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Title:
PUMP DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/166098
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pump device (1) comprising a pump insert with no dedicated housing and a receiving part. Said pump insert is inserted into the receiving part (2). In the receiving part, a suction channel (3) is formed for the pump insert for suctioning a fluid and an inlay part (4) for optimizing the flow of fluid in the suction channel (3) is provided.

Inventors:
HOLTMANN, Ludger (Hauptstraße 64, Rosbach, 61191, DE)
ZINKE, Boris (Feldbergstrasse 94, Kelkheim, 65779, DE)
Application Number:
EP2016/058010
Publication Date:
October 20, 2016
Filing Date:
April 12, 2016
Export Citation:
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Assignee:
MAGNA POWERTRAIN BAD HOMBURG GMBH (Georg-Schaeffler-Straße 3, Bad Homburg, 61352, DE)
International Classes:
F04C15/06; F04B39/00; F04D29/22; F04C2/08; F04C2/344
Domestic Patent References:
WO2009132934A12009-11-05
Foreign References:
DE102011055020A12012-05-24
JP2003042068A2003-02-13
CN103089586A2013-05-08
US20140069139A12014-03-13
DE102011055020A12012-05-24
DE102013205622A12013-10-10
DE4334228A11994-10-27
Attorney, Agent or Firm:
RAUSCH, Gabriele (Magna International GmbH, PatentabteilungKurfürst-Eppstein-Ring 11, Sailauf, 63877, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Pumpenvorrichtung (1) umfassend einen Pumpeneinsatz ohne eigenes Gehäuse und ein Aufnahmeteil (2) , wobei der Pumpeneinsatz in das Aufnahmeteil (2) in einer Aufnahme (A) eingesetzt ist, die in Verbindung mit einem Saugkanal (3) des Pumpeneinsatz zum Ansaugen eines Fluides steht,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Aufnahmeteil (2) der Saugkanal (3) spanlos hergestellt ist, wobei im Saugkanal (3) mindestens teilweise ein Einlegeteil (4) zur Optimierung der Fluidführung vorgesehen ist, das die Form einer Tülle aufweist, die sich von einen Außendurchmesser (AD) entsprechend des Innendurchmessers (I) des Saugkanals zu einem dem Durchmesser (D) der Aufnahme A erweitert..

2. Pumpenvorrichtung ( 1 ) nach Anspruch 1 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Aufnahmeteil (2) einen Behälter zur Aufnahme eines Fluides ausbildet.

3. Pumpenvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Aufnahmeteil (2) ein Getriebegehäuse ist.

4. Pumpenvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Einlegeteil (4) aus Kunststoff hergestellt ist.

5. Pumpenvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Einlegeteil (4) im Kunststoff- Spritzgießverfahren hergestellt ist.

Pumpenvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpenvorrichtung (1) als Flügelzellenpumpe oder Zahnradpumpe ausgebildet ist.

Pumpenvorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Pumpeneinsatz zumindest zwei voneinander beanstandete radiale Dichtungen, zum Abdichten gegen das Aufnahmeteil (2) aufweist.

Description:
Pumpenvorrichtung

Gebiet der Erfindung

Pumpenvorrichtung umfassend einen Pumpeneinsatz ohne eigenes Gehäuse, wobei der Pumpeneinsatz in ein Aufnahmeteil eingesetzt ist.

Stand der Technik

Aus der DE10201 1055020A1 ist ein Pumpeneinsatz ohne eigenes Gehäuse bekannt. Solche Pumpeneinsätze, auch Cartridge Pumpen genannt, werden beispielsweise in Getriebegehäuse eingesetzt. Der Einsatz wird beschrieben, aber der Saugkanal selbst ist nicht dargestellt.

Aus der DE 102013205622 AI ist eine Pumpe bekannt, die ein Einlegeteil im Einläse zur Schalldämpfung aufweist.

Aus der DE 4334228 AI ist ein Hydroaggregat aus Guss bekannt, das in- nerhalb der Pumpe einen Filtereinsatz im Saugbereich besitzt.

Der Saugkanal zum Ansaugen eines gewünschten Fluids für solche Pumpeneinsätze ist im Getriebegehäuse, üblicherweise spanabhebend, hergestellt. Die spanabhebende Herstellung ist jedoch relativ kostenintensiv. Deshalb wird eine Lösung gesucht, bei der eine kostengünstige Herstellung und gleichzeitig eine optimierte Fluidstromführung im Saugkanal realisierbar sind. Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Pumpenvorrichtung vorzusehen, bei der der Saugkanal kostengünstig herstellbar ist, und wobei eine opti- mierte Fluidstromführung realisierbar ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Pumpenvorrichtung umfassend einen Pumpeneinsatz ohne eigenes Gehäuse, wobei der Pumpeneinsatz in ein Aufnahmeteil eingesetzt ist, wobei in dem Aufnahmeteil der Saugkanal für den Pumpeneinsatz zum Ansaugen eines Fluides ausgebildet ist, wobei im Saugkanal ein Einlegeteil zur Optimierung der Fluidführung vorgesehen ist.

