung der Drehachse der Antriebswelle 29 gerichteten Kraft beaufschlagt. Die Anpressvorrichtung 63 unterstützt während des Betriebs der Pumpe 1 die Anpressung der Druckplatte 25 an den Hubring 13. Im drucklosen Zustand erfolgt die Anpressung der Druckplatte 25 an den Hubring 13 ausschließlich durch die Anpressvorrichtung 63, so dass bereits vor dem Anlaufen der Pumpe 1 eine seitliche Abdichtung der Förderräume zwischen den Flügeln 19 gegeben ist.
  • Der in den Figuren nicht dargestellte Motor und die Pumpe 1 bilden bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand eine Einheit, die auch Gegenstand der Erfindung ist, wobei die Montage der Schleuderscheibe 41 und insbesondere des Wellendichtrings 39 erst nach dem Einbau des Motors von der Pumpenseite her erfolgt. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Lager 33 für die Antriebswelle 29 von der Motorseite her in das Gehäuse 5 eingebracht.
  • Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass auch das Lager 33 für die Antriebswelle 29 von der Pumpenseite her montierbar ist, ebenso wie der Wellendichtring 29, was Vorteile beim Zusammenbau und der Kopplung der Pumpe und des Motors miteinander bringt. Bei dieser Ausführungsform weist insbesondere der Wellendichtring 39 einen sehr großen Außendurchmesser auf. Da jedoch das Koppelelement 47 zwischen dem Druckraum 23 der Pumpe 1 und dem Motor angeordnet ist, kann die radial innenliegende Dichtfläche des Druckraums dennoch sehr nahe am Durchtritt der Antriebswelle 29 durch die Druckplatte 25 angeordnet werden, so dass ein kleiner Außendurchmesser der Druckplatte 25 realisierbar ist.
  • Figur 2 zeigt ein KoppelelementK 47', das nicht Gegenstand der Erfindung ist wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass insofern auf die Beschreibung zur Figur 1 verwiesen wird.
  • Das Koppelelement 47' unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Koppelelement 47 lediglich dadurch, dass es keinen Kragen 57 aufweist. Im montierten Zustand wird der Wandabschnitt 53 des Koppelelements 47' mit seiner dem Rotor abgewandten Seitenfläche 67 an die Stirnseite des Gehäuseabschnitts 46 angepresst. Die radial außenliegende Dichtfläche des Druckraums 23 befindet sich also nicht mehr an der Außenseite des Gehäuseabschnitts 46 und damit näher an der Antriebswelle 29. Zur Abdichtung des Spalts zwischen der Seitenfläche 67 des Wandabschnitts 53 des Koppelelements 47' und der Stirnseite des Gehäuseabschnitts 46 ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel eine dritte Dichtung vorgesehen ist. Das Koppelelement 47', das gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Koppelelement 47 einfacher herstellbar ist, wird mit Hilfe der Anpressvorrichtung 63 ständig dichtend an die Stirnseite des Gehäuseabschnitts 46 gedrückt. Selbstverständlich kann es auch möglich sein, dass mit Hilfe des unter Druck stehenden, im Druckraum 23 befindlichen Mediums auch bei einem niedrigen Druck im Druckraum 23 eine ausreichende Anpressung des Koppelelements 47' an den Gehäuseabschnitt 46 sicherstellt werden kann, um eine Abdichtung zu gewährleisten, so dass gegebenenfalls auf die Anpressvorrichtung 63 verzichtet werden kann. Ferner ist es möglich, dass die Anpresskräfte durch die Dichtungen aufgebracht werden.
  • Dadurch, dass das in Figur 2 dargestellte Koppelelement 47' lediglich die Mündung der Ausnehmung 45 im Gehäuse 5 abdeckt, kann die Gefahr einer Doppelzentrierung der Druckplatte 25, die bereits über in der Druckplatte 25, dem Hubring 13 und dem Deckel 7 angeordnete Stifte, von denen in Figur 1 ein Stift 69 dargestellt ist, zentriert ist, praktisch ausgeschlossen werden.
