WO2008012151A1 - Förderaggregat - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a delivery unit according to the preamble of the main claim.
- Mitschitzing of the drive shaft or the driving surface of Mit psychologyöffhung in the new state has at least two partial surfaces which are inclined to each other or by the cooperating with the driver portion of the driver opening Mit supportivekante the flattening is rounded.
- the first partial surface and the second partial surface are planar.
- the first partial surface is essentially the power transmission from the drive shaft to the impeller and the second part surface with the larger clearance easier assembly of drive shaft and impeller.
- the angle at which the partial surfaces are inclined to each other is in the range between 0.1 and 30 degrees.
- FIG. 1 shows a sectional view of a simplified view of a delivery unit
- FIGS. 2 and 3 show a driver opening according to the invention according to a first exemplary embodiment
- FIG. 4 shows a flattening of the drive shaft according to a second embodiment
- FIG a rounded driver edge shows a flattening of the drive shaft according to a second embodiment
- FIG. 1 shows a delivery unit, in which the invention could find application.
- the delivery unit serves to convey liquid, for example fuel, from a storage container to a consumer, for example an internal combustion engine.
- the delivery unit may be both a flow pump or as well as a positive displacement pump.
- the delivery unit has a pump housing 1 with at least one input channel 2 and an output channel 3.
- the input channel 2 of the delivery unit is connected for example via a suction line 4 with a reservoir 5, in which, for example, fuel is stored.
- the output channel 3 is connected via a pressure line 8, for example with an internal combustion engine 9.
- the pump housing 1 has a pump chamber 10, in which a rotor 11 rotates about a rotationally symmetrical pump axis 12.
- the pump chamber 10 is delimited by two end walls 17, 18 lying opposite one another in the direction of the pump axis 12, and by a circumferential wall 19 in the radial direction with respect to the pump axis 8.
- the rotor 11 serves to convey liquid and builds up a predetermined pressure downstream of the pump chamber 10.
- the rotor 11 is designed as a turbine runner.
- the design of the rotor 11 is expressly arbitrary.
- the rotor 11 is driven via a drive shaft 15 by an actuator 16, for example an electric motor.
- the rotor 11 and the drive shaft 15 are positively connected to each other by the rotor 11 has a driving opening 22, in which the drive shaft 15 protrudes positively.
- the positive connection results from the fact that the drive shaft 15 has at least one flattening 23 at its end portion facing the rotor 11, which in each case cooperates positively with a driver portion 24 of the driver opening 22.
- the rotor 11 is mounted on the drive shaft 15, for example, such that it is axially movable between the end walls 17,18.
- FIG. 2 shows the driver opening of the rotor according to FIG. 1 and the drive shaft according to FIG. 1, which is positively connected to the rotor, according to a first exemplary embodiment.
- the cross-section of the driver opening 22 is flattened in the region of the driver portion 24 and formed outside the driver portion 24 circular.
- the driver portion 24 thus deviates in the driver portion 24 from the circular shape and runs, for example, flat.
- the flattening 23 of the rotor 11 acts only on the first partial surface 24.1 of the driver section 24.
- the remaining surface of the driver section 24 forms the second partial surface 24.2.
- the angle 25, under which the partial surfaces 24.1, 24.2 are inclined to each other, is formed such that, at least in sections, a planar contact between the flattening 23 and the first partial surface 24.1 results.
- the angle 25 is in the range between 0.1 and 30 degrees.
- the flattening 23 acts during the rotation of the drive shaft 15 with surface contact on the first partial surface 24.1 of the driver portion 24 of the rotor 11. In this way act on the driver portion 24 lower driving forces per surface than in the prior art, so that the wear on the driving portion 24 is reduced.
- the faces 24.1,24.2 may be flat or at least partially curved. Also, at the transition between the first partial surface 24.1 and the second partial surface 24.2, a radius may be provided. Furthermore, the two partial surfaces 24.1, 24.2 can merge smoothly into each other, as shown for example in dotted lines in FIG.
- the inclination of the surfaces 24.1, 24.2 results in a bulge 27, in the region of which the distance between the drive shaft 15 and the driver opening 22 is greater in the case of an approximately parallel arrangement of the driver section 24 with respect to the flattening 23 than in the region of FIG second sub-area 24.2.
- the first part surface 24.1 is the power transmission and the second part surface 24.2 because of the proposed mounting clearance easier assembly of the rotor 11 with the drive shaft 15.
- the mounting clearance is the distance between the driver portion 24 and the flattening 23 at approximately parallel arrangement of the driver portion 24 for flattening 23rd
- FIG. 3 shows the driver opening and the drive shaft according to Fig.l and Fig.2 in planar contact with each other.
- FIG. 4 shows the driver opening of the rotor according to FIG. 1 and the drive shaft according to FIG. 1, which is positively connected to the rotor, according to a second exemplary embodiment.
- the parts which are identical or functionally identical to the view according to FIGS. 1 to 3 are identified by the same reference numerals.
- the second embodiment differs from the first embodiment in that not the driver portion 24 has two surface portions, but the flattening 23.
- the flattening 23 thus has at least a first partial surface 23.1 and a second partial surface 23.2, which are inclined to each other with the angle 25 , Only the first sub-area 23.1 cooperates with the driving surface 24 of the rotor 11 formed in a single-surface manner according to the second embodiment.
- the partial surfaces 23.1, 23.2 can be designed as described above for the first exemplary embodiment.
- FIG. 5 shows the driver opening of the rotor according to FIG. 1 and the drive shaft according to FIG. 1, which is positively connected to the rotor, according to a third exemplary embodiment.
- the parts which are the same or have the same effect relative to the view according to FIGS. 1 to 4 are identified by the same reference numerals.
- Embodiment is that the flattening 23 and the driver portion 24 are formed on one surface and that in the direction of rotation of the rotor 11 leading entrainment edge 26 of the flattening 23 is executed rounded.
- the transition from the flattening 23 to the circular shape of the drive shaft 15 is made very soft in this way and has a radius. In this way, as in the previous embodiments, the
- the rounded driver edge 26 cooperates with the driver section 24.
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Abstract
Es sind schon Förderaggregate bekannt mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einer Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt. Zwischen der Mitnehmeröffnung und der Antriebswelle ist eine Spielpassung vorgesehen. Durch die Spielpassung wirkt die Antriebswelle jedoch nur mit einer Mitnehmerkante der Abflachung auf die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffnung. Dadurch wirken sehr hohe Kräfte auf einen kleinen Teil der Mitnehmerfläche, so dass dort Verschleiß auftritt. Bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat wird der Verschleiss verringert, indem die Flächenbelastung der Mitnehmeröffnung verringert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abflachung (23) der Antriebswelle (15) oder der Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen (23.1,23.2,24.1,24.2) aufweist, die zueinander geneigt sind, oder dass eine mit dem Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) zusammenwirkende Mitnehmerkante (26) der Abflachung (23) abgerundet ist.
Description
Beschreibung
Titel
Förderaggregat
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Förderaggregat aus der DE 197 49 404 Cl bekannt, mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffhung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einer Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffhung zusammenwirkt. Zwischen der Mitnehmeröffhung und der Antriebswelle ist eine Spielpassung vorgesehen. Durch die Spielpassung wirkt die Antriebswelle jedoch nur mit einer Kante der Abflachung auf die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffhung. Dadurch wirken sehr hohe Kräfte auf einen kleinen Teil der Mitnehmerfläche, so dass dort Verschleiß auftritt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen der zwei unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass der Verschleiss an der
Mitnehmerfläche auf einfache Art und Weise verringert wird, indem die Abflachung der Antriebswelle oder die Mitnehmerfläche der Mitnehmeröffhung im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen aufweist, die zueinander geneigt sind bzw. indem die mit dem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffnung zusammenwirkende Mitnehmerkante der Abflachung abgerundet ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Förderaggregates möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine erste Teilfläche der Abflachung bzw. des
Mitnehmerabschnitts mit der gegenüberliegenden Fläche des Mitnehmerabschnitts bzw. der
Abflachung flächig zusammenwirkt, da auf diese Weise geringere Kräfte pro Fläche auf den Mitnehmerabschnitt wirken.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die erste Teilfläche und die zweite Teilfläche eben ausgebildet.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei Rotation der Antriebswelle an der ersten Teilfläche der Abflachung oder des Mitnehmerabschnitts ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung und der Antriebswelle vorgesehen ist als an der zweite Teilfläche, da auf diese Weise jede Teilfläche auf ihre Funktion hin optimierbar ist. Die erste Teilfläche dient im wesentlichen der Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Laufrad und die zweite Teilfläche mit dem größeren Spiel der leichteren Zusammenfügung von Antriebswelle und Laufrad.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der der Winkel, unter dem die Teilflächen zueinander geneigt sind, im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad liegt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.l im Schnitt eine vereinfachte Ansicht eines Förderaggregates, Fig.2 und Fig.3 eine erfindungsgemäß ausgebildete Mitnehmeröffnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 eine erfindungsgemäß ausgeführte Abflachung der Antriebswelle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig.5 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer abgerundeten Mitnehmerkante.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig.1 zeigt ein Förderaggregat, bei dem die Erfindung Anwendung finden könnte.
Das Förderaggregat dient dazu, Flüssigkeit, beispielsweise Kraftstoff, aus einem Vorratsbehälter zu einem Verbraucher zu fördern, beispielsweise einer Brennkraftmaschine. Das Förderaggregat kann sowohl eine Strömungspumpe oder als auch eine Verdrängerpumpe sein.
Das Förderaggregat hat ein Pumpengehäuse 1 mit zumindest einem Eingangskanal 2 und einem Ausgangskanal 3. Der Eingangskanal 2 des Förderaggregats ist beispielsweise über eine Saugleitung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 verbunden, in dem beispielsweise Kraftstoff
gespeichert ist. Der Ausgangskanal 3 ist über eine Druckleitung 8 beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine 9 verbunden.
Das Pumpengehäuse 1 weist eine Pumpenkammer 10 auf, in der ein Rotor 11 rotierend um eine rotationssymmetrische Pumpenachse 12 umläuft. Die Pumpenkammer 10 wird begrenzt durch zwei sich in Richtung der Pumpenachse 12 gegenüberliegende Stirnwände 17,18 und in radialer Richtung bezüglich der Pumpenachse 8 von einer Umfangswand 19.
Der Rotor 11 dient der Flüssigkeitsförderung und baut einen vorbestimmten Druck stromab der Pumpenkammer 10 auf. Beispielhaft ist der Rotor 11 als Turbinenlaufrad ausgebildet. Die Ausbildung des Rotors 11 ist aber ausdrücklich beliebig. Der Rotor 11 wird über eine Antriebswelle 15 von einem Aktor 16, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben. Der Rotor 11 und die Antriebswelle 15 sind formschlüssig miteinander verbunden, indem der Rotor 11 eine Mitnehmeröffnung 22 aufweist, in die die Antriebswelle 15 formschlüssig hineinragt. Der Formschluss ergibt sich dadurch, dass die Antriebswelle 15 an ihrem dem Rotor 11 zugewandten Endabschnitt zumindest eine Abflachung 23 aufweist, die jeweils mit einem Mitnehmerabschnitt 24 der Mitnehmeröffnung 22 formschlüssig zusammenwirkt. Der Rotor 11 ist auf der Antriebswelle 15 beispielsweise derart gelagert, daß es zwischen den Stirnwänden 17,18 axial beweglich ist.
Fig.2 zeigt die Mitnehmeröffnung des Rotors nach Fig.1 und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach Fig.1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Ansicht nach Fig.2 sind die gegenüber der Ansicht nach Fig.l gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 ist aus Montagegründen eine Spielpassung vorgesehen.
Der Querschnitt der Mitnehmeröffnung 22 ist im Bereich des Mitnehmerabschnitts 24 abgeflacht und außerhalb des Mitnehmerabschnitts 24 kreisförmig ausgebildet. Der Mitnehmerabschnitt 24 weicht also im Mitnehmerabschnitt 24 von der Kreisform ab und verläuft beispielsweise flach.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist der Mitnehmerabschnitt 24 der
Mitnehmeröffnung 22 im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen 24.1 und 24.2 auf, die
- A -
zueinander geneigt sind. Die Abflachung 23 des Rotors 11 wirkt nur auf die erste Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24. Die übrige Fläche des Mitnehmerabschnitts 24 bildet die zweite Teilfläche 24.2. Der Winkel 25, unter dem die Teilflächen 24.1, 24.2 zueinander geneigt sind, ist derart ausgebildet, dass sich zumindest abschnittsweise ein flächiger Kontakt zwischen der Abflachung 23 und der ersten Teilfläche 24.1 ergibt. Der Winkel 25 liegt im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad. Die Abflachung 23 wirkt bei der Rotation der Antriebswelle 15 mit flächigem Kontakt auf die erste Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 des Rotors 11. Auf diese Weise wirken auf den Mitnehmerabschnitt 24 geringere Mitnahmekräfte pro Fläche als im Stand der Technik, so dass der Verschleiss an dem Mitnahmeabschnitt 24 verringert wird. Die Teilflächen 24.1,24.2 können eben oder zumindest abschnittsweise gewölbt ausgebildet sein. Auch kann am Übergang zwischen der ersten Teilfläche 24.1 und der zweiten Teilfläche 24.2 ein Radius vorgesehen sein. Desweiteren können die beiden Teilflächen 24.1,24.2 fließend ineinander übergehen, wie beispielsweise in der Fig.2 punktiert dargestellt.
Im Bereich der ersten Teilfläche 24.1 ergibt sich durch die Neigung der Flächen 24.1,24.2 zueinander eine Ausbuchtung 27, in deren Bereich der Abstand zwischen der Antriebswelle 15 und der Mitnehmeröffnung 22 bei etwa paralleler Anordnung des Mitnehmerabschnitts 24 zur Abflachung 23 größer ist als im Bereich der zweiten Teilfläche 24.2.
Die erste Teilfläche 24.1 dient der Kraftübertragung und die zweite Teilfläche 24.2 wegen des vorgesehenen Montagespiels dem leichteren Zusammenfügen von dem Rotor 11 mit der Antriebswelle 15. Das Montagespiel ist der Abstand zwischen dem Mitnehmerabschnitt 24 und der Abflachung 23 bei etwa paralleler Anordnung des Mitnehmerabschnitts 24 zur Abflachung 23.
Bei Rotation der Antriebswelle 15 und bei Anliegen der Abflachung 23 an der ersten Teilfläche 24.1 ergibt sich an der ersten Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 als an der zweiten Teilfläche 24.2. Beispielsweise ist bei Rotation der Antriebswelle 15 an der ersten Teilfläche 24.1 des Mitnehmerabschnitts 24 kein Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung 22 und der Antriebswelle 15 vorgesehen und die erste Teilfläche 24.1 liegt passgenau an dem Mitnehmerabschnitt 24 an.
Fig.3 zeigt die Mitnehmeröffnung und die Antriebswelle nach Fig.l und Fig.2 bei flächigem Kontakt miteinander. Bei der Ansicht nach Fig.3 sind die gegenüber der Ansicht nach Fig.l und Fig.2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig.4 zeigt die Mitnehmeröffhung des Rotors nach Fig.1 und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach Fig.l gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei der Ansicht nach Fig.4 sind die gegenüber der Ansicht nach Fig.l bis Fig.3 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass nicht der Mitnehmerabschnitt 24 zwei Flächenabschnitte aufweist, sondern die Abflachung 23. Die Abflachung 23 weist also zumindest eine erste Teilfläche 23.1 und eine zweite Teilfläche 23.2 auf, die mit dem Winkel 25 zueinander geneigt sind. Nur die erste Teilfläche 23.1 wirkt mit dem nach der zweiten Ausführung einflächig ausgebildeten Mitnehmerabschnitt 24 des Rotors 11 zusammen. Die Teilflächen 23.1,23.2 können wie zuvor für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben ausgeführt sein.
Fig.5 zeigt die Mitnehmeröffnung des Rotors nach Fig.l und die mit dem Rotor formschlüssig verbundene Antriebswelle nach Fig.l gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Bei der Ansicht nach Fig.5 sind die gegenüber der Ansicht nach Fig.l bis Fig.4 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel darin, dass die Abflachung 23 und der Mitnehmerabschnitt 24 einflächig ausgebildet sind und dass eine in Drehrichtung des Rotors 11 vorauseilende Mitnehmerkante 26 der Abflachung 23 abgerundet ausgeführt ist. Der Übergang von der Abflachung 23 zur Kreisform der Antriebswelle 15 ist auf diese Weise sehr weich ausgeführt und weist einen Radius auf. Auf diese Weise wird ebenso wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen die
Flächenbelastung des Mitnehmerabschnitts 24 verringert. Die abgerundete Mitnehmerkante 26 wirkt mit dem Mitnehmerabschnitt 24 zusammen.
Claims
1. Förderaggregat mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffhung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffnung zusammenwirkt, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abflachung (23) der Antriebswelle (15) oder der Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffnung (22) im Neuzustand zumindest zwei Teilflächen (23.1,23.2,24.1,24.2) aufweist, die zueinander geneigt sind.
2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) bzw. des Mitnehmerabschnitts (24) mit der gegenüberliegenden Fläche des Mitnehmerabschnitts (24) bzw. der Abflachung (23) flächig zusammenwirkt.
3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (23.1,23.2) eben ausgebildet ist.
4. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (25), unter dem die Teilflächen (23.1,23.2,24.1,24.2) zueinander geneigt sind, im Bereich zwischen 0,1 und 30 Grad liegt.
5. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation der Antriebswelle (15) an der ersten Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) oder des Mitnehmerabschnitts (24) ein kleineres Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung (22) und der Antriebswelle (15) vorgesehen ist als an der zweite Teilfläche (23.2,24.2).
6. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation der Antriebswelle (15) an der ersten Teilfläche (23.1,24.1) der Abflachung (23) oder des Mitnehmerabschnitts (24) kein Spiel zwischen der Mitnehmeröffnung (22) und der Antriebswelle (15) vorgesehen ist.
7. Förderaggregat mit einem Rotor und einer den Rotor antreibenden Antriebswelle, die in eine Mitnehmeröffnung des Rotors hineinreicht und eine Abflachung aufweist, die formschlüssig mit einem Mitnehmerabschnitt der Mitnehmeröffhung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Mitnehmerabschnitt (24) der Mitnehmeröffhung (22) zusammenwirkende Mitnehmerkante (26) der Abflachung (23) abgerundet ist.
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