WO2017093073A1 - Förderaggregat - Google Patents
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- F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
- F05C2225/06—Polyamides, e.g. NYLON
Definitions
- the driver comprises a first driver element made of steel and a second coupled to the first driver element
- Carrier element made of plastic, wherein the drive shaft only with the first
- Carrier element and is not coupled to the second driver element.
- the first driver element transmits the torque of the drive shaft to the second driver element, which is mechanically coupled to the rotor.
- the delivery unit according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the manufacturing cost of the driver can be reduced by the driver is integrally made of plastic and glass fibers and the distance H of the first flattening of the drive shaft in the range between zero and the 0, 25 times the diameter D of the drive shaft is located. Since the driver according to the invention made of plastic and not from Steel, wear on the opening of the driver must be prevented. This wear could occur with a driver made of plastic that the first flattening of the drive shaft with increasing life
- the distance H is in the range between zero and 0.2 times the diameter of the drive shaft.
- the drive shaft is arranged with a clearance fit or a press fit in the opening of the driver.
- the clearance has over the press fit the advantage that a better mechanical
- the driver has a glass fiber content of 20 to 80
- the opening of the driver has a D-shaped cross section with a single second flattening, since the manufacturing costs for an armature shaft with a single second flattening are lower than for an armature shaft with two second flats. This results from the fact that in an armature shaft with two second flats compliance with the parallelism of the two second
- Clearance or interference fit are arranged in the openings of the rotor.
- the clearance has the advantage over the interference fit that a better mechanical decoupling and thus a noise reduction is achieved.
- According to an advantageous embodiment of the driver is made by injection molding.
- Fig.l shows in section a simplified illustrated delivery unit
- FIG. 3 shows a side view of the driver according to the invention according to Fig.2.
- Fig.l shows in section a simplified illustrated delivery unit.
- the delivery unit 1 is an electrically driven roller-cell pump whose operation is known for example from DE 103 33 190 AI.
- the delivery unit 1 has a pump chamber 2, in which a rotor 3 is rotatably arranged, which is driven by a drive shaft 5 via a driver 4.
- the driver 4 has an opening 8, in particular a through opening 8, in which the drive shaft 5 projects at least.
- the opening 8 of the driver 4 has, for example, a D-shaped cross-section.
- the drive shaft 5 has a first flattening 9 and the opening 8 of the driver 4 on a cooperating with the first flattening 9 of the drive shaft 5 second flattening 10, so that the driver 4 rotates with the drive shaft 5.
- the pump chamber 2 is provided for example in a rotor housing 11 and the front side of a first
- connection cover 12 closed.
- a bearing pin 14 is provided, on which the rotor 3 is rotatably mounted.
- the rotor housing 11 and the first connection cover 12 are arranged in a cylindrical pump housing 13.
- a pump inlet 15 is provided, which opens into the pump chamber 2.
- a chamber outlet 16 which leads into a drive chamber 17 of the pump housing 13, is arranged in the rotor housing 11 on the side facing away from the first connection cover 12.
- a drive shaft 5 driving electric motor 18 is arranged in the drive chamber 17 of the pump housing 13 in the drive chamber 17 of the pump housing 13, for example.
- the drive chamber 17 of the pump housing 13 is seen in the axial direction with respect to a drive shaft 6 of the drive shaft 5 formed between the rotor housing 11 and a second connection cover 20 and enclosed in the radial direction of the pump housing 13.
- Connection cover 20 has a pump outlet 21, which leads into the drive chamber 17 of the pump housing 13.
- the drive shaft 5 protrudes through a passage opening 19 in the bearing journal 14 of the rotor housing 11 into the pump chamber 2.
- the driver 4 is arranged on the section of the drive shaft 5 protruding into the pump chamber 2 directly next to the rotor 3.
- a recess 22 is provided in the first connection cover 12, in which the driver 4 is at least partially received.
- the second shows in section a driver according to the invention according to Fig.l.
- the first flattening 9 of the drive shaft 5 has a predetermined distance H to the drive shaft 6 of the drive shaft 5 and a predetermined, measured transverse to the drive axis 6 width B.
