EP3081744B1

EP3081744B1 - Pumpe mit axialer druckfeder

Info

Publication number: EP3081744B1
Application number: EP16164901.7A
Authority: EP
Inventors: Claus Welte
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: CN106050646B; DE102015105928B4; EP3081744A1; US20160305427A1; DE102015105928A1; CN106050646A; US10087929B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Verdrängerpumpe für eine Flüssigkeit, wie zum Beispiel Öl. Die Pumpe kann zum Beispiel als Flügelzellenpumpe oder Drehschieberpumpe ausgestaltet sein. Die Pumpe eignet sich insbesondere für den Einbau in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug und/oder zur Versorgung eines Verbrauchers in einem Kraftfahrzeug. Der Verbraucher kann zum Beispiel ein Verbrennungsmotor, ein Getriebe, wie zum Beispiel ein Lenkgetriebe oder Automatikgetriebe sein. Die Erfindung betrifft die Gestaltung oder Befestigung einer Feder der Pumpe.
Aus der WO 2013/185751 A1 ist eine sogenannte Cartridgepumpe bekannt, die eine Pumpenbaugruppe aufweist, die im Wesentlichen aus einem Rotor, einem Hubring, einer Druckplatte, Pressstiften und einem Federelement besteht. Der Rotor ist zwischen der Druckplatte und der Seitenplatte drehbar aufgenommen und wird von dem Hubring, der ebenfalls zwischen der Druckplatte und der Seitenplatte angeordnet ist, umgeben. Mehrere Pressstifte, die in die Druckplatte axialfest eingepresst sind und die Seitenplatte und den Hubring durchdringen, sichern die Druckplatte, die Seitenplatte und den Hubring dreh- und axialfest zueinander. An der von dem Rotor wegweisenden Stirnseite der Druckplatte ist das Federelement an der Druckplatte befestigt. Die Pumpenbaugruppe kann in ein topfförmiges Gehäuse eingesetzt werden, wobei sich das Federelement an dem Boden des topfförmigen Gehäuses abstützt. Das Gehäuse wird durch einen Gehäusedeckel geschlossen, der die Pumpeneinheit in ihrer Einbauposition hält. Der Rotor weist eine Innenstruktur für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer Pumpenwelle auf.
Die US 3,207,077 offenbart eine Fluidpumpe, die einen zwischen einem Ring und zwei Druckplatten eingefassten Rotor aufweist, wobei der Ring und die Druckplatten mittels Stiften relativ zueinander positioniert sind. Auf jedem der Stifte sitzt eine Schraubenfeder, die sich einerseits an einer der Druckplatten und andererseits an einem Gehäusedeckel abstützt, wodurch die Druckplatte gegen den Ring gedrückt wird.
In der EP 2 754 896 A1 werden mehrere Möglichkeiten beschrieben, wie ein eine Pumpenkammer, in der sich ein Rotor befindet, verschließender Gehäusedeckel von einer Feder mit einer Federkraft gegen das die Pumpenkammer umgebende Gehäuseteil gedrückt werden kann. In einer Ausführung ist eine Blattfeder mit zwei Schrauben an der Stirnseite der Pumpe befestigt, wobei ein zwischen den Schrauben gelegener Hauptabschnitt der Feder gegen den Gehäusedeckel drückt. In einer anderen Ausführung sind mehrere Blattfedern vorgesehen, die jeweils mittels einer Schraube an der Stirnseite der Pumpe befestigt sind, wobei jede Blattfeder einen Abschnitt aufweist, der gegen den Gehäusedeckel drückt. In noch einer anderen Ausführungsform bildet der Gehäusedeckel selbst mehrere federnde Arme, deren freie Enden jeweils mit einer Schraube stirnseitig an dem Gehäuseteil befestigt sind. In noch einer anderen Ausführungsform sind an der Stirnseite der Pumpe mehrere an dem Gehäuseteil befestigte Schrauben vorgesehen, deren Schraubenschäfte jeweils von einer Schraubenfeder umgeben werden, die sich einerseits mittelbar am Schraubenkopf und andererseits an dem Gehäusedeckel abstützt.
Die DE 10 2013 209 877 A1 zeigt eine Pendelschieberpumpe, welche im Wesentlichen über eine Welle, einen Innenrotor, ein Pendel und einem Außenrotor, welcher von einem Gehäuse umgeben wird, verfügt. Der Außenrotor ist über ein Pendel mit dem Innenrotor verbunden, welcher seinerseits verdrehfest mit der Welle verbunden ist und durch diese angetrieben wird. Das den Außenrotor umgebende Gehäuse wird stirnseitig von einer, von der Welle durchstoßenen, Druckplatte verschlossen. Die Welle ist, auf der dem Außenrotor abgewandten Seite der Druckplatte, mittels eines Sicherungselements gesichert. Zwischen dem Sicherungselement und der Druckplatte befindet sich ein Federelement, welches die Druckplatte in axiale Richtung gegen das, den Außenrotor umgebende, Gehäuse drückt. Hierfür stützt sich das Federelement am Sicherungselement ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig herstellbare und platzsparende Pumpe anzugeben.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Die Erfindung geht von einer Pumpe, insbesondere Verdrängerpumpe, wie zum Beispiel Flügelzellen- oder Drehschieberpumpe aus. Die Pumpe umfasst ein Gehäuse, welches einen Pumpenraum einfasst. In dem Pumpenraum ist ein Rotor um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar angeordnet. Die Pumpe umfasst den Rotor und zumindest ein erstes Gehäuseteil, insbesondere einen ersten Gehäusedeckel, und ein zweites Gehäuseteil, insbesondere einen zweiten Gehäusedeckel, zwischen denen der Rotor um eine Drehachse relativ zu dem ersten und zweiten Gehäuseteil drehbar angeordnet ist. Der Rotor kann unmittelbar oder mittelbar Drehmoment übertragend mit einer Pumpenwelle verbunden sein oder verbindbar sein, wie zum Beispiel über eine Welle-Nabe-Verbindung. Wenn die Pumpenwelle relativ zu dem ersten und zweiten Gehäuseteil gedreht wird, dreht sich der Rotor mit. Der Rotor weist Ausnehmungen, insbesondere Führungen auf, in denen Förderelemente, wie zum Beispiel Flügel, Schieber oder Rollen, radial zur Drehachse bewegbar, insbesondere verschiebbar, aufgenommen sind. Die Förderelemente sind so von dem Rotor aufgenommen oder gelagert, dass sie sich mit dem Rotor um seine Drehachse mitdrehen.
Die Pumpenwelle kann sich durch das Gehäuse erstrecken und um die Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert sein, wie zum Beispiel mit einem ersten Abschnitt an dem ersten Gehäuseteil und mit einem zweiten Abschnitt an dem zweiten Gehäuseteil. Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der Pumpenwelle kann eine Außenstruktur für die Welle-Nabe-Verbindung gebildet sein. Der Rotor und die Pumpenwelle können mittels einer geradverzahnten Welle-Nabe-Verbindung verdrehfest verbunden sein. Die Welle-Nabe-Verbindung weist eine Innenverzahnung mit mehreren Zähnen und eine in die Innenverzahnung eingreifende Außenverzahnung mit mehreren Zähnen auf.
Zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil kann ein drittes Gehäuseteil, insbesondere ein Hubring, angeordnet sein, welches den Rotor über seinen Umfang umgibt. Das ringförmig ausgestaltete dritte Gehäuseteil kann ein von dem ersten und zweiten Gehäuseteil separates Teil sein. Alternativ kann das dritte Gehäuseteil ein von dem ersten Gehäuseteil gebildeter Abschnitt des ersten Gehäuseteils sein oder ein von dem zweiten Gehäuseteil gebildeter Abschnitt des zweiten Gehäuseteils sein. Das erste Gehäuseteil oder das zweite Gehäuseteil oder beide können den Rotor und insbesondere seine Förderelemente, wie zum Beispiel ringförmig umgeben.
Das erste Gehäuseteil, das zweite Gehäuseteil und das dritte Gehäuseteil fassen ein und begrenzen eine Pumpenkammer, in der der Rotor und die Förderelemente angeordnet sind. Radial zwischen dem dritten Gehäuseteil und dem Rotor, der zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil drehbar eingefasst ist, ist mindestens eine Förderkammer gebildet.
Zwischen benachbarten Förderelementen ist jeweils eine Förderzelle gebildet, die umfangsseitig von einer Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils und entlang der Drehachse von dem ersten Gehäuseteil auf einer Seite und von dem zweiten Gehäuseteil auf der anderen Seite begrenzt wird und deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Drehposition des Rotors um seine Drehachse verändert. Die Pumpe weist eine Vielzahl von Förderelementen und somit eine insbesondere gleiche Vielzahl von Förderzellen auf, die zwischen den Förderelementen gebildet sind.
Der Innenumfang des dritten Gehäuseteils weist eine Kontur auf, an welcher die Förderelemente bei einer Drehung des Rotors entlanggleiten. Die Kontur ist insbesondere so ausgebildet, dass sich die Volumina der aufgrund der Drehung des Rotors durch die Förderkammer bewegenden Förderzellen zunächst vergrößern und anschließend verkleinern. Bei einer vollständigen Umdrehung des Rotors werden die Förderelemente zumindest einmal von der Drehachse weg und zur Drehachse hin bewegt. Die Pumpe kann zum Beispiel doppelhubig, d. h. mit einer ersten Förderkammer und einer zweiten Förderkammer, ausgebildet sein, die von den Förderelementen bzw. den Förderzellen bei einer vollen Umdrehung jeweils einmal durchlaufen werden. Das heißt, dass die Förderelemente bei einer vollständigen Umdrehung abwechselnd zweimal von der Drehachse weg und zweimal zu der Drehachse hin bewegt werden. Während einer Drehung des Rotors findet zunächst eine Volumenvergrößerung einer Förderzelle und anschließend eine Volumenverkleinerung dieser Förderzelle statt.
Die Pumpe kann einen ersten Kanal aufweisen, der in den Bereich der Förderkammer mündet, in dem die Volumenvergrößerung stattfindet und einen zweiten Kanal aufweisen, der in den Bereich der Förderkammer mündet, in dem die Volumenverkleinerung dieser Förderzelle stattfindet. Durch die Volumenvergrößerung der Förderzelle wirkt der erste Kanal als Saugkanal. Durch die Volumenverkleinerung wirkt der zweite Kanal als Druckkanal. Eine mehrhubige Pumpe kann mehrere Saugkanäle und mehrere Druckkanäle aufweisen. Bei einer doppelhubigen Pumpe können zwei Druckkanäle und zwei Saugkanäle vorgesehen sein. Ein erster Saugkanal kann in die erste Förderkammer und ein zweiter Saugkanal kann in die zweite Förderkammer münden. Ein erster Druckkanal kann in die erste Förderkammer und ein zweiter Druckkanal kann in die zweite Förderkammer münden. Mit dem über die erste Förderkammer geförderten Fluid können zum Beispiel andere oder die gleichen Verbraucher versorgt werden als mit dem über die zweite Förderkammer geförderten Fluid. Bei der Versorgung unterschiedlicher Verbraucher können unterschiedliche Druckniveaus zwischen dem ersten Druckkanal und dem zweiten Druckkanal entstehen. Die Förderelemente und/oder der Rotor bilden mit dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil jeweils einen Dichtspalt. Der mindestens eine Saugkanal kann mit einem Fluidvorratsbehälter, wie zum Beispiel einem Ölbehälter, verbunden sein, insbesondere in Fluidverbindung stehen. Der mindestens eine Druckkanal kann mit mindestens einem Fluidverbraucher verbunden sein, wie zum Beispiel mit einem Getriebe in Fluidverbindung stehen.
Die Pumpe weist mindestens ein Positionierelement auf, welches das zweite Gehäuseteil bezüglich seiner Winkelposition um die Drehachse relativ zu dem ersten Gehäuseteil positioniert. Das mindestens eine Positionierelement kann von dem ersten Gehäuseteil gebildet sein, insbesondere einstückig oder monolithisch gebildet sein. Alternativ kann das mindestens eine Positionierelement als ein von dem ersten Gehäuseteil separates Teil gebildet sein, welches in dem ersten Gehäuseteil verankert ist. Zum Beispiel kann das Positionierelement in das erste Gehäuseteil eingeschraubt oder eingepresst, d. h. formschlüssig oder/und kraftschlüssig, verankert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Positionierelement in dem ersten Gehäuseteil stoffschlüssig verankert, wie zum Beispiel verklebt, verlötet oder verschweißt sein. Das erste Gehäuseteil kann je Positionierelement eine Bohrung aufweisen, in der ein Ende des Positionierelements eingefügt und dadurch in dem ersten Gehäuseteil verankert ist.
Das mindestens eine Positionierelement kann insbesondere stiftförmig oder zylindrisch sein. Zum Beispiel kann das dem verankerten Ende gegenüberliegende Ende des Positionierelements den gleichen Außendurchmesser wie das verankerte Ende aufweisen.
Das zweite Gehäuseteil und insbesondere auch das dritte Gehäuseteil sind um die Drehachse verdrehgesichert an dem mindestens einen Positionierelement gelagert. Das mindestens eine Positionierelement kann sich durch eine je Positionierelement vorgesehene Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils, wie zum Beispiel durch eine Bohrung oder Durchgangsbohrung, erstrecken. Das mindestens eine Positionierelement kann sich zum Beispiel durch eine Ausnehmung des dritten Gehäuseteils erstrecken, die z. B. als Bohrung, Langloch oder dergleichen ausgebildet sein kann.
Insbesondere ragt das mindestens eine Positionierelement mit seinem Ende, das dem im ersten Gehäuseteil verankerten Ende gegenüberliegt, aus dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere von der Stirnseite des zweiten Gehäuseteils, welche der Stirnseite gegenüberliegt, die zu dem Rotor weist, oder welche zu einer Stirnwand eines Aufnahmegehäuses weist.
Die Pumpe umfasst eine Feder, wie zum Beispiel eine Tellerfeder. Das zweite Gehäuseteil ist zwischen der Feder und dem Rotor angeordnet. Die Feder stützt sich an dem zweiten Gehäuseteil und zum Beispiel an einem Aufnahmegehäuse, insbesondere einer Stirnwand des Aufnahmegehäuses ab. Das Aufnahmegehäuse kann zum Beispiel topfförmig sein. Das Aufnahmegehäuse kann eine sich um die Drehachse des Rotors erstreckende Umfangswand und eine stirnseitig der Umfangswand angeordnete Stirnwand aufweisen, wobei das zweite Gehäuseteil über seinen Umfang von der Umfangswand umgeben ist und die Feder, wie zum Beispiel ein Hauptabschnitt der Feder, sich an der Stirnwand abstützt. Die Feder trachtet, dass zweite Gehäuseteil von der Stirnwand des Aufhahmegehäuses wegzudrücken.