Unter Pumpeneinsatz wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung verstanden, welche im Wesentlichen die Bauteile einer Pumpe enthält, jedoch zum Einsetzen in ein Aufnahmeteil, beispielsweise ein Gehäuse, ausgebildet ist, wobei das Aufnahmeteil einen Saugkanal für ein Ansaugen eines Fluides in eine durch den Pumpeneinsatz und dem Aufnahmeteil gebildete Kammer zur Verfügung stellt. Solche Pumpeneinsätze werden auch als Cartridge-Pumpe oder Patronenpumpe bezeichnet. Der Pumpeneinsatz, das Aufnahmeteil und das Einlegeteil können von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt werden, wobei der Pumpeneinsatz und das Einlegeteil vorteilhafter Weise beim Hersteller des Aufnahmeteils verbaut werden. Durch das Einlege teil ist es möglich in einem Aufnahmeteil einfach und kostengünstig einen Saugkanal bereitzustellen, dessen Geometrie nicht strömungsoptimiert ausgebildet sein muss, wodurch jedoch ohne dem Einlegeteil das Fluid nicht ideal strömen könnte und beispielsweise zu einer Verschäumung neigen würde, was die Lebensdauer einer solchen Pumpenvorrichtung negativ beeinflussen würde. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben. Das Aufnahmeteil bildet in einer bevorzugten Ausführungsform den Behälter zur Aufnahme eines Fluids aus.

Das Aufnahmeteil kann dabei vorzugsweise ein Getriebegehäuse sein. Der Innenraum des Getriebegehäuses bildet den Behälter für das Fluid, bei- spielsweise für ein Öl. Der Pumpeneinsatz ist in einer Getriebegehäusewandung eingesetzt, wobei in der Getriebegehäusewandung ein Saugkanal zum Ansaugen des Fluides aus dem Behälter ausgebildet ist.

Der Saugkanal ist in einer bevorzugten Ausführungsform spanlos herge- stellt.

Der Saugkanal wird beispielsweise während dem Gießen des Aufnahmeteils mitgegossen. Da beim Ausformen des Kerns oder Schieber die Kanalgeometrie einen wesentlichen Einfluss darstellt, ist der Saugkanal nicht optimal zum Ansaugen des Fluids ausbildbar.

Durch die so nicht optimierte Geometrie des Saugkanals und aufgrund der Tatsache, dass verschäumtes Fluid bei hohen Drehzahlen, zur Kavitation in der Pumpenvorrichtung führen kann, wird erfindungsgemäß ein Einlegeteil in den Saugkanal eingesetzt. Dabei wird bevorzugt im Bereich der Ansaugöffnung des Pumpeneinsatzes der Saugkanal, besonders bevorzugt spanabhebend, vergrößert, wodurch in diesem Bereich das Einlegeteil einfach einlegbar ist. Dieser Bereich wird bevorzugt spanabhebend hergestellt, da die Geometrie des Aufnahmeteils, beispielsweise die Wanddicke des Aufnahmeteils, in diesem Bereich ein Entformen des Gießwerkzeugs üblicherweise nicht zu- lässt. Wenn die Wanddicke des Aufnahmeteils dick genug ist, um ein Ent- formen des Gießwerkzeugs zu ermöglichen, kann dieser Bereich auch durch Gießen ausgebildet werden.

Das Einlegeteil ist in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform aus Kunststoff hergestellt.

Das Einlegeteil wird dabei bevorzugt im Spritzgießverfahren hergestellt.

Das Spritzgießverfahren erlaubt eine kostengünstige Herstellung komplexer Geometrien.

Die Pumpenvorrichtung und somit der Pumpeneinsatz ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Flügelzellenpumpe ausgebildet.

Die Flügelzellenpumpe und somit der Pumpeneinsatz umfasst im Wesent- liehen einen Rotor mit einem oder einer Vielzahl von Flügeln, die in Schlitzen des Rotors angeordnet sind, sowie einen Konturring, wobei der Rotor verliersicher, beispielsweise mittels eines Sprengrings, und verdrehfest auf einer Antriebswelle angeordnet ist. Auf der Antriebswelle sind eine erste Druckplatte und eine zweite Druckplatte angeordnet, wobei der Rotor, der zumindest eine Flügel und der Konturring zwischen den Druckplatten angeordnet sind.

Alternativ zur Flügelzellenpumpe kann der Pumpeneinsatz beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Der Pumpeneinsatz ist in einer Sacklochbohrung des Aufnahmeteils eingesteckt. Um den Pumpeneinsatz in Position zu halten, wird auf das Aufnahmeteil ein Deckel befestigt, wobei der Deckel den Pumpeneinsatz gegen die Wandung des Aufnahmeteils drückt und in Position hält.