- the driver 4 is integrally made of plastic and contains glass fibers, wherein the distance H of the first flattening 9 of the drive shaft 5 is in the range between zero and 0.25 times the diameter D of the drive shaft 5, wherein the drive shaft 5 has a radius R and the cross section of the drive shaft 5 in the region of the first flattening 9 is greater than a cross section of a semicircle with the radius R.
- the distance H is between zero and 0.2 times the diameter D of the drive shaft. 5
- the drive shaft 5 is arranged with a suitable clearance fit or alternatively with a press fit in the opening 8 of the driver 4.
- the driver 4 is for example made of polyamide, in particular polyamide 66, and injection-molded, for example.
- the driver 4 also has a glass fiber content of, for example, 20 to 80 percent, in particular from 25 to 45 percent.
- Projections 23 are provided which protrude into openings 24 of the rotor 3 and with the rotor 3 mechanically, in particular form-fitting, cooperate.
- the projecting projections 23 extend in the axial direction of the drive shaft 6 and are designed, for example, finger-shaped or web-shaped.
- Projections 23 of the driver 4 are with a clearance fit or a
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Abstract
Es sind schon Förderaggregate bekannt, mit einer Pumpenkammer, in der ein Rotor drehbar angeordnet ist, der auf einer Antriebswelle drehbar gelagert ist und über einen mit der Antriebswelle gekoppelten Mitnehmer von der Antriebswelle angetrieben ist, wobei der Mitnehmer eine Durchgangsöffnung aufweist, in die die Antriebswelle zumindest hineinragt, wobei die Antriebswelle eine erste Abflachung und die Durchgangsöffnung des Mitnehmers eine mit der ersten Abflachung der Antriebswelle zusammenwirkende zweite Abflachung aufweist, wobei die erste Abflachung der Antriebswelle einen vorbestimmten Abstand H zu einer Antriebsachse der Antriebswelle und eine vorbestimmte, quer zur Antriebsachse gemessene Breite B hat. Der Mitnehmer umfasst ein erstes Mitnehmerelement aus Stahl und ein mit dem ersten Mitnehmerelement gekoppeltes zweites Mitnehmerelement aus Kunststoff, wobei die Antriebswelle nur mit dem ersten Mitnehmerelement und nicht mit dem zweiten Mitnehmerelement gekoppelt ist. Das erste Mitnehmerelement überträgt das Drehmoment der Antriebswelle auf das zweite Mitnehmerelement, das mit dem Rotor mechanisch gekoppelt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat werden die Herstellungskosten des Mitnehmers verringert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mitnehmer (4) einstückig aus Kunststoff hergestellt ist und Glasfasern enthält und der Abstand (H) der ersten Abflachung (9) der Antriebswelle (5) im Bereich zwischen Null und dem 0,25-fachen des Durchmessers (D) der Antriebswelle (5) liegt, wobei die Antriebswelle (5) einen Radius (R) aufweist und der Querschnitt der Antriebswelle (5) im Bereich der ersten Abflachung (9) größer ist als ein Querschnitt eines Halbkreises mit dem Radius (R).