Die Feder ist an dem mindestens einen Positionierelement befestigt. Die Feder kann zum Beispiel mit dem Positionierelement formschlüssig, insbesondere verschnappt, oder kraftschlüssig, verbunden sein, so dass die Feder an dem mindestens einen Positionierelement gehalten wird und sich an dem zweiten Gehäuseteil abstützt oder abstützen kann. Bevorzugt ist, dass die Feder um die Drehachse verdrehgesichert, insbesondere form- oder/und kraftschlüssig, an dem mindestens einen Positionierelement befestigt ist. Außerdem kann die Feder an dem zweiten Gehäuseteil, wie zum Beispiel formschlüssig, befestigt sein. Die Feder weist einen Hauptabschnitt auf, der entlang der Drehachse zu dem ersten Gehäuseteil hin und von dem ersten Gehäuseteil wegfedern kann. Im entspannten Zustand der Feder besteht ein Federspalt zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Hauptabschnitt der Feder, so dass der Hauptabschnitt der Feder unter gleichzeitigem Spannen der Feder zu dem zweiten Gehäuseteil hinbewegt werden kann. Die Feder weist Abstützabschnitte auf, welche mit dem Hauptabschnitt verbunden sind, wobei zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Hauptabschnitt der Federspalt besteht. Die Abstützabschnitte stützen sich zum Beispiel flächig an dem zweiten Gehäuseteil ab. Der Hauptabschnitt ist insbesondere dafür vorgesehen, sich an der Stirnwand des Aufnahmegehäuses, insbesondere an einem z. B. ringförmigen Vorsprung der Stirnwand, z. B. flächig abzustützen.
Zumindest ein Teil des Hauptabschnitts kann zwischen der Drehachse und dem mindestens einen Abstützabschnitt angeordnet sein. Dadurch wird bewirkt, dass der Hauptabschnitt näher zur Drehachse hin versetzt ist als der mindestens eine Abstützabschnitt. Zum Beispiel kann der Hauptabschnitt ringförmig sein, wobei mehrere Abstützabschnitte von dem Hauptabschnitt abragen, insbesondere je einer pro Positionierelement. Der Hauptabschnitt ist in Bezug auf den mindestens einen Abstützabschnitt entlang der Drehachse versetzt angeordnet. Hierdurch kann sich die Feder einerseits an dem zweiten Gehäuseteil abstützen und anderseits zu dem zweiten Gehäuseteil hinfedern.
Der Hauptabschnitt der Feder kann eine Ausnehmung, insbesondere einen z.B. kreisrunden Durchbruch aufweisen, durch welche sich die Pumpenwelle und/oder eine die Pumpenwellenlagerung bildende Struktur des zweiten Gehäuseteils erstreckt. Die die Pumpenwellenlagerung bildende Struktur kann eine an dem zweiten Gehäuseteil angeformte Ringstruktur sein, die von dem zweiten Gehäuseteil zu der Stirnwand des Aufnahmegehäuses hin abragt. Dadurch kann eine große Auflagefläche für die Pumpenwelle gebildet und die Dicke des zweiten Gehäuseteils im Übrigen gering bleiben.
Die Feder kann mindestens ein Befestigungselement aufweisen oder bilden, insbesondere am oder im Bereich eines der Abstützabschnitte. Zum Beispiel kann das mindestens eine Befestigungselement als Abstützabschnitt dienen oder je Abstützabschnitt ein Befestigungselement vorgesehen sein. Mittels des Befestigungselements kann die Feder an dem mindestens einen Positionierelement oder dem zweiten Gehäuseteil befestigbar oder befestigt sein. Das Befestigungselement, welches zum Beispiel für eine formschlüssige Verbindung mit dem Befestigungselement ausgestaltet ist, kann mit dem mindestens einen Positionierelement verschnappt sein.
Das mindestens eine Positionierelement kann eine Ausnehmung, wie zum Beispiel eine Ringnut über seinen Umfang aufweisen, in welche das mindestens eine Befestigungselement der Feder eingreift. Eine derartige Ringnut kann als Einstich ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das mindestens eine Befestigungselement sicherungsscheibenförmig oder seegerringförmig ausgestaltet sein, ähnlich wie Sicherungsscheiben für Wellen nach DIN 6799 oder Sicherungsringe für Wellen nach DIN 471, insbesondere mit dem Unterschied, dass sie von der Feder gebildet werden, nämlich an den Abstützabschnitten angeformt sein können.
In alternativen Ausführungsformen kann das Sicherungselement, insbesondere die zum Beispiel nach DIN 6799 ausgestaltete Sicherungsscheibe oder der nach DIN 471 ausgestaltete Seegerring tatsächlich eine Scheibe oder ein Ring sein, d. h. nicht an der Feder angeformt sein und zum Beispiel nur dazu dienen, dass das zweite Gehäuseteil axial nicht von dem Positionierelement abziehbar ist. In dieser Ausführungsform kann die Feder an dem zweiten Gehäuseteil oder dem Sicherungselement befestigt oder zwischen dem Sicherungselement und dem zweiten Gehäuseteil eingefasst sein, wobei das Befestigungselement der Feder auf das Positionierelement aufgesteckt sein kann. In alternativen Ausführungsformen kann das Positionierelement zum Beispiel mit einem Kopf ausgestaltet sein, wobei das zweite Gehäuseteil zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Kopf eingefasst ist, so dass verhindert wird, dass das zweite Gehäuseteil von dem ersten Gehäuseteil bzw. von dem Positionierelement abgezogen werden kann. In diesen Ausführungsformen kann die Feder an dem zweiten Gehäuseteil oder an dem Kopf befestigt oder zwischen dem Kopf und dem zweiten Gehäuseteil eingefasst sein, wobei das Befestigungselement der Feder auf das Positionierelement aufgesteckt sein kann.
In weiteren Ausführungsformen kann die Ausnehmung eine sich über den Umfang des zylindrischen oder stiftförmigen Positionierelements erstreckende Ringnut sein, welche eine entlang der Längsachse des Positionierelements erstreckte Breite aufweist, die so bemessen ist, dass das Befestigungselement der Feder mit einem Spiel entlang der Längsachse in der Ringnut aufgenommen ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass sich die Abstützabschnitte oder der Befestigungsabschnitt der Feder an dem zweiten Gehäuseteil und nicht an einer Nutflanke der Ringnut abstützt.
Die Pumpe kann eine Pumpenwelle aufweisen, welche verdrehfest mit dem Rotor verbunden und um die Drehachse drehbar ist. Die Pumpenwelle kann zumindest in dem ersten Gehäuseteil drehbar gelagert sein. Zusätzlich kann die Pumpenwelle in dem zweiten Gehäuseteil drehbar gelagert sein, insbesondere in einer sackförmigen Ausnehmung oder in einer durchgehenden Ausnehmung, insbesondere Bohrung, durch das zweite Gehäuseteil. Die sackförmige Ausnehmung hat den Vorteil, dass die Pumpenkammer zu der von der Pumpenkammer wegweisenden Stirnseite des zweiten Gehäuseteils abgedichtet ist. Die durchgehende Ausnehmung hat den Vorteil, dass sie einfacher zu fertigen ist und eine höhere Stabilität gewährleistet. Das oder die Lager können Gleit- oder Wälzlager sein.
