EP1292771B1 - Pump - Google Patents
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- EP1292771B1 EP1292771B1 EP01943472A EP01943472A EP1292771B1 EP 1292771 B1 EP1292771 B1 EP 1292771B1 EP 01943472 A EP01943472 A EP 01943472A EP 01943472 A EP01943472 A EP 01943472A EP 1292771 B1 EP1292771 B1 EP 1292771B1
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- European Patent Office
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- pump
- pressure plate
- pressure
- chamber
- recess
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
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- F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
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- F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
Definitions
- the invention relates to a pump having a housing having a recess in which a pump unit is arranged, which has one of a pump chamber ring and at least one pressure chamber lying on the pump chamber ring pressure plate pump chamber and a rotatably driven pump element which is arranged in the pump chamber, and with a limited by the recess and the pressure plate pressure chamber.
- EP 0 758 716 A2 An example of a pump, in particular a vane pump, according to the prior art is EP 0 758 716 A2. It shows a pump with improved cold start characteristics, wherein a pressure plate with a high material thickness is used in a known manner to reduce the deflection of the pressure plate becomes.
- a gear pump is known with a device for reducing the mechanical abrasion within the pump.
- the pump has a bearing plate for receiving the axes of the gears, which is provided with recesses.
- the recesses give the bearing plate an additional degree of freedom to allow the mechanical abrasion reducing movements.
- a pump comprising a housing in which a recess is formed.
- a pump unit is arranged, which has a pump chamber formed by a pump chamber ring and at least one located on the pump chamber ring pressure plate and a rotatably driven pump element. This is arranged in the pump chamber.
- the pump has a limited by the recess and one of the pressure plates pressure chamber.
- the pump is characterized in that between the bearing surfaces of the pump chamber ring and the pressure chamber side pressure plate is a circumferential spacer.
- a force acts on the one hand on the pressure-chamber side ellipse or circular surface of the pressure plate, which is directly opposite the passage opening of the pump chamber ring; on the other hand, a force acts on the pressure-chamber-side annular surface of the pressure plate by the medium pressure, so that a counter force is established which counteracts the deflection of the pressure plate in the region of the circular surface.
- the deflection of the pressure plate at least decreases, so that the once set leakage gap in operation, so under pressure, temperature, etc., the pump remains essentially unchanged, whereby this leakage gap can be selected according to narrow or narrow, so that the volumetric efficiency of the pump is improved. Since the deflection of the pressure plate is largely compensated, this pressure plate does not have to be particularly strong, whereby the axial length of the pump can be reduced.
- a peripheral seal is arranged between the side wall of the recess in the housing and the pressure chamber side pressure plate, which thus between side wall of the recess and the edge surface of the printing plate is located. In this way, however, it is also ensured that the cavity behind the pressure plate between the pump chamber ring and pressure plate annular surface is not subjected to the medium pressure.
- a particularly preferred embodiment is characterized in that the spacer means is formed integrally with the pump chamber ring and / or the pressure chamber side pressure plate.
- the spacer can be easily made in one piece with the pump chamber ring or the pressure plate.
- the pump according to the invention is characterized by a cost-effective production, yet the volumetric efficiency is improved.
- the pressure chamber is located between the pressure-chamber-side pressure plate and the bottom of the recess.
- the pump described below may be designed as a vane, paddle and roller cell pump in which the rotatably driven pump element is formed by a rotor, in; are used depending on Pumpenart- wings or rollers or the -bei the embodiment of a Sperrflügelpumpe- is realized as a contour element. It would also be conceivable, however, to design the pump as a gear pump. Such pumps or their function are known per se, so that in the following the exact configuration of the rotary-driven pump element is not described in detail.
- FIG. 1 shows in a greatly simplified and only partially illustrated form a pump 1 in cross section, which comprises a housing 2.
- a recess 3 is introduced, which -here not shown-is closed by a housing cover which is attachable to the housing 2 of the pump 1.
- a pump unit 4 which has a pump chamber 5, which is bounded by a pump chamber ring 6 and two resting on the annular bearing surfaces 7 and 8 pressure plates 9 and 10.
- the housing 2 may also be formed so that it limits the pump chamber 5.
- the pressure plate 10 is provided.
- One of the pressure plates 10 is at a distance from the bottom 11 of the substantially circular cylindrical recess 3. This pressure plate 10 thus forms with the recess 3, a pressure chamber 12, in which the funded by a rotationally driven pump element 13 medium is introduced.
- the pressure chamber 12 has a connection, not shown here, to a pump-side consumer connection (not shown).