  • Das Koppelelement 47, 47' kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. In bevorzugter Ausführungsform ist das Koppelelement 47, 47' -wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt- achsensymmetrisch ausgebildet.
  • Aufgrund der Platz sparenden Bauweise der Pumpe 1, insbesondere wegen des kleinen Außendurchmessers der Pumpeneinheit 9, der erst durch das Koppelelement 47 beziehungsweise 47' möglich ist, ist die Verwendung der von dem Motor, vorzugsweise Elektromotor, angetriebenen Pumpe 1 in einem Kraftfahrzeug, in dem nur wenig Platz zur Verfügung steht und ein geringes Gewicht gefordert werden, besonders vorteilhaft.
  • Die Vorteile des anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Koppelelements 47 beziehungsweise 47' ergeben sich selbstverständlich auch dann, wenn die Pumpe 1 als Rollenzellenpumpe, Sperrflügelpumpe oder dergleichen ausgebildet ist.

Claims (9)

  1. Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, für ein flüssiges oder gasförmiges Medium, die mit Hilfe eines Motors, insbesondere Elektromotors, antreibbar ist, die einen in einem Arbeitsraum angeordneten, mit einer Antriebswelle (29) des Motors koppelbaren Rotor (15) und mindestens eine den Arbeitsraum (11) in axialer Richtung verschließende Druckplatte (25) umfasst, die auf ihrer dem Rotor (15) abgewandten Seitenfläche (27) mit einem Druckraum (23) in Verbindung steht, sowie ein einen Teil der Antriebswelle (29) umgebendes, mit mindestens einer Dichtung zusammenwirkendes, zur Abdichtung des Druckraums (23) gegenüber dem Motor beitragendes Koppelelement (47), wobei die Antriebswelle (29) eine Durchgangsöffnung (35) in der Druckplatte (25) durchgreift, wobei das Koppelelement (47) einen hülsenförmigen Abschnitt (49) aufweist, der in die Durchgangsöffnung (35) in der Druckplatte (25) eingreift, und wobei der Durchmesser der Durchgangsöffnung kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner ist als der Außendurchmesser eines einen Teil der Antriebswelle (29) umgebenden Wellendichtrings (39), dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (47) zusammen mit einem den Wellendichtring (39) aufnehmenden Gehäuseabschnitt (46) eine Dichtfläche ausbildet, wobei das Koppelelement (47) einen einen den Wellendichtring (39) aufnehmenden Gehäuseabschnitt (46) zumindest teilweise übergreifenden Kragen (57) aufweist, und der Kragen (57) und der Gehäuseabschnitt (46) die Dichtfläche erzeugen.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt (49) und der Durchgangsöffnung (35) mindestens eine erste Dichtung (51) vorgesehen ist.
  3. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kragen (57) und dem Gehäuseabschnitt (46) mindestens eine zweite Dichtung (59) vorgesehen ist.
  4. Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (47) zusammen mit einem den Wellendichtring (39) aufnehmenden Gehäuseabschnitt (46) eine Dichtfläche ausbildet, wobei das Koppelelement (47) mit einer Stirnfläche eines den Wellendichtring aufnehmenden Gehäuseabschnitts (46) zusammenwirkt und eine Dichtfläche realisiert.
  5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Koppelelement (47) und der Stirnfläche mindestens eine dritte Dichtung vorgesehen ist.
  6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Koppelelement (47) und der Druckplatte (25) sich ein mit dem Druckraum (23) verbundener Freiraum (61) befindet.
  7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Anpressvorrichtung (63) vorgesehen ist, die die Druckplatte (25) mit einer in Richtung des Rotors (15) gerichteten Kraft beaufschlagt.
  8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (47) einen mit dem hülsenförmigen Abschnitt (49) verbundenen Wandabschnitt (53) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zum Abschnitt (49) verläuft und in dem ein ringförmiger Wulst (55) eingebracht ist.
  9. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (47) aus Blech besteht und vorzugsweise einstückig ausgebildet ist.
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