Die Pumpenwelle weist eine Struktur, insbesondere eine Außenverzahnung, für eine Welle-Nabe-Verbindung mit dem Rotor auf. Der Durchmesser der Struktur kann größer als der Innendurchmesser des ersten Gehäuseteils und/oder des zweiten Gehäuseteils oder der Lager sein. Die Struktur ist somit zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil entlang der Drehachse eingefasst. Dadurch wird bewirkt, dass die Welle nicht aus der fertig montierten Pumpenbaugruppe herausgezogen werden kann.
Insbesondere das erste Gehäuseteil, das zweite Gehäuseteil, das dritte Gehäuseteil, der Rotor, die Förderelemente, die Positionierelemente, die Feder und die Pumpenwelle bilden im Wesentlichen eine Pumpenbaugruppe, die als Einheit handhabbar ist. Dadurch, dass die Feder an dem mindestens einen Positionierelement befestigt wird, kann ein Auseinanderfallen der Baugruppe vermieden wird. Die Befestigungsabschnitte der Feder oder die von der Feder separaten Sicherungselemente bewirken eine axiale Wellensicherung, so dass die Pumpenbaugruppe nicht auseinanderfällt.
Durch die einfache Handhabung der Pumpenbaugruppe kann diese in das Aufnahmegehäuse, das zum Beispiel von einem Getriebegehäuse für ein Kraftfahrzeug gebildet sein kann, aufgenommen werden bzw. in das Aufnahmegehäuse eingesetzt werden, zum Beispiel über eine der Stirnwand gegenüberliegende Öffnung des Aufnahmegehäuses.
Ein Herausfallen der Pumpe bzw. der Pumpenbaugruppe aus dem Aufnahmegehäuse wird zum Beispiel durch einen Deckel oder ein Axialsicherungselement verhindert, wobei die beim Einsetzen gespannte Feder die Pumpenbaugruppe, insbesondere das erste Gehäuseteil gegen das Axialsicherungselement drückt, wobei das Axialsicherungselement verhindert, dass sich die Feder entspannt. Das Axialsicherungselement kann zum Beispiel ringförmig sein und in einer Ringnut, die am vorzugsweise zylindrischen Innenumfang des Aufnahmegehäuses gebildet wird, eingesetzt sein. Das Axialsicherungselement kann von einem Deckel gebildet sein, der die Öffnung zumindest teilweise oder vollständig verschließt.
In weiteren Ausführungsformen kann zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Aufnahmegehäuse, insbesondere der Umfangswand, eine Dichtung angeordnet sein, welche einen ersten Raum, der zwischen der Stirnwand und dem zweiten Gehäuseteil gebildet ist, in Bezug auf einen zweiten Raum, der zwischen der Umfangswand und dem ersten und/oder dritten Gehäuseteil gebildet ist, abdichten. Beispielsweise kann der erste Raum mittels des ersten Kanals mit der Pumpenkammer, in welcher der Rotor angeordnet ist, verbunden sein. Zum Beispiel kann der zweite Raum mittels des zweiten Kanals mit der Pumpenkammer verbunden sein. Insbesondere kann der erste Raum saugseitig und der zweite Raum druckseitig oder der zweite Raum saugseitig und der erste Raum druckseitig angeordnet sein. Dementsprechend kann der Druckraum zwischen der Stirnwand und dem zweiten Gehäuseteil gebildet sein, wobei der Saugraum zwischen der Umfangswand und dem ersten/und oder dritten Gehäuseteil gebildet sein kann. Der Saugraum kann mit dem mindestens einen Saugkanal mit der mindestens einen Förderkammer verbunden sein. Der Druckraum kann mit dem mindestens einen Druckkanal mit der mindestens einen Förderkammer verbunden sein.
Zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Aufnahmegehäuse, insbesondere der Umfangswand kann eine zusätzliche Dichtung angeordnet sein, wobei der zweite Raum zwischen der ersten und zweiten Dichtung angeordnet ist. Die zweite Dichtung kann die Abdichtung des zweiten Raums nach außen oder zur Öffnung des Aufnahmegehäuses hin bewirken.
Wenn der erste Raum saugseitig der Pumpenkammer angeordnet ist und der zweite Raum druckseitig, wird das Axialsicherungselement während des Pumpbetriebs nur gering mit einer Axialkraft belastet. Allerdings ist dann die Federkraft zumindest so stark zu wählen, dass Teile der Pumpenbaugruppe zumindest so stark entlang der Drehachse zusammengedrückt werden, dass der Pumpenraum hinreichend abgedichtet ist.
Wenn der erste Raum druckseitig und der zweite Raum saugseitig angeordnet ist, wirkt das zweite Gehäuseteil wie ein Kolben, der bei Druckerhöhung die Kraft entlang der Drehachse auf das Axialsicherungselement erhöht und somit auch die Teile der Pumpenbaugruppe dichtend aneinander drückt und zwar mit einer steigenden Kraft bei steigendem Förderdruck.
Die Feder kann aus Metall, wie zum Beispiel Federstahl, gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Feder einen Kunststoff, wie zum Beispiel einen Elastomer- oder Polymerwerkstoff, aufweisen. Die Feder kann zum Beispiel aus einem Elastomer- oder Polymerwerkstoff gebildet sein oder aus einer mit dem Kunststoff teilweise oder vollständig beschichteten, wie zum Beispiel umspritzten, Metallfeder gebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Feder auch als Dichtung eine Doppelfunktion erfüllen kann. Zum Beispiel kann die Stirnwand eine Abragung oder einen Dichtsitz aufweisen, an der sich die Feder dichtend abstützt, insbesondere mit der aus dem Kunststoff gebildeten Oberfläche der Feder. Das zweite Gehäuseteil kann einen Dichtsitz aufweisen, an dem sich die Feder, insbesondere mit der aus dem Kunststoff gebildeten Oberfläche dichtend abstützt.
Die als Dichtung ausgebildete Feder kann z.B. einen ersten Teil des Druckraums, in den der erste Auslasskanal mündet, gegenüber einem zweiten Teil des Druckraums, in den der zweite Auslasskanal mündet, abdichten. Hierdurch kann eine Pumpe mit zwei Druckniveaus bereitgestellt werden.
Die als Dichtung ausgebildete Feder kann z.B. den Druckraum, in den der erste und ggf. der zweite Auslasskanal münden, gegenüber dem Saugraum, in den der erste und ggf. der zweite Einlasskanal münden, abdichten.
Die Erfindung wurde anhand mehrerer Beispiele und Ausführungen beschrieben. Besonders bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine Pumpenbaugruppe,
Figur 2: die Pumpenbaugruppe aus Figur 1 eingesetzt in ein Aufnahmegehäuse,
Figur 3: eine perspektivische Ansicht der Pumpenbaugruppe aus Figur 1,
Figur 4: die Feder der Pumpenbaugruppe aus Figur 3,
Figur 5: eine alternative Ausführung einer Feder,
Figur 6: eine alternative Ausführung einer Feder,
Figur 7: eine alternative Ausführung einer Feder,
Figur 8: eine alternative Ausführung einer Feder,
Figur 9: eine alternative Ausführung einer Feder und
Figur 10: eine alternative Ausführung einer Feder,
Figur 11: eine Querschnittsansicht durch die Pumpenbaugruppe aus den Figuren 1 bis 3.