- the rotatably driven pump element 13 is the above-mentioned rotor of a vane, paddle or roller cell pump or a gear of a gear pump. In order to drive the pump element 13 rotatably, this is arranged rotationally fixed on one end 14 of a rotatably mounted in the housing 2 drive shaft 15. At the other end, not shown here, a drive torque can be introduced.
- the drive shaft 15 passes through the pressure chamber 12 and passes through a, preferably centrally formed in the pressure plate 10 opening 16. Within the opening 16, a circumferential sealing element 17 is arranged. The seal is achieved via a sealing gap. Between the lateral surface of the drive shaft 15 and the drive shaft breakthrough 18 formed in the housing 2, a sealing element is preferably also arranged to-like the sealing element 17- seal the pressure chamber 12 to the outside.
- This sealing element can be designed as a radial shaft sealing ring 16 '.
- a circumferential spacer means 19 is arranged, which is formed in the present embodiment of Figure 1 in one piece with the pump chamber ring 6.
- a preferably open-edged, radially outer circumferential groove 20 is introduced, so that at least partially a cavity 21 is formed between the pressure plate 10 and the pump chamber ring 6.
- the spacer 19 is arranged on the pump chamber ring 6 so that it divides the pressure chamber surface 22 facing the pump chamber ring 6 into two subregions, namely the pressure plate circular or ellipse surface 24 facing the opening 23 of the pump chamber ring 6 and the radially outer pressure plate annular surface 24 '.
- the pressure plate circular or Ellipse area 24 is therefore in the circular or elliptical area 24 '', whereas the pressure plate ring surface 24 'in the annular region 24''' of the pressure plate 10 is located.
- the spacer means 19 is spaced from the side wall 25 of the recess 3. A Druckplattenellipsenthesis results when the opening 23 is present substantially elliptical.
- the pump element 13 then preferably has an axis of rotation in which the center of the ellipse lies.
- the opening 23 may also be circular in cross-section, in which case the pump element has an axis of rotation which is offset from the center of the opening 23.
- a circumferential seal 27 is arranged, which preferably comes to rest in an annular groove 28, which is introduced in the embodiment shown in the peripheral surface 26. It would also be conceivable, however, to arrange the seal 27 in an annular groove to be formed in the housing 2, which would thus be formed in the side wall 25 of the recess 3.
- FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a pump 1.
- the same or identically acting parts are provided with the same reference numerals in FIG. 2 in detail in FIG. 2 as in FIG. 1. Therefore, only differences between the pumps 1 according to FIG. 1 and FIG 2 received.
- the spacer 19 is integrally formed in the pump 1 of Figure 2 with the pressure chamber side pressure plate 10 and thus forms a survey on the pressure plate surface 22 from.
- a preferably open-edged, radially outer annular groove 29 in the annular region 24 '' 'is introduced so that the spacer means 19 -in plan view - is formed as a flat circular disk.
- the spacer 19 may also be present as a separate insert, which then comes to rest between the pressure plate 10 and the pump chamber ring 6.
- FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a pump 1.
- the pump chamber ring In contrast to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, 6 is not supported on the side wall 25 of the recess 3. Instead, it is held centered on the pressure plate 9.
- connecting elements 31 or centering pins can be provided, which can be designed as connecting bolts.
- These connecting elements 31 can be provided both between pump chamber ring 6 and pressure plate 9 and in the form that a deflection of the pressure plate 10 is not hindered by this - also between the pump chamber ring 6 and the pressure chamber side pressure plate 10.
- Such connecting elements 31 can also be used in the pump 1 of Figure 1 and Figure 2.
- the radial extent, in particular the outer diameter A of the pump chamber ring 6, is therefore smaller in the exemplary embodiment of the pump 1 according to FIG. 4 than the radial extent, that is, for example, the outer diameter B of the pressure chamber-side pressure plate 10.
- the pump 1 is further simplified and shown only schematically.
- the same or equivalent parts as in Figures 1, 2 and 4 are provided with the same reference numerals.
- the medium conveyed via the pump element 13 is present in the pressure chamber 12 at a pressure p.
- act on the bottom 11 facing the pressure plate outer surface 32 forces K, which urge the pressure plate 10 in its circular area 24 "facing the aperture 23 of the pump chamber ring 6 in the direction of the rotationally driven pump element 13.
- the belly formation by deflection of the pressure plate in the circular area occurs in known pumps in that there are areas with different media pressures within the pump chamber, since within the pump chamber 5 at least one pressure and a suction area are formed, in which thus prevail different medium pressures, so on
- the forces acting on the pressure plate surface in the circular region can not be compensated solely by the forces resulting from the medium pressures.