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 10 2007 019 283 AI bekannt, mit einer Pumpenkammer, in der ein Rotor drehbar angeordnet ist, der auf einer Antriebswelle drehbar gelagert ist und über einen mit der Antriebswelle gekoppelten Mitnehmer von der Antriebswelle angetrieben ist, wobei der Mitnehmer eine Durchgangsöffnung aufweist, in die die Antriebswelle zumindest hineinragt, wobei die Antriebswelle eine erste Abflachung und die Durchgangsöffnung des Mitnehmers eine mit der ersten Abflachung der Antriebswelle zusammenwirkende zweite Abflachung aufweist, wobei die erste Abflachung der Antriebswelle einen vorbestimmten Abstand H zu einer Antriebsachse der Antriebswelle und eine vorbestimmte, quer zur Antriebsachse gemessene Breite B hat. Der Mitnehmer umfasst ein erstes Mitnehmerelement aus Stahl und ein mit dem ersten Mitnehmerelement gekoppeltes zweites
Mitnehmerelement aus Kunststoff, wobei die Antriebswelle nur mit dem ersten
Mitnehmerelement und nicht mit dem zweiten Mitnehmerelement gekoppelt ist. Das erste Mitnehmerelement überträgt das Drehmoment der Antriebswelle auf das zweite Mitnehmerelement, das mit dem Rotor mechanisch gekoppelt ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellungskosten des Mitnehmers verringert werden, indem der Mitnehmer einstückig aus Kunststoff hergestellt ist und Glasfasern enthält und der Abstand H der ersten Abflachung der Antriebswelle im Bereich zwischen Null und dem 0,25-fachen des Durchmessers D der Antriebswelle liegt. Da der Mitnehmer erfindungsgemäß aus Kunststoff und nicht aus
Stahl besteht, muss ein Verschleiß an der Öffnung des Mitnehmers verhindert werden. Dieser Verschleiß könnte bei einem Mitnehmer aus Kunststoff dadurch entstehen, dass sich die erste Abflachung der Antriebswelle mit zunehmender Lebensdauer
zunehmend in die zweite Abflachung der Öffnung des Mitnehmers hineinfrisst. Man hat herausgefunden, dass der Verschleiß an der zweiten Abflachung des Mitnehmers umso kleiner ist, je kleiner der Abstand H der ersten Abflachung der Antriebswelle zur Antriebsachse ist. Der Abstand H der ersten Abflachung der Antriebswelle zur
Antriebsachse wird daher erfindungsgemäß möglichst klein gehalten. Aus Versuchen und Berechnungen hat sich ergeben, dass in dem erfindungsgemäß beanspruchten Bereich des Abstands H und für die vorgesehene Lebensdauer kein Verschleiß oder nur ein geringer, zulässiger Verschleiß auftritt. Der Abstand H bezieht sich
erfindungsgemäß nur auf einen Querschnitt im Bereich der ersten Abflachung der Antriebswelle, der größer ist als ein Querschnitt eines Halbkreises mit einem Radius R, der dem Radius der Antriebswelle entspricht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen
Förderaggregates möglich. Nach einer vorteilhaften Ausführung liegt der Abstand H im Bereich zwischen Null und dem 0,2-fachen des Durchmessers der Antriebswelle.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Antriebswelle mit einer Spielpassung oder einer Presspassung in der Öffnung des Mitnehmers angeordnet ist. Die Spielpassung hat gegenüber der Presspassung den Vorteil, dass eine bessere mechanische
Entkopplung der in der Pumpenkammer entstehenden Geräusche von den
Geräuschen des Elektromotors und damit insgesamt eine Geräuschreduzierung erreicht wird. Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Mitnehmer aus Polyamid, insbesondere Polyamid
66, hergestellt ist, da auf diese Weise eine hohe Festigkeit des Mitnehmers erzielt wird.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Mitnehmer einen Glasfaseranteil von 20 bis 80
Prozent, insbesondere von 25 bis 45 Prozent aufweist, da auf diese Weise eine noch höhere Festigkeit und Lebensdauer des Mitnehmers erzielt wird.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Öffnung des Mitnehmers einen D-förmigen Querschnitt mit einer einzigen zweiten Abflachung aufweist, da die Herstellungskosten für eine Ankerwelle mit einer einzigen zweiten Abflachung geringer sind als für eine Ankerwelle mit zwei zweiten Abflachungen. Dies ergibt sich dadurch, dass bei einer Ankerwelle mit zwei zweiten Abflachungen die Einhaltung der Parallelität der zwei zweiten
Abflachungen besonders schwierig und teuer ist.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn an der dem Rotor zugewandten Stirnseite des Mitnehmers elastische Vorsprünge vorgesehen sind, die in Öffnungen des Rotors vorstehen und mit dem Rotor mechanisch zusammenwirken. Auf diese Weise kann das Drehmoment der Antriebswelle besonders gut auf den Rotor übertragen und außerdem eine akustische Entkopplung zwischen dem Elektromotor und der
Pumpenkammer erreicht werden. Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Vorsprünge des Mitnehmers mit einer
Spielpassung oder Presspassung in den Öffnungen des Rotors angeordnet sind. Die Spielpassung hat gegenüber der Presspassung den Vorteil, dass eine bessere mechanische Entkopplung und damit eine Geräuschreduzierung erreicht wird. Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer mittels Spritzgießen hergestellt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt im Schnitt ein vereinfacht dargestelltes Förderaggregat,
Fig.2 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Mitnehmer nach Fig.l und
Fig.3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Mitnehmers nach Fig.2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.l zeigt im Schnitt ein vereinfacht dargestelltes Förderaggregat.