Die Figur 1 zeigt eine Pumpenbaugruppe, die in ein Aufnahmegehäuse 20, wie in Figur 2 dargestellt, eingesetzt werden kann. Die Pumpenbaugruppe umfasst eine zum Beispiel als Tellerfeder ausgestaltete Feder 5, die in den Figuren 4 bis 10 in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt wird.
Die Pumpe oder die Pumpenbaugruppe aus Figur 1 weist einen Rotor 4 auf, der über eine Welle-Nabe-Verbindung 30 mit einer Pumpenwelle 10 der Pumpe 1 verdrehfest verbunden ist. Der Rotor 4 weist als Führung dienende, insbesondere schlitzförmige Ausnehmungen auf. Jeder Ausnehmung ist ein Förderelement 13, insbesondere ein Flügel, zugeordnet. Der Flügel 13 ist in seiner Ausnehmung radial oder von der Drehachse des Rotors 4 weg und zur Drehachse des Rotors 4 hin verschiebbar, insbesondere mit einem einzigen translatorischen Freiheitsgrad geführt, hin und her verschiebbar, wie am besten aus Figur 11 erkennbar ist. Die Flügel 13 werden mit dem Rotor 4 mitgedreht. Die Pumpe 1 weist ein ringförmiges Gehäuseteil 12 auf, welches zur besseren Identifizierung als drittes Gehäuseteil 12 bezeichnet werden kann. Das dritte Gehäuseteil 12 kann als Hubring ausgestaltet sein. Das dritte Gehäuseteil 12 ist zwischen einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3 eingefasst und verdrehfest in Bezug auf das erste und zweite Gehäuseteil 2, 3. Der sich ringförmig um die Pumpenwelle 10 erstreckende Raum, der von dem Innenumfang des dritten Gehäuseteils 12 umgeben und axial von dem zweiten und dritten Gehäuseteil 2, 3 begrenzt wird, kann auch als Pumpenkammer 26 bezeichnet werden. Der Rotor 4 und die Flügel 13 sind in der Pumpenkammer 26 angeordnet.
Wie am bestens aus Figur 11 ersichtlich ist, ist radial zwischen dem Rotor 4 und dem dritten Gehäuseteil 12 mindestens eine Förderkammer 27, 28 gebildet. Die hier gezeigte Ausführung umfasst zwei Förderkammern, nämlich eine erste Förderkammer 27 und eine zweite Förderkammer 28.
Zwischen benachbarten Flügeln 13 ist jeweils eine Förderzelle 29 gebildet, deren Volumen sich in Abhängigkeit von der Drehposition des Rotors 4 um seine Drehachse verändert. Da die Pumpe mehrere Flügel 13 aufweist, weist sie auch entsprechend mehrere Förderzellen 29 auf. In jeder der Förderkammern 27, 28 befinden sich mehrere Förderzellen.
Die Flügel 13 und der Rotor 4 bilden mit dem ersten Gehäuseteil 2 einen ersten Dichtspalt und mit dem zweiten Gehäuseteil 3 einen zweiten Dichtspalt.
Das dritte Gehäuseteil 12, insbesondere der Hubring, oder/und die Flügel 13 können magnetisiert sein, so dass die Flügel 13 aufgrund Magnetkraft an der Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils 12 anliegen, insbesondere auch, wenn sich der Rotor 4 nicht dreht. Dies erlaubt einen frühzeitigen Druckaufbau beim Start oder Kaltstart, d.h. wenn sich die Pumpenwelle 10 zu drehen beginnt. Alternativ oder zusätzlich können die Flügel 13 aufgrund der Fliehkraft bei der Drehung des Rotors 4 nach außen, d. h. von der Drehachse des Rotors 4 weg gegen die Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils 12 gedrückt werden. Die Flügel 13 bzw. jeder der Flügel 13 bildet mit der Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils 12 einen dritten Dichtspalt.
Die Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils 12 weist eine Kontur auf, die bewirkt, dass die Flügel 13 bei einer vollen Umdrehung des Rotors 4 zumindest einmal ausfahren (Volumenvergrößerung der Förderzelle 29) und einmal einfahren (Volumenverkleinerung der Förderzelle 29). Die in dem Beispiel gezeigte Pumpe 1 ist doppelhubig, d. h. mit zwei Förderkammern 27, 28, wobei die Flügel 13 je Förderkammer 27, 28 einmal ausfahren und einmal einfahren, wenn sie mittels Drehung des Rotors 4 durch die Förderkammer 27, 28 bewegt werden. Somit wird bewirkt, dass die Flügel 13 bei einer vollen Umdrehung des Rotors 4 ausfahren, einfahren, ausfahren und wieder einfahren, oder anders ausgedrückt, zweimal ausfahren und zweimal einfahren. Zwischen benachbarten Flügeln 13 ist jeweils eine Förderzelle 29 gebildet, deren Volumen sich durch das Ausfahren und Einfahren der diese Förderzelle 29 begrenzenden Flügel 13 vergrößert bzw. verkleinert, nämlich in Abhängigkeit von der Kontur der Innenumfangsfläche des dritten Gehäuseteils 12.
Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, weist die Pumpe 1 eine Öffnung oder einen Kanal 3b auf, der in den Bereich der Förderkammer 27, 28 mündet, in dem sich während der Drehung des Rotors 4 das Volumen der Förderzellen 29 verkleinert. Dadurch wird bewirkt, dass in den Förderzellen befindliches Fluid, wie zum Beispiel Öl, durch den Kanal 3b, der hier als Auslass dient, verdrängt werden.
Die Pumpe 1 weist eine Öffnung bzw. einen Kanal 2b auf, der in den Bereich der Förderkammer 27, 28 mündet, in dem sich während der Drehung des Rotors 4 das Volumen der Förderzellen 29 vergrößert. Dadurch wird bewirkt, dass Fluid durch den Kanal 2b in die sich vergrößernde Förderzelle 29 gefördert oder gesaugt wird. Da die Pumpe 1 in diesem Beispiel zweihubig ist, weist sie zwei Einlasskanäle 2b und zwei Auslasskanäle 3b auf, wobei der erste Einlasskanal 2b und der erste Auslasskanal 3b in die erste Förderkammer 27 und der zweite Einlasskanal 2b und der zweite Auslasskanal 3b in die zweite Förderkammer münden. Eine umgekehrte Konfiguration der Einlass- und Auslasskanäle 2b, 3b ist ebenfalls denkbar. D. h., dass der Kanal 2b der Auslasskanal und der Kanal 3b der Einlasskanal sein kann.
Bei Drehung des Rotors 4 wird Fluid, insbesondere Flüssigkeit durch den Kanal 2b in die sich vergrößerten Förderzellen 29 angesaugt und bis in den Bereich transportiert, in den der Kanal 3b mündet, wobei das Fluid aus den sich dann verkleinernden Förderzellen 29 über den Kanal 3b ausgegeben wird.
Die Pumpe 1 umfasst mindestens ein Positionierelement 6, in dem gezeigten Beispiel zwei Positionierelemente 6. Die Positionierelemente 6 sind Stifte bzw. stiftförmig. Das Positionierelement 6 ist fest in dem ersten Gehäuseteil 2 verankert. Das erste Gehäuseteil 2 weist eine Sackbohrung 2a auf, in die das stiftförmige Positionierelement 6 mit einem ersten Ende eingepresst ist.
Das stiftförmige Positionierelement 6 positioniert das zweite Gehäuseteil 3 und das dritte Gehäuseteil 12 bzgl. ihrer Winkelpositionen um die Drehachse relativ zu dem ersten Gehäuseteil 2. Das zweite Gehäuseteil 3 und das dritte Gehäuseteil 12 weisen Ausnehmungen, Durchbrüche, Bohrungen oder Langlöcher, vorzugsweise mit radialer Erstreckung, auf, durch die sich das Positionierelement 6 erstreckt. In dem gezeigten Beispiel weist das dritte Gehäuseteil 12 hierfür eine Ausnehmung auf. Das zweite Gehäuseteil 3 weist eine Durchgangsbohrung auf, durch die sich das Positionierelement 6 erstreckt. Das Positionierelement 6 ragt mit seinem stiftförmigen zweiten Ende über die Stirnseite, die von der Pumpenkammer 26 wegweist. Dieser überstehende Abschnitt des Positionierelements 6 weist eine Ausnehmung, wie zum Beispiel eine Ringnut 6a, oder zumindest einen Teil davon auf, die sich über den Umfang des Positionierelements 6 erstreckt. In der Ausnehmung 6a ist ein Sicherungselement oder Befestigungselement 5a angeordnet, das insbesondere kraft- und/oder formschlüssig an dem Positionierelement 6 bzw. in der Ringnut 6a befestigt ist. Das Befestigungselement 5a verhindert ein axiales Auseinanderfallen des ersten Gehäuseteils 2, des zweiten Gehäuseteils 3 und des dritten Gehäuseteils 12, oder in anderen Worten ein Abziehen des zweiten und dritten Gehäuseteils 3, 12 von dem Positionierelement.