- the spacer means 19 according to the invention is provided in the pump 1, however, the pressure forces K '' acting on the pressure plate surface 22 are supported from the pump chamber 5 by the forces K 'acting on the pressure plate ring surface 24', so that a deflection of the pressure plate 10 which is not desired for the respective application is avoided.
- the leakage gap existing between the pressure plate circular surface 24 and the pump element 13 is substantially unchanged even during operation of the pump 1; it can therefore be designed very narrow, which improves the volumetric efficiency of the pump 1.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäuse, das eine Ausnehmung aufweist, in der eine Pumpeneinheit angeordnet ist, die eine von einem Pumpenkammerring und zumindest einer auf den Pumpenkammerring liegenden Druckplatte gebildete Pumpenkammer und ein drehantreibbares Pumpenelement besitzt, das in der Pumpenkammer angeordnet ist, und mit einem von der Ausnehmung und der Druckplatte begrenzten Druckraum.The invention relates to a pump having a housing having a recess in which a pump unit is arranged, which has one of a pump chamber ring and at least one pressure chamber lying on the pump chamber ring pressure plate pump chamber and a rotatably driven pump element which is arranged in the pump chamber, and with a limited by the recess and the pressure plate pressure chamber.
Pumpen der eingangs genannten Art sind bekannt. Um der Verbiegung der druckraumseitigen Druckplatte entgegenzuwirken, hat man im Stand der Technik diese Druckplatte besonders steif ausgebildet. Diese bekannte Druckplatte weist somit eine relativ große Materialstärke auf, wodurch die Baugröße der Pumpe entsprechend ansteigt. Dies wurde bisher jedoch hingenommen, um den zwischen der druckraumseitigen Druckplatte und dem Pumpenelement liegenden Leckagespalt möglichst gering zu halten und um einen ausreichenden volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe zu erhalten.Pumps of the type mentioned are known. In order to counteract the bending of the pressure-chamber-side pressure plate, this pressure plate has been made particularly stiff in the prior art. This known pressure plate thus has a relatively large material thickness, whereby the size of the pump increases accordingly. However, this has been accepted so far to keep the lying between the pressure chamber side pressure plate and the pump element leakage gap as low as possible and to obtain a sufficient volumetric efficiency of the pump.
Ein Beispiel für eine Pumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe, gemäß dem Stand der Technik stellt die EP 0 758 716 A2 dar. Sie zeigt eine Pumpe mit verbesserten Kaltstarteigenschaften auf, wobei zur Reduzierung der Verbiegung der Druckplatte in bekannter Weise eine Druckplatte mit einer großen Materialstärke verwendet wird.An example of a pump, in particular a vane pump, according to the prior art is EP 0 758 716 A2. It shows a pump with improved cold start characteristics, wherein a pressure plate with a high material thickness is used in a known manner to reduce the deflection of the pressure plate becomes.
Aus der US 2,477,797 ist eine Zahnradpumpe bekannt mit einer Vorrichtung zur Reduzierung des mechanischen Abriebs innerhalb der Pumpe. Dazu weist die Pumpe eine Lagerplatte zur Aufnahme der Achsen der Zahnräder auf, die mit Ausnehmungen versehen ist. Die Ausnehmungen geben der Lagerplatte einen zusätzlichen Freiheitsgrad, um den mechanischen Abrieb reduzierende Bewegungen zu ermöglichen.From US 2,477,797 a gear pump is known with a device for reducing the mechanical abrasion within the pump. For this purpose, the pump has a bearing plate for receiving the axes of the gears, which is provided with recesses. The recesses give the bearing plate an additional degree of freedom to allow the mechanical abrasion reducing movements.
