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Title:
ROTARY PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/013196
Kind Code:
A1
Abstract:
Described is a rotary pump (1) for conveying gases or liquids in transmission devices and units. The pump has standard diameter, width, and fits and clearances characteristics, which are matched to those of roller bearings. The pump is mounted next to independent shaft bearings (2) in such a way that it fixes the bearing position and transmits lateral bearing forces. Suitable pump constructions and housing and rotor designs are described for various applications.

Inventors:
TREUGUT ANDREAS (DE)
MILITZER OTTO MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP1991/000122
Publication Date:
August 06, 1992
Filing Date:
January 23, 1991
Export Citation:
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Assignee:
TREUGUT ANDREAS (DE)
MILITZER OTTO MICHAEL (DE)
International Classes:
F04C11/00; F04C15/00; F04C29/02; F04D1/00; F04D1/06; F04D13/14; F04D17/00; F04D17/12; F04D25/16; F04D29/04; F04D29/049; F04D29/059; F04D29/42; F16N7/36; (IPC1-7): F04C15/00
Foreign References:
GB749949A1956-06-06
DE328652C1920-10-30
GB2084652A1982-04-15
DE836131C1952-04-10
Other References:
Patent Abstracts of Japan, Band 10, Nr. 77 