Die Feder 5 kann zum Beispiel als Tellerfeder, als Sternscheibe oder mit Geometrien einer Sternscheibe ausgestaltet sein. Die Feder weist einen Hauptabschnitt 5c auf, der über einen Arm mit dem Befestigungselement 5a verbunden ist. In dem gezeigten Beispiel weist die (Teller-)Feder 5 zwei Befestigungselemente 5a auf, die jeweils über einen Arm 5b mit dem Hauptabschnitt 5c verbunden sind. Das Befestigungselement 5a verhindert zum einen, dass sich die Gehäuseteile 2, 3, 12 voneinander lösen, und ermöglicht anderseits eine Befestigung der Feder 5 an der Pumpeneinheit bzw. an dem Positionierelement 6. Der Hauptabschnitt 5c der Feder 5 ist entlang der Drehachse des Rotors 4 oder der Pumpenwelle 10 versetzt zu dem Befestigungselement 5a bzw. zu einem Abstützabschnitt 5d angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 5a und/oder der zum zweiten Gehäuseteil 3 weisende Abstützabschnitt 5d liegen an dem zweiten Gehäuseteil 3 an oder stützen sich daran ab. Der Befestigungsabschnitt und/oder der Abstützabschnitt 5d liegen möglichst flächig an mindestens einer entsprechend gebildeten, vorzugsweise ebenen Fläche des zweiten Gehäuseteils 3 an. Der Hauptabschnitt 5c hingegen ist mit einem Spalt oder Federspalt von dem zweiten Gehäuseteil 3 beabstandet. Der Hauptabschnitt 5c kann somit zu dem zweiten Gehäuseteil 3 hin federn, wodurch die Feder 5 gespannt wird, und von dem zweiten Gehäuseteil 3 wegfedern, wodurch die Feder entspannt wird. Der Hauptabschnitt kann bevorzugt möglichst flächig an mindestens einer von einem im Wesentlichen ringförmigen Absatz der Stirnwand 20c gebildeten Fläche oder ebenen Fläche anliegen. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Feder 5 - bei Berücksichtigung der Steifigkeit/Spannungen bzw. des Federdiagramms (Kraft-Weg-Kennlinie) der Feder 5 - möglichst flächig an dem zweiten Gehäuseteil 3 und dem Aufnahmegehäuse, insbesondere an der Stirnwand oder der mindestens einen Fläche des im Wesentlichen ringförmigen Absatzes anliegt.
Der Hauptabschnitt 5c der Feder 5 weist einen insbesondere kreisrunden Durchbruch 5e auf, durch den sich ein Abschnitt des zweiten Gehäuseteils 3 erstreckt. Hierdurch kann eine kompakte Bauweise erzielt werden.
Die Feder 5 kann eine Feder aus Metall umfassen oder sein, die optional mit einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem Elastomer oder einem Material dessen Hauptbestandteil ein Elastomer ist, zumindest teilweise oder vollständig beschichtet, umspritzt oder mit angespritzten Geometrien versehen sein kann. Durch die Beschichtung, Umspritzung oder angespritzten Geometrien kann die Feder 5 eine Zusatzfunktion als Dichtung übernehmen.
Die Pumpenwelle 10 ist an dem ersten und zweiten Gehäuseteil 2, 3 drehbar gelagert, insbesondere mittels jeweils eines Gleitlagers.
Zwischen dem Abschnitt der Pumpenwelle 10, der in dem zweiten Gehäuseteil 3 drehbar gelagert ist, und dem Abschnitt der Pumpenwelle 10, der in dem ersten Gehäuseteil 2 drehbar gelagert ist, ist eine Außenstruktur, wie zum Beispiel eine Außenverzahnung an der Pumpenwelle 10 gebildet, die mit einer entsprechenden Innenstruktur, insbesondere Innenverzahnung des Rotors 4 in einem formschlüssigen Eingriff ist, um eine Welle-Nabe-Verbindung 30 zu bewirken. Der Außendurchmesser der Außenstruktur der Pumpenwelle 10 ist größer als der Durchmesser des Abschnitts der Pumpenwelle 10, der in dem ersten Gehäuseteil 2 und/oder in dem zweiten Gehäuseteil 3 gelagert ist. Die Pumpenwelle 10 ist axialfest zwischen den ersten und zweiten Gehäuseteilen 2, 3 angeordnet, d.h. dass eine Verschiebung der Pumpenwelle 10 entlang der Drehachse in beide Richtungen im Wesentlichen nicht möglich ist. Hierfür ist der Innendurchmesser der Abschnitte des ersten Gehäuseteils 2 und des zweiten Gehäuseteils 3, welche die Pumpenwelle 10 lagern, kleiner als der Außendurchmesser der Außenstruktur der Pumpenwelle 10.
Das erste Gehäuseteil 2 weist an seiner von dem Pumpenraum wegweisenden Stirnseite eine ringförmige Tasche auf, in der eine Wellendichtung 11 angeordnet ist. Die Wellendichtung 11 ist drehfest an dem ersten Gehäuseteil 2 befestigt und bildet mit der Pumpenwelle 10 einen Dichtspalt. Die Wellendichtung 11 dichtet den Pumpenraum nach außen hin ab.
Das Ende der Pumpenwelle 10, welches dem Ende, welches im Bereich der Feder 5 angeordnet ist, gegenüberliegt, weist eine Außenstruktur für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem Zahnrad 21, insbesondere einem Kettenrad auf. Das Zahnrad 21 sitzt verdrehfest auf der Pumpenwelle 10. Das Zahnrad 21 kann durch eine Kette angetrieben werden, die wiederum von zum Beispiel einer Kurbelwelle oder einer anderen Welle, die mit zum Beispiel einem Motor des Fahrzeugs verbunden sein kann, angetrieben wird. Das Zahnrad 21 weist für dessen Befestigung an der Pumpenwelle 10 ein Innengewinde auf, mit dem es mit einem Außengewinde der Pumpenwelle 10 gegen einen Absatz der Pumpenwelle 10 geschraubt ist. Eine verdrehgesichert auf der Welle 10 sitzende Verdrehsicherung 22 sichert das Zahnrad 21 gegen unbeabsichtigtes Lösen. Die Verdrehsicherung 22 weist einen abgewinkelten Abschnitt auf, der formschlüssig in das Zahnrad 21 eingreift, wodurch ein Lösen des Zahnrads 21 verhindert wird.
Die Pumpeneinheit aus Figur 1 wird in ein zum Beispiel topfförmiges Aufnahmegehäuse 20, wie zum Beispiel einem Gehäusetopf eingesetzt (Figur 2). Das Aufnahmegehäuse 20 weist eine Umfangswand 20d auf, welche die Pumpeneinheit 1 aus Figur 1 umfangsseitig umgibt. Ferner weist das Aufnahmegehäuse 20 eine Stirnwand 20c auf, welche mit der Umfangswand 20d verbunden ist, wobei sich die Feder 5 mit ihrem Hauptabschnitt 5c an der Stirnwand 20c, insbesondere an einer zum Beispiel ringförmigen Abragung 20a der Stirnwand 20c abstützt.
Die Pumpeneinheit aus Figur 1 wird zwischen der Stirnwand 20c und einem Axialsicherungselement 9, insbesondere einem Axialsicherungsring, der in einer Ringnut 20b des Umfangsgehäuses 20 angeordnet ist, so gehalten, dass die Feder 5 gespannt ist.
Zwischen der Stirnwand 20c und einer zweiten Dichtung 8, die in einer am Außenumfang des zweiten Gehäuseteils 3 angeordneten Ringnut angeordnet ist und die mit der Umfangswand 20d einen Dichtspalt bildet, ist ein erster Raum 23 (Druckraum) gebildet, in den das von der Pumpe geförderte Fluid (Flüssigkeit) gefördert wird. Der Raum 23 ist wiederum mittels eines Kanals (nicht gezeigt) mit einem Fluidverbraucher, wie zum Beispiel mit einem Schmiermittelverbraucher, insbesondere einem Getriebe, verbunden. Zwischen der zweiten Dichtung 8 und einer ersten Dichtung 7, die in einer am Außenumfang des ersten Gehäuseteils 2 angeordneten Ringnut angeordnet ist und die mit der Umfangswand 20d einen Dichtspalt bildet, ist ein zweiter Raum 24 (Saugraum) gebildet, aus dem Fluid über die Pumpe in den Raum 23 gefördert wird. Der Raum 24 kann zum Beispiel mittels eines Kanals mit einem Vorratsbehälter für das Fluid verbunden sein. Bei der Förderung des Fluids wird mit steigender Drehzahl der Druck in dem Raum 23 erhöht, wodurch das zweite Gehäuseteil 3 zusätzlich zu der Vorspannkraft der Feder 5 das dritte Gehäuseteil 12 fest zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 2, 3 einklemmt. Dadurch werden das erste, das zweite und das dritte Gehäuseteil 2, 3, 12 zueinander abgedichtet. Die Verbindung zwischen dem Axialsicherungselement 9 und dem ersten Gehäuseteil 2 ist so stark ausgebildet, dass sie der Axialkraft auf das Axialsicherungselement 9, die durch den Druck im Raum 23 bewirkt wird, widerstehen kann, d. h. nicht gelöst wird. Alternativ zu dem als Federring gebildeten Axialsicherungselement 9 kann ein Gehäusedeckel an dem Aufnahmegehäuse 20 befestigt werden, an dem sich das erste Gehäuseteil 2 axial abstützt. Die in Figur 3 verwendete Feder 5 wird in Figur 4 dargestellt. Die Feder aus Figur 8 ähnelt der Feder aus Figur 4.