Aus der DE 199 00 927 A1 ist es auch bekannt, die druckraumseitige Druckplatte gegenüber dem Boden der im Gehäuse vorgesehenen Ausnehmung mit einem Distanzmittel abzustützen. Im übrigen muss zur Reduzierung des Leckagespalts zwischen der dem Boden der Ausnehmung zugeordneten Druckplatte und dem Pumpenelement die gesamte Pumpeneinheit in axialer Richtung schwimmend gelagert sein.From DE 199 00 927 A1 it is also known to support the pressure chamber side pressure plate with respect to the bottom of the recess provided in the housing with a spacer. Moreover, to reduce the leakage gap between the ground the recess associated pressure plate and the pump element, the entire pump unit to be mounted floating in the axial direction.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe der eingangs genannten Art anzugeben, die einfach aufgebaut ist und dennoch einen guten volumetrischen Wirkungsgrad besitzt.It is therefore an object of the invention to provide a pump of the type mentioned, which is simple in construction and yet has a good volumetric efficiency.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Pumpe, die ein Gehäuse umfasst, in dem eine Ausnehmung ausgebildet ist. In der Ausnehmung ist eine Pumpeneinheit angeordnet, die eine von einem Pumpenkammerring und zumindest einer auf dem Pumpenkammerring liegenden Druckplatte gebildete Pumpenkammer und ein drehantreibbares Pumpenelement besitzt. Dieses ist in der Pumpenkammer angeordnet. Außerdem weist die Pumpe einen von der Ausnehmung und einer der Druckplatten begrenzten Druckraum auf. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Pumpe dadurch aus, dass zwischen den Auflageflächen des Pumpenkammerrings und der druckraumseitigen Druckplatte ein umlaufendes Distanzmittel liegt. Durch die Beaufschlagung der dem Druckraum zugewandten Seitenfläche der Druckplatte mit dem Mediumdruck wirkt eine Kraft einerseits auf die druckraumseitige Ellipsen- oder Kreisfläche der Druckplatte, die der Durchgangsöffnung des Pumpenkammerrings direkt gegenüber liegt; andererseits wirkt durch den Mediumdruck eine Kraft auf die druckraumseitige Ringfläche der Druckplatte, so dass eine Gegenkraft aufgebaut wird, die der Durchbiegung der Druckplatte im Bereich der Kreisfläche entgegenwirkt. Mithin wird bei der erfindungsgemäßen Pumpe die Durchbiegung der Druckplatte zumindest verringert, so dass der einmal eingestellte Leckagespalt auch im Betrieb, also unter Druck, Temperatur etc., der Pumpe im wesentlichen unverändert bleibt, wodurch dieser Leckagespalt entsprechend eng beziehungsweise schmal gewählt werden kann, so dass der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe verbessert ist. Da die Durchbiegung der Druckplatte weitgehend kompensiert wird, muss diese Druckplatte nicht besonders stark ausgebildet sein, wodurch die axiale Baulänge der Pumpe reduziert werden kann.This object is achieved with a pump comprising a housing in which a recess is formed. In the recess, a pump unit is arranged, which has a pump chamber formed by a pump chamber ring and at least one located on the pump chamber ring pressure plate and a rotatably driven pump element. This is arranged in the pump chamber. In addition, the pump has a limited by the recess and one of the pressure plates pressure chamber. According to the invention, the pump is characterized in that between the bearing surfaces of the pump chamber ring and the pressure chamber side pressure plate is a circumferential spacer. By acting on the pressure chamber facing side surface of the pressure plate with the medium pressure, a force acts on the one hand on the pressure-chamber side ellipse or circular surface of the pressure plate, which is directly opposite the passage opening of the pump chamber ring; on the other hand, a force acts on the pressure-chamber-side annular surface of the pressure plate by the medium pressure, so that a counter force is established which counteracts the deflection of the pressure plate in the region of the circular surface. Thus, in the pump according to the invention, the deflection of the pressure plate at least decreases, so that the once set leakage gap in operation, so under pressure, temperature, etc., the pump remains essentially unchanged, whereby this leakage gap can be selected according to narrow or narrow, so that the volumetric efficiency of the pump is improved. Since the deflection of the pressure plate is largely compensated, this pressure plate does not have to be particularly strong, whereby the axial length of the pump can be reduced.
Gelöst wird diese Aufgabe auch mit einer Pumpe bei der anstelle des umlaufenden Distanzmittels erfindungsgemäß vorgesehen ist, die radiale Erstreckung des Pumpenkammerrings kleiner als die radiale Erstreckung der druckraumseitigen Druckplatte zu wählen. Somit steht die Druckplatte über die Außenumfangsfläche des Pumpenkammerrings über, so dass wiederum -wie vorstehend erwähnt- die radial außenliegende Ringfläche der Druckplatte mit einer Kraft beaufschlagt wird, die der Durchbiegung der Druckplatte im Bereich des der Durchgangsöffnung gegenüber liegenden Kreisbereiches der Druckplatte entgegenwirkt. Mithin ist auch bei dieser erfindungsgemäß ausgestalteten Pumpe der volumetrische Wirkungsgrad verbessert, da ein sehr geringer Leckagespalt gewählt werden kann.This object is achieved with a pump in which instead of the circumferential spacer means according to the invention is provided to choose the radial extent of the pump chamber ring smaller than the radial extent of the pressure-chamber side pressure plate. Thus, the pressure plate over the outer peripheral surface of the pump chamber ring, so that again -as mentioned above, the radially outer annular surface of the pressure plate is acted upon by a force which counteracts the deflection of the pressure plate in the region of the passage opening opposite the circular region of the pressure plate. Consequently, the volumetric efficiency is also improved in this inventively designed pump, since a very small leakage gap can be selected.