Der Pumpeneinsatz weist zumindest zwei voneinander beabstandete Dichtungen auf, wobei die Dichtungen bevorzugt als O-Ringe ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Dichtung auf der ersten Druckplatte und die zweite Dichtung auf der zweiten Druckplatte vorgese- hen, wobei die Dichtung auf der ersten Druckplatte den Saugraum gegen den Druckraum abdichtet und die Dichtung der zweiten Druckplatte gegen den Deckel abdichtet, um so eine Leckage zu verhindern.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Pumpenvorrichtung wie im Stand der Technik bekannt.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen

Pumpenvorrichtung.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist eine Pumpenvorrichtung 1 , wie im Stand der Technik be- kannt, dargestellt. Der Pumpeneinsatz selbst ist zur besseren Übersicht nicht dargestellt und ist zum Einbau im Abschnitt A vorgesehen. In einem aufnehmendem Gehäuse, beispielsweise einem Getriebe ist ein Aufnahmeteil 2 angelegt, in dem ein Saugkanal 3 zum Zuführen eines Fluides vorgesehen ist, wobei der Saugkanal 3 spanabhebend ausgebildet ist. Die spanabhebende Ausbildung und damit die sehr sauber gestaltete und bearbeitete Innenfläche I des Saugkanals 3 ermöglicht eine Optimierung des Fluidstroms in eine Pumpenkammer des Pumpeneinsatzes, wodurch ein Ansaugen von Luft reduziert bzw. verhindert wird. Im Saugkanal 3 ist ein Injektor 5 angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung 1 in einem von einer Baugruppe gebildeten Gehäuse, das ein Aufnahmeteil 2 bereitstellt, wobei die Pumpenvorrichtung wieder ohne Pumpeneinsatz dargestellt ist. Der Saugkanal 3 ist im Aufnahmeteil 2 mitgegossen. Der Gießprozess ei- nes solchen Gehäuseteils ist wesentlich kostengünstiger, die Innenfläche I aber wesentlich rauer als bei der Herstellung mit einem spanenden Verfahren. Wenn man von einem Getriebegehäuse ausgeht, ist es sinnvoll ein Ölreservoir als Behälter B bereits im Guss mitzugestalten.

Der Fluidstrom würde ohne weitere Maßnahmen turbulent zur Pumpe ge- langen.

Um den Fluidstrom optimieren zu können und den Zufluss zur Pumpe kontrolliert zu gestalten, wird in den Saugkanal 3 ein Einlegeteil 4 eingesetzt, welches den Fluidstrom verbessert. Das Einlege teil weist die Form einer Tülle auf, die sich von einen Außendurchmesser AD entsprechend des Innendurchmessers I des Saugkanals zu einem dem Durchmesser D der Aufnahme A erweitert. Der Einsatz im Saugkanal 3 ist zylindrisch und erstreckt sich bis zu einer Tiefe T in den Saugkanal 3. Diese Ausführungsform ist beispielhaft. Das Einlege teil kann auch die Form eines Zylinders, der stumpf im Abschnitt A endet haben oder eine Zylinderform, die auf beliebige Art auf geweitet ist, wobei der Durchmesser D für die Aufweitung nicht erreicht werden muss. In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann der Fluidstrom im Einlegeteil 4 auf mindestens zwei Zuströme geteilt werden, indem Zwischenwände vorgesehen sind.

Das erfindungsgemäße Einlegeteil 4 besteht aus Kunststoff, und wird be- vorzugt im Spritzgießverfahren hergestellt. Damit sind auch komplexere Einlegteile mit mehreren strukturierten Saugkanalabschnitten möglich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann zwischen dem Einlegeteil 4 und dem Saugkanal 3 eine umlaufende Dichtung (nicht darge- stellt) vorgesehen sein, beispielsweise mindestens einem O-Ring oder eine am Einlege teil 4 angespritzte Dichtlippe.

Bei Bedarf kann im Saugkanal 3 ebenfalls ein Injektor 5 (nicht dargestellt) eingesetzt werden.

Der Einbau des Einlegeteils erfolgt, indem das Einlegeteil in den zum Abschnitt A offenen Teil des Saugkanals eingepresst wird. Im optimalen Fall reicht die gegossene Struktur des Saugkanals aus, um das Einlageteil sicher zu führen und zu befestigen. Gegebenenfalls muss aber der Saugka- nal noch nachbearbeitet werden, so dass beispielsweise ein zumindest abschnittsweise zylindrisches Einlegeteil 3 gut eingepasst werden kann. Bezugszeichenliste

1 Pumpenvorrichtung

2 Aufnahmeteil

3 Saugkanal

4 Einlegeteil

5 Injektor

A Abschnitt

D Durchmesser

I Innendurchmesser

AD Außendurchmesser

T Tiefe

B Behälter