Das Befestigungselement 5a der Feder 5 aus den Figuren 4 und 8 weist zwei Schenkel auf, die in der Ausnehmung 6a angeordnet werden. In diesen Ausführungsformen kann die Feder 5 durch Drehen um die Drehachse des Rotors 4 mittels ihrer Befestigungselemente 5a an den Positionierelementen 6 befestigt werden. Die Schenkel weisen jeweils zwei zueinander weisende Geleitflächen 5g auf, die so zu zueinander angeordnet sind, dass die zwischen ihnen gebildete lichte Weite sich zum freien Ende der Schenkel hin vergrößert. Die Dicke der Schenkel ist kleiner als die lichte Breite zwischen den Nutflanken der Ausnehmung 6a des Positionierelements 6. Der Abschnitt des verringerten Kerndurchmessers in der Ausnehmung 6a, d. h. der am Nutgrund gemessene Durchmesser des Positionierelements 6, wird zwischen den zwei Schenkeln des Befestigungselements 5a formschlüssig eingefasst. Während des Befestigens der Feder 5 an den Positionierelementen 6 weiten sich die Schenkel elastisch leicht auf, indem die zueinander weisenden Gleitflächen 5g an dem Abschnitt verringerten Durchmessers der Ausnehmung 6a abgleiten. Insbesondere verrasten die Schenkel anschließend mit dem Abschnitt verringerten Durchmessers. Unterstützend können die Schenkel jeweils eine konkav gekrümmte Vertiefungsfläche 5h aufweisen. Die Vertiefungsflächen 5h können an dem Abschnitt verringerten Durchmessers bevorzugt flächig anliegen, wenn das Befestigungselement 5a in der Ausnehmung 6a vollständig angeordnet ist. Dies bewirkt eine formschlüssige Sicherung gegen ein Verdrehen der Feder 5 entgegen der Drehrichtung, in die die Feder 5 zum Befestigen an den Positionierelementen 6 gedreht wurde. Zwischen den Schenkeln weist das Befestigungselement 5a eine Abragung auf, welche eine Anschlagfläche aufweist, die an dem Abschnitt verringerten Durchmessers des Positionierelements 6 anliegen kann, wenn das Befestigungselement 5a vollständig in der Ausnehmung 6a angeordnet ist.
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Befestigungselemente 5a sind sich ähnlich. Das Befestigungselement 5a ist geschlossen ringförmig und weist an seinem Innenumfang 3 Abragungen auf, die einen Durchmesser einfassen, der größer als der Abschnitt verringerten Durchmessers in der Ausnehmung 6a und kleiner als der Außendurchmesser des stiftförmigen Positionierelements 6 ist. Das Befestigungselement 5a aus Figur 5 weist an seinen drei Abragungen Facetten oder Abschrägungen auf, welche die Ausführungsform aus Figur 6 nicht aufweist. Zum Befestigen der Feder 5 werden die Befestigungselemente 5a über jeweils ein Positionierelement 6 axial geschoben, bis die drei Abragungen des Befestigungselements 5a in die Ausnehmung 6a einrasten. Auch hier gilt, dass die Dicke des Befestigungselements 5a kleiner als die lichte Breite zwischen den Nutflanken der Ausnehmung 6a ist.
Figur 7 zeigt ein Befestigungselement 5a, welches nach außen hin, d. h. von der Drehachse wegweisend, eine Vertiefung 5f aufweist. Die Feder 5 aus Figur 7 kann mittels Drehen um die Drehachse an den Positionierelementen 6 befestigt werden. Die beiden Befestigungselemente 5a weisen jeweils ein einziges freies Ende auf, welches bezogen auf den Arm 5b entfernter als die Vertiefung 5f angeordnet ist. Das freie Ende, insbesondere eine von der Drehachse wegweisende Gleitfläche 5g des freien Endes, die während des Befestigens der Feder 5 an dem Positionierelement 6 abgleitet, ist bezogen auf die Drehachse entfernter als die Vertiefung 5f, insbesondere eine von der Drehachse wegweisende Vertiefungsfläche 5h der Vertiefung 5f, angeordnet. Beim Befestigen bewirkt diese Ausgestaltung, dass das freie Ende von dem Positionierelement 6 ausgelenkt wird, indem die Gleitfläche 5g an dem Positionierelement 6 abgleitet, und die Vertiefung in die Ausnehmung 6a federt. Hierdurch ergibt sich eine formschlüssige Verbindung. Die Dicke des Befestigungselements 6 ist wie bei den anderen Ausführungsformen aus den Figuren 4 bis 10 auch kleiner als die lichte Breite zwischen den Nutflanken der Ausnehmung 6a.
Figur 9 zeigt eine Ausführungsform mit einem geschlossen ringförmigen Befestigungselement 5a. Das ringförmige Befestigungselement 5a bildet an seiner Ringinnenseite eine Kontur mit einem ersten Durchmesserabschnitt 5a₁ und einem zweiten Durchmesserabschnitt 5a₂, die über einen Verjüngungsabschnitt 5a₃ verbunden sind. Der erste Durchmesserabschnitt 5a₁ weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser des Positionierelements 6 ist. Der zweite Durchmesserabschnitt 5a₂ weist einen Innendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des Positionierelements 6 und größer als der Durchmesser des Positionierelements 6 in der Ausnehmung 6a ist. Das lichte Maß zwischen den Flanken des Verjüngungsabschnitts 5a₃ ist kleiner, insbesondere nur etwas kleiner als der Durchmesser des Positionierelements 6a in der Ausnehmung 6a. Zum Befestigen der Feder 5 an dem mindestens einen Positionierelement 6 wird der erste Durchmesserabschnitt 5a₁ des Befestigungselements 5a auf das Positionierelement 6 gesteckt. Durch Drehen der Feder 5 wird das Befestigungselement 5a mit dem zweiten Durchmesserabschnitt 5a₂ in die Ausnehmung 6a verschwenkt, wobei sich dadurch der Verjüngungsabschnitt am Abschnitt verringerten Durchmessers in der Ausnehmung 6a federnd aufweitet und sich wieder zusammenzieht, wenn er an dem Abschnitt veringerten Durchmessers vorbeibewegt wurde.
Die Feder 5 aus Figur 10 zeigt mindestens ein Befestigungselement 5a, welches hakenförmig ausgestaltet ist, wobei sich ein hakenförmiger Abschnitt um ein Maß größer als 180° um einen Aufnahmeabschnitt 5a₄ erstreckt. An dem Aufnahmeabschnitt 5a₄ schließt sich ein Verjüngungsabschnitt 5a₃ an, dessen lichter Abstand kleiner als der Durchmesser des Aufnahmeabschnitts 5a₄ ist. Der Durchmesser des Aufnahmeabschnitts 5a₄ ist größer als der Durchmesser des Positionierelements 6 in der Ausnehmung 6a und kleiner als der Außendurchmesser des Positionierelements 6. Das lichte Maß zwischen den Flanken des Verjüngungsabschnitts 5a₃ ist kleiner, insbesondere etwas kleiner als der Durchmesser des Positionierelements 6 in der Ausnehmung 6a. Durch Drehen der Feder 5 wird zunächst der Verjüngungsabschnitt 5a₃ an dem Abschnitt verringerten Durchmessers in der Ausnehmung 6a vorbeigeschwenkt oder -bewegt, wodurch sich der Verjüngungsabschnitt 5a₃ elastisch etwas aufweitet und wieder zusammenzieht.