Um den Druckraum gegenüber dem übrigen Ausnehmungsbereich abzudichten, ist zwischen der Seitenwandung der Ausnehmung im Gehäuse und der druckraumseitigen Druckplatte eine umlaufende Dichtung angeordnet, die somit zwischen Seitenwandung der Ausnehmung und der Randfläche der Druckplatte liegt. Dadurch wird aber auch sichergestellt, dass der hinter der Druckplatte liegende Hohlraum zwischen Pumpenkammerring und Druckplattenringfläche nicht mit dem Mediumdruck beaufschlagt wird.In order to seal the pressure chamber with respect to the remaining recess region, a peripheral seal is arranged between the side wall of the recess in the housing and the pressure chamber side pressure plate, which thus between side wall of the recess and the edge surface of the printing plate is located. In this way, however, it is also ensured that the cavity behind the pressure plate between the pump chamber ring and pressure plate annular surface is not subjected to the medium pressure.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Distanzmittel einstückig mit dem Pumpenkammerring und/oder der druckraumseitigen Druckplatte ausgebildet ist.A particularly preferred embodiment is characterized in that the spacer means is formed integrally with the pump chamber ring and / or the pressure chamber side pressure plate.
Durch entsprechende Herstellverfahren, beispielsweise spanabtragende Verfahren, kann das Distanzmittel leicht einstückig mit dem Pumpenkammerring beziehungsweise der Druckplatte hergestellt werden. Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Pumpe durch eine kostengünstige Herstellung aus, wobei dennoch der volumetrische Wirkungsgrad verbessert ist.By appropriate manufacturing process, such as chip removal processes, the spacer can be easily made in one piece with the pump chamber ring or the pressure plate. Thus, the pump according to the invention is characterized by a cost-effective production, yet the volumetric efficiency is improved.
Bei einem Ausführungsbeispiel liegt der Druckraum zwischen der druckraumseitigen Druckplatte und dem Boden der Ausnehmung.In one embodiment, the pressure chamber is located between the pressure-chamber-side pressure plate and the bottom of the recess.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- ein erstes Ausführungsbeispiel einer Pumpe,
Figur 2- ein zweites Ausführungsbeispiel einer Pumpe,
Figur 3- schematisch die erfindungsgemäße Abstützung der druckraumseitigen Druckplatte einer Pumpe, und
- Figur 4
- ein drittes Ausführungsbeispiel einer Pumpe.
- FIG. 1
- A first embodiment of a pump
- FIG. 2
- A second embodiment of a pump
- FIG. 3
- schematically the support according to the invention of the pressure-chamber-side pressure plate of a pump, and
- FIG. 4
- a third embodiment of a pump.
Die im Folgenden beschriebene Pumpe kann als Flügelzellen-, Sperrflügel- und Rollenzellenpumpe ausgebildet sein, bei denen das drehantreibbare Pumpenelement durch einen Rotor gebildet wird, in; dem -je nach Pumpenart- Flügel oder Rollen eingesetzt sind oder der -bei der Ausgestaltung einer Sperrflügelpumpe- als Konturelement realisiert ist. Denkbar wäre es jedoch auch, die Pumpe als Zahnradpumpe auszubilden. Derartige Pumpen beziehungsweise deren Funktion sind an sich bekannt, so dass im Folgenden die genaue Ausgestaltung des drehantreibbaren Pumpenelements nicht näher beschrieben ist.The pump described below may be designed as a vane, paddle and roller cell pump in which the rotatably driven pump element is formed by a rotor, in; are used depending on Pumpenart- wings or rollers or the -bei the embodiment of a Sperrflügelpumpe- is realized as a contour element. It would also be conceivable, however, to design the pump as a gear pump. Such pumps or their function are known per se, so that in the following the exact configuration of the rotary-driven pump element is not described in detail.