Das Förderaggregat 1 ist eine elektrisch angetriebene Rollenzellenpumpe, deren Funktionsweise beispielsweise aus der DE 103 33 190 AI bekannt ist. Das Förderaggregat 1 weist eine Pumpenkammer 2 auf, in der ein Rotor 3 drehbar angeordnet ist, der über einen Mitnehmer 4 von einer Antriebswelle 5 angetrieben ist. Der Mitnehmer 4 hat eine Öffnung 8, insbesondere eine Durchgangsöffnung 8, in die die Antriebswelle 5 zumindest hineinragt. Die Öffnung 8 des Mitnehmers 4 weist beispielsweise einen D-förmigen Querschnitt auf. Die Antriebswelle 5 weist eine erste Abflachung 9 und die Öffnung 8 des Mitnehmers 4 eine mit der ersten Abflachung 9 der Antriebswelle 5 zusammenwirkende zweite Abflachung 10 auf, so dass der Mitnehmer 4 mit der Antriebswelle 5 mitdreht. Die Pumpenkammer 2 ist beispielsweise in einem Rotorgehäuse 11 vorgesehen und stirnseitig von einem ersten
Anschlussdeckel 12 verschlossen. An dem Rotorgehäuse 11 ist ein Lagerzapfen 14 vorgesehen, auf dem der Rotor 3 drehbar gelagert ist. Das Rotorgehäuse 11 und der erste Anschlussdeckel 12 sind in einem zylinderförmigen Pumpengehäuse 13 angeordnet. In dem ersten Anschlussdeckel 12 ist ein Pumpeneinlass 15 vorgesehen, der in die Pumpenkammer 2 mündet. In dem Rotorgehäuse 11 ist auf der dem ersten Anschlussdeckel 12 abgewandten Seite ein Kammerauslass 16 angeordnet, der in eine Antriebskammer 17 des Pumpengehäuses 13 führt. In der Antriebskammer 17 des Pumpengehäuses 13 ist beispielsweise ein die Antriebswelle 5 antreibender Elektromotor 18 angeordnet. Die Antriebskammer 17 des Pumpengehäuses 13 ist in axialer Richtung bezüglich einer Antriebsachse 6 der Antriebswelle 5 gesehen zwischen dem Rotorgehäuse 11 und einem zweiten Anschlussdeckel 20 gebildet und in radialer Richtung von dem Pumpengehäuse 13 umschlossen. Der zweite
Anschlussdeckel 20 hat einen Pumpenauslass 21, der in die Antriebskammer 17 des Pumpengehäuses 13 führt.
Die Antriebswelle 5 ragt durch eine Durchgangsöffnung 19 im Lagerzapfen 14 des Rotorgehäuses 11 in die Pumpenkammer 2. Der Mitnehmer 4 ist auf dem in die Pumpenkammer 2 ragenden Abschnitt der Antriebswelle 5 unmittelbar neben dem Rotor 3 angeordnet. Beispielsweise ist in dem ersten Anschlussdeckel 12 eine Aussparung 22 vorgesehen, in der der Mitnehmer 4 zumindest teilweise aufgenommen ist.
Fig.2 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Mitnehmer gemäß Fig.l
Die erste Abflachung 9 der Antriebswelle 5 hat einen vorbestimmten Abstand H zu der Antriebsachse 6 der Antriebswelle 5 und eine vorbestimmte, quer zur Antriebsachse 6 gemessene Breite B.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mitnehmer 4 einstückig aus Kunststoff hergestellt ist und Glasfasern enthält, wobei der Abstand H der ersten Abflachung 9 der Antriebswelle 5 im Bereich zwischen Null und dem 0,25-fachen des Durchmessers D der Antriebswelle 5 liegt, wobei die Antriebswelle 5 einen Radius R aufweist und der Querschnitt der Antriebswelle 5 im Bereich der ersten Abflachung 9 größer ist als ein Querschnitt eines Halbkreises mit dem Radius R. Insbesondere liegt der Abstand H zwischen Null und dem 0,2-fachen des Durchmessers D der Antriebswelle 5.