Bezugszeichenliste

1: Pumpe
2: erstes Gehäuseteil
2a: Ausnehmung, wie z.B. Sackbohrung
2b: Öffnung, wie z.B. Auslass oder Einlass

3: zweites Gehäuseteil
3a: Ausnehmung, wie z.B. Durchgangsbohrung
3b: Öffnung, wie z.B. Einlass oder Auslass

4: Rotor
5: Feder
5a: Befestigungselement
5a1: erster Durchmesserabschnitt
5a2: zweiter Durchmesserabschnitt
5a3: Verjüngungsabschnitt
5a4: Aufnahmeabschnitt
5b: Arm
5c: Hauptabschnitt
5d: Abstützabschnitt
5e: Öffnung
5f: Vertiefung
5g: Gleitfläche
5h: Vertiefungsfläche

6: Positionierelement / Stift
6a: Ausnehmung, wie z.B. Ringnut

7: erste Dichtung / Dichtring
8: zweite Dichtung / Dichtring
9: Axialsicherungselement
10: Pumpenwelle
11: Wellendichtung
12: drittes Gehäuseteil / Hubring
12a: Ausnehmung

13: Flügel

20: Aufnahmegehäuse, wie z.B. Gehäusetopf
20a: Abragung
20b: Ausnehmung, wie z.B. Ringnut
20c: Stirnwand
20d: Umfangswand
20e: Öffnung

21: Zahnrad, wie z.B. Kettenrad
22: Verdrehsicherung
23: erster Raum / Druckraum
24: zweiter Raum / Saugraum
25: Federspalt
26: Pumpenraum
27: erste Förderkammer
28: zweite Förderkammer
29: Förderzelle

30: Welle-Nabe Verbindung

Claims

Pumpe (1), umfassend:
- einen Rotor (4),

- ein erstes Gehäuseteil (2) und ein zweites Gehäuseteil (3), zwischen denen der Rotor (4) um eine Drehachse und relativ zu dem ersten und zweiten Gehäuseteil (2, 3) drehbar angeordnet ist,

- mindestens ein Positionierelement (6), welches das zweite Gehäuseteil (3) bezüglich seiner Winkelposition um die Drehachse relativ zu dem ersten Gehäuseteil (2) positioniert, und

- eine an dem mindestens einen Positionierelement (6) befestigte Feder (5), wobei das zweite Gehäuseteil (3) zwischen der Feder (5) und dem Rotor (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Feder (5) einen Hauptabschnitt (5c) und mit dem Hauptabschnitt (5c) verbundene Abstützabschnitte (5d) aufweist, wobei zwischen dem zweiten Gehäuseteil (3) und dem Hauptabschnitt (5c) ein Federspalt (25) besteht und sich die Abstützabschnitte (5d) an dem zweiten Gehäuseteil (3) abstützen.
Pumpe (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) um die Drehachse verdrehgesichert, insbesondere formschlüssig befestigt ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Positionierelement (6) von dem ersten Gehäuseteil (2) gebildet ist oder als ein von dem ersten Gehäuseteil (2) separates Teil in dem ersten Gehäuseteil (2) verankert ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Gehäuseteil (2) und dem zweiten Gehäuseteil (3) ein drittes Gehäuseteil (12) angeordnet ist, welches den Rotor (4) über seinen Umfang umgibt, wobei das dritte Gehäuseteil (12):
- ein von dem ersten und zweiten Gehäuseteil (2, 3) separates Teil ist oder

- ein von dem ersten Gehäuseteil (2) gebildeter Abschnitt des ersten Gehäuseteils (2) ist oder

- ein von dem zweiten Gehäuseteil (3) gebildeter Abschnitt des zweiten Gehäuseteils (3) ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (5c) entlang der Drehachse zu dem ersten Gehäuseteil (2) hin und von dem ersten Gehäuseteil (2) wegfedern kann.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Hauptabschnitts (5c) zwischen der Drehachse und dem mindestens einen Abstützabschnitt (5d) angeordnet ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) mindestens ein Befestigungselement (5a) aufweist oder bildet, mittels dessen die Feder (5) an dem mindestens einen Positionierelement (6) befestigt ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Positionierelement (6) eine Ausnehmung (6a) aufweist, in welche das mindestens eine Befestigungselement (5a) der Feder (5) eingreift.
Pumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6a) eine sich über den Umfang des zylindrischen oder stiftförmigen Positionierelements (6) erstreckende Ringnut ist, welche eine entlang der Längsachse des Positionierelements (6) erstreckte Breite aufweist, die so bemessen ist, dass das Befestigungselement (5a) der Feder (5) mit einem Spiel entlang der Längsachse in der Ringnut aufgenommen ist.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) eine Pumpenwelle (10) aufweist, welche verdrehfest mit dem Rotor (4) verbunden und um die Drehachse drehbar ist, wobei die Pumpenwelle (10) drehbar in dem ersten Gehäuseteil (2) und in dem zweiten Gehäuseteil (3) gelagert ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) eine Ausnehmung (5e) aufweist, durch welche sich die Pumpenwelle (10) oder die die Pumpenwellenlagerung bildende Struktur des zweiten Gehäuseteils (3) erstreckt.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Aufnahmegehäuse (20), welches eine sich um die Drehachse erstreckende Umfangswand (20d) und eine stirnseitig der Umfangswand (20d) angeordnete Stirnwand (20c) aufweist, wobei das zweite Gehäuseteil (3) über seinen Umfang von der Umfangswand (20d) umgeben ist und die Feder (5), wie zum Beispiel der Hauptabschnitt (5c) der Feder (5), sich an der Stirnwand (20c), insbesondere an einer von der Stirnwand (20c) gebildeten ringförmigen Abragung (20a) abstützt.
Pumpe (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein am Aufnahmegehäuse (20) befestigtes Axialsicherungselement (9), wobei die gespannte Feder (5) die Pumpenbaugruppe, welche zumindest das erste Gehäuseteil (2), das zweite Gehäuseteil (3), den Rotor (4) und die Pumpenwelle (10) umfasst, insbesondere das erste Gehäuseteil (2) der Pumpenbaugruppe gegen das Axialsicherungselement (9) drückt, wobei das Axialsicherungselement (9) verhindert, dass sich die Feder (5) entspannt.
Pumpe (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Gehäuseteil (3) und dem Aufnahmegehäuse (20) eine Dichtung (8) angeordnet ist, welche einen ersten Raum (23), der zwischen der Stirnwand (20c) und dem zweiten Gehäuseteil (3) gebildet ist, in Bezug auf einen zweiten Raum (24), der zwischen der Umfangswand (20d) und dem dritten Gehäuseteil (12) gebildet ist, abdichtet, wobei zum Beispiel der erste Raum (23) mittels eines Kanals (3b) mit einer Pumpenkammer (26), in welcher der Rotor (4) angeordnet ist, verbunden ist und der zweite Raum (24) mittels eines Kanals (2b) mit der Pumpenkammer (26) verbunden ist und/oder der erste Raum (23) saugseitig und der zweite Raum (24) druckseitig oder der zweite Raum (24) saugseitig und der erste Raum (23) druckseitig angeordnet sind.
Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) einen Elastomer- oder Polymerwerkstoff aufweist, wie zum Beispiel aus einem Elastomer- oder Polymerwerkstoff gebildet ist oder aus einer mit dem Elastomer- oder Polymerwerkstoff teilweise oder vollständig beschichteten oder umspritzten Metallfeder gebildet ist.