Figur 1 zeigt stark vereinfacht und lediglich teilweise dargestellt eine Pumpe 1 im Querschnitt, die ein Gehäuse 2 umfasst. In dieses Gehäuse 2 ist eine Ausnehmung 3 eingebracht, die -hier nicht dargestellt- von einem Gehäusedeckel verschlossen wird, der am Gehäuse 2 der Pumpe 1 befestigbar ist.FIG. 1 shows in a greatly simplified and only partially illustrated form a
In der Ausnehmung 3 ist eine Pumpeneinheit 4 angeordnet, die eine Pumpenkammer 5 besitzt, die von einem Pumpenkammerring 6 und zwei auf dessen ringförmigen Auflageflächen 7 und 8 aufliegenden Druckplatten 9 und 10 begrenzt wird. Anstelle der Druckplatte 9 kann das Gehäuse 2 auch so ausgebildet sein, dass es die Pumpenkammer 5 begrenzt. Zumindest die Druckplatte 10 ist jedoch vorgesehen. Eine der Druckplatten 10 liegt mit Abstand zu dem Boden 11 der im wesentlichen kreiszylindrischen Ausnehmung 3. Diese Druckplatte 10 bildet somit mit der Ausnehmung 3 einen Druckraum 12, in den das von einem dreh-antreibbaren Pumpenelement 13 geförderte Medium eingebracht wird. Der Druckraum 12 weist eine hier nicht dargestellte Verbindung zu einem pumpenseitigen Verbraucheranschluss (nicht gezeigt) auf. Bei dem drehantreibbaren Pumpenelement 13 handelt es sich um den vorstehend erwähnten Rotor einer Flügelzellen-, Sperrflügel- oder Rollenzellenpumpe beziehungsweise um ein Zahnrad einer Zahnradpumpe. Um das Pumpenelement 13 drehantreiben zu können, ist dieses auf einem Ende 14 einer im Gehäuse 2 drehbar gelagerten Antriebswelle 15 verdrehfest angeordnet. An deren anderem hier nicht dargestellten Ende ist ein Antriebsdrehmoment einleitbar.In the
Die Antriebswelle 15 durchsetzt den Druckraum 12 und durchgreift einen, vorzugsweise zentral, in der Druckplatte 10 ausgebildeten Durchbruch 16. Innerhalb des Durchbruchs 16 ist ein umlaufendes Dichtelement 17 angeordnet. Die Abdichtung wird über einen Dichtspalt erreicht. Zwischen der Mantelfläche der Antriebswelle 15 und dem im Gehäuse 2 ausgebildeten Antriebswellendurchbruch 18 ist vorzugsweise ebenfalls ein Dichtelement angeordnet, um -wie das Dichtelement 17- den Druckraum 12 nach außen abzudichten. Dieses Dichtelement kann als Radialwellendichtring 16' ausgebildet sein.The
Zwischen der am Pumpenkammerring 6 vorliegenden Auflagefläche 7 und der dieser gegenüberliegenden Auflagefläche 18' der druckraumseitigen Druckplatte 10 ist ein umlaufendes Distanzmittel 19 angeordnet, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Figur 1 einstückig mit dem Pumpenkammerring 6 ausgebildet ist. Hierfür ist in die Stirnfläche 7' des Pumpenkammerrings 6 eine, vorzugsweise randoffene, radial außen liegende umlaufende Nut 20 eingebracht, so dass zwischen der Druckplatte 10 und dem Pumpenkammerring 6 zumindest bereichsweise ein Hohlraum 21 ausgebildet ist. Das Distanzmittel 19 ist so am Pumpenkammerring 6 angeordnet, dass es die dem Pumpenkammerring 6 zugewandte Druckplattenfläche 22 in zwei Teilbereiche aufteilt, nämlich die dem Durchbruch 23 des Pumpenkammerrings 6 zugewandt liegenden Druckplattenkreis- oder -ellipsenfläche 24 und die radial außen liegende Druckplattenringfläche 24'. Die Druckplattenkreis- oder -ellipsenfläche 24 liegt mithin in dem Kreis- beziehungsweise Ellipsenbereich 24' ', wohingegen die Druckplattenringfläche 24' im Ringbereich 24' ' ' der Druckplatte 10 liegt. Das Distanzmittel 19 liegt mit Abstand zu der Seitenwandung 25 der Ausnehmung 3. Eine Druckplattenellipsenfläche ergibt sich, wenn der Durchbruch 23 im wesentlichen ellipsenförmig vorliegt. Das Pumpenelement 13 weist dann vorzugsweise eine Drehachse auf, in der der Mittelpunkt der Ellipse liegt. Der Durchbruch 23 kann jedoch auch im Querschnitt kreisförmig sein, wobei dann das Pumpenelement eine Drehachse besitzt, die versetzt zum Mittelpunkt des Durchbruchs 23 liegt. Aus Figur 1 ist noch ersichtlich, dass zwischen der Seitenwandung 25 und der Umrandungsfläche 26 der Druckplatte 10 eine umlaufende Dichtung 27 angeordnet ist, die vorzugsweise in einer Ringnut 28 zu liegen kommt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in die Umrandungsfläche 26 eingebracht ist. Denkbar wäre es allerdings auch, die Dichtung 27 in eine in dem Gehäuse 2 auszubildenden Ringnut anzuordnen, die somit in der Seitenwandung 25 der Ausnehmung 3 ausgebildet wäre.Between the present on the
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Pumpe 1. Gleiche beziehungsweise gleich wirkende Teile sind in der ausschnittweise dargestellten Pumpe 1 nach Figur 2 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Figur 1. Im Folgenden wird daher lediglich auf Unterschiede zwischen den Pumpen 1 nach Figur 1 und Figur 2 eingegangen. Das Distanzmittel 19 ist bei der Pumpe 1 nach Figur 2 einstückig mit der druckraumseitigen Druckplatte 10 ausgebildet und bildet somit eine Erhebung auf der Druckplattenfläche 22 aus. Hierzu ist vorgesehen, dass in diese Druckplattenfläche 22 eine, vorzugsweise randoffene, radial außen liegende Ringnut 29 im Ringbereich 24' ' ' eingebracht wird, so dass das Distanzmittel 19 -in Draufsicht gesehen- als flache Kreisscheibe ausgebildet ist. Das Distanzmittel 19 kann auch als separates Einlegeteil vorliegen, das dann zwischen der Druckplatte 10 und dem Pumpenkammerring 6 zu liegen kommt.FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Pumpe 1. Wie in Figur 1 und 2 sind in Figur 4 gleiche beziehungsweise gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf deren Beschreibung verwiesen werden kann. Der Pumpenkammerring 6 stützt sich im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach Figur 1 und 2 nicht an der Seitenwandung 25 der Ausnehmung 3 ab. Er wird vielmehr zentriert an der Druckplatte 9 gehalten. Hierfür können Verbindungselemente 31 beziehungsweise Zentrierstifte vorgesehen sein, die als Verbindungsbolzen ausgebildet sein können. Diese Verbindungselemente 31 können sowohl zwischen Pumpenkammerring 6 und Druckplatte 9 und -in der Gestalt, dass eine Durchbiegung der Druckplatte 10 dadurch nicht behindert wird- auch zwischen Pumpenkammerring 6 und druckraumseitiger Druckplatte 10 vorgesehen sein. Derartige Verbindungselemente 31 können auch bei den Pumpen 1 nach Figur 1 und Figur 2 verwendet werden.FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a
Die radiale Erstreckung, insbesondere der Außendurchmesser A des Pumpenkammerrings 6, ist also im Ausführungsbeispiel der Pumpe 1 nach Figur 4 kleiner als die radiale Erstreckung, also beispielsweise der Außendurchmesser B, der druckraumseitigen Druckplatte 10.The radial extent, in particular the outer diameter A of the
Anhand der Figur 3 wird im Folgenden die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Distanzmittels 19 und die Abstützung der Druckplatte 10 nach Figur 4 näher beschrieben. In Figur 3 ist die Pumpe 1 weiter vereinfacht und lediglich schematisch dargestellt. Gleiche beziehungsweise gleichwirkende Teile wie in den Figuren 1, 2 und 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Betrieb der Pumpe 1 liegt das über das Pumpenelement 13 geförderte Medium in dem Druckraum 12 mit einem Druck p vor. Dadurch wirken auf der dem Boden 11 zugewandten Druckplattenaußenfläche 32 Kräfte K, die die Druckplatte 10 in ihrem dem Durchbruch 23 des Pumpenkammerrings 6 zugewandten Kreisbereich 24" in Richtung des drehantreibbaren Pumpenelements 13 drängen. Radial außen, also im Ringbereich 24' ' ' der Druckplattenfläche 32, wirken Kräfte K' mit derselben Wirkrichtung wie die Kräfte K, jedoch bewirken diese in der Druckplatte 10 eine Gegendurchbiegung der Druckplatte 10 innerhalb des Kreisbereichs 24", so dass die Bauchbildung der Druckplatte 10 in Richtung des Pumpenelements 13 verringert wird. Der radial außen nach dem Distanzmittel 19 liegende Ringbereich 24' ' ' der Druckplatte 10 wird hingegen in den Hohlraum 21 gedrängt. Die von den Kräften K und K' hervorgerufenen Durchbiegungen überlagern sich, so dass die resultierende Durchbiegung der Druckplatte 10 zumindest vermindert ist.The mode of operation of the
Die Bauchbildung durch Durchbiegung der Druckplatte im Kreisbereich tritt bei bekannten Pumpen dadurch auf, dass innerhalb der Pumpenkammer Bereiche mit unterschiedlichen Mediumdrücken vorliegen, da innerhalb der Pumpenkammer 5 zumindest ein Druck- und ein Saugbereich gebildet sind, in denen somit unterschiedliche Mediumdrücke herrschen, so dass auf die Druckplattenfläche im Kreisbereich wirkende Kräfte nicht allein durch die von den Mediumdrücken resultierenden Kräfte kompensiert werden können.The belly formation by deflection of the pressure plate in the circular area occurs in known pumps in that there are areas with different media pressures within the pump chamber, since within the
Dadurch, dass bei der Pumpe 1 das erfindungsgemäße Distanzmittel 19 vorgesehen ist, werden jedoch die an der Druckplattenfläche 22 wirkenden Druckkräfte K' ' aus der Pumpenkammer 5 von den auf die Druckplattenringfläche 24' wirkenden Kräfte K' unterstützt, so dass eine für die jeweilige Anwendung nicht erwünschte Durchbiegung der Druckplatte 10 vermieden wird. Dadurch wird auch im Betrieb der Pumpe 1 der zwischen der Druckplattenkreisfläche 24 und dem Pumpenelement 13 vorliegende Leckagespalt im wesentlichen nicht verändert; er kann daher sehr eng ausgelegt werden, was den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe 1 verbessert.Because the spacer means 19 according to the invention is provided in the
Die Bauchbildung der Druckplatte 10 wäre ohne Distanzmittel 19 also eine Folge der unsymmetrischen Druckbeaufschlagung auf die Druckplattenkreisfläche 24 mit den Kräften K" und auf den dem Boden 11 zugewandten Flächenbereich der Druckplatte 10, auf den die Kräfte K wirken.The abdominal formation of the
Durch das als Wippkante 33 für die darauf liegende Druckplatte 10 wirkende Distanzmittel 19 beziehungsweise durch -wie in Figur 4 dargestellt- die geringere radiale Erstreckung A des Pumpenkammerrings 6 gegenüber der radialen Erstreckung B der Druckplatte 10 wird jedoch ein Gegenbiegemoment erzeugt, das dem durch Kraftbeaufschlagung K erzeugten Biegemoment entgegenwirkt. Dieses Gegenbiegemoment erzeugt eine Verformung, die der aus der Druckkraft K resultierenden Biegeverformung am radial innenliegenden Kreisbereich 24' ' der Druckplatte 10 entgegenwirkt und somit die aus der Pumpenkammer 5 wirkenden Kräfte K' ' unterstützt. Insgesamt ist mit dem Bereitstellen der Wippkante 33 eine Verminderung der Durchbiegung der Druckplatte 10 verbunden. Es wird klar, dass durch die Wahl des Außendurchmessers A (Figur 4) des Pumpenkammerrings 6 der zwischen der Seitenwandung 25 und Wippkante 33 liegende Hebelarm 34 (Figur 3)an der Druckplatte 10 in seiner Länge L variiert werden kann, um das Gegenbiegemoment zu verändern, insbesondere an Druckverhältnisse im Druckraum 12 und in der Pumpenkammer 5 anzupassen. Liegt der Pumpenkammerring 6 mit seiner Außenumfangsfläche an der Seitenwandung 25 an, wie in Figuren 1 und 2 wiedergegeben, kann die Länge L des Hebelarms 34 an der Druckplatte 10 durch einen entsprechenden Abstand des Distanzmittels 19 von der Seitenwandung 25 eingestellt werden.However, as a result of the spacer means 19 acting as a rocking
Claims (5)
- A pump with a housing (2) comprising a recess (3) which accommodates a pump unit (4) comprising a pump chamber (5) that is formed by a pump chamber ring (6) and at least one pressure plate (9, 10) positioned on the pump chamber ring and comprising a rotatably driven pump element (13) arranged in the pump chamber (5), and with a pressure chamber (12) delimited by the recess and the pressure plate, characterized in that a circumferential spacing means (19) is positioned between the bearing surface (7) of the pump chamber ring (6) and the bearing surface (18') of the pressure plate (10) on the pressure chamber side, with the radial extension of said spacing means (19) being smaller than any of the radial extensions of the pressure plate (10) on the pressure chamber side and the pressure chamber (12).
- A pump with a housing (2) comprising a recess (3) which accommodates a pump unit (4) comprising a pump chamber (5) that is formed by a pump chamber ring (6) and at least one pressure plate (9, 10) positioned on the pump chamber ring and comprising a rotatably driven pump element (13) arranged in the pump chamber, and with a pressure chamber (12) delimited by the recess and the pressure plate, characterized in that the radial extension of the pump chamber ring (6) is smaller than any of the radial extensions of the pressure plate (10) on the pressure chamber side and the pressure chamber (12).
- The pump according to claim 1 or 2, characterized in that a circumferential seal (27) is positioned between the side wall of the recess in the housing (2) and the pressure plate (10) on the pressure chamber side.
- The pump according to claim 1 or 3, characterized in that the spacing means (19) is formed integrally with the pump chamber ring (6) and/or the pressure plate (10) on the pressure chamber side.
- The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure chamber (12) is arranged between the floor of the recess (3) and the pressure plate (10) on the pressure chamber side.
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