Die Antriebswelle 5 ist mit einer geeigneten Spielpassung oder alternativ mit einer Presspassung in der Öffnung 8 des Mitnehmers 4 angeordnet.
Der Mitnehmer 4 ist beispielsweise aus Polyamid, insbesondere Polyamid 66, hergestellt und beispielsweise spritzgegossen. Der Mitnehmer 4 weist außerdem einen Glasfaseranteil von beispielsweise 20 bis 80 Prozent, insbesondere von 25 bis 45 Prozent, auf.
An der dem Rotor 3 zugewandten Stirnseite des Mitnehmers 4 sind elastische
Vorsprünge 23 vorgesehen sind, die in Öffnungen 24 des Rotors 3 vorstehen und mit dem Rotor 3 mechanisch, insbesondere formschlüssig, zusammenwirken. Die auskragenden Vorsprünge 23 verlaufen in axialer Richtung der Antriebsachse 6 und sind beispielsweise fingerförmig oder stegförmig ausgeführt. Die elastischen
Vorsprünge 23 des Mitnehmers 4 sind mit einer Spielpassung oder einer
Presspassung in den Öffnungen 24 des Rotors 3 angeordnet.
Claims
Ansprüche
Förderaggregat (1) mit einer Pumpenkammer (2), in der ein Rotor (3) drehbar angeordnet ist, der über einen Mitnehmer (4) von einer Antriebswelle (5) angetrieben ist, wobei der Mitnehmer (4) eine Öffnung (8) aufweist, in die die Antriebswelle (5) zumindest hineinragt, wobei die Antriebswelle (5) eine erste Abflachung (9) und die Öffnung (8) des Mitnehmers (4) eine mit der ersten Abflachung (9) der Antriebswelle (5) zusammenwirkende zweite Abflachung (10) aufweist, wobei die erste Abflachung (9) der Antriebswelle (5) einen
vorbestimmten Abstand (H) zu einer Antriebsachse (6) der Antriebswelle (5) und eine vorbestimmte, quer zur Antriebsachse (6) gemessene Breite (B) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) einstückig aus Kunststoff hergestellt ist und Glasfasern enthält und der Abstand (H) der ersten Abflachung (9) der Antriebswelle (5) im Bereich zwischen Null und dem 0,25-fachen des
Durchmessers (D) der Antriebswelle (5) liegt, wobei die Antriebswelle (5) einen Radius (R) aufweist und der Querschnitt der Antriebswelle (5) im Bereich der ersten Abflachung (9) größer ist als ein Querschnitt eines Halbkreises mit dem Radius (R).
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (H) im Bereich zwischen Null und dem 0,2-fachen des Durchmessers (D) der Antriebswelle (5) liegt.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (5) mit einer Spielpassung oder
Presspassung in der Öffnung (8) des Mitnehmers (4) angeordnet ist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) aus Polyamid, insbesondere Polyamid 66, hergestellt ist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) einen Glasfaseranteil von 20 bis 80 Prozent, insbesondere von 25 bis 45 Prozent, aufweist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) des Mitnehmers (4) einen D-förmig Querschnitt aufweist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Rotor (3) zugewandten Stirnseite des
Mitnehmers (4) Vorsprünge (23) vorgesehen sind, die in Öffnungen (24) des Rotors (3) vorstehen und mit dem Rotor (3) mechanisch zusammenwirken.
Förderaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (23) des Mitnehmers (4) mit einer Spielpassung oder Presspassung in den Öffnungen (24) des Rotors (3) angeordnet sind.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) mittels Spritzgießen hergestellt ist.
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EP16798748.6A EP3384160B1 (de) | 2015-12-04 | 2016-11-22 | Förderaggregat |
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DE102015224357.5 | 2015-12-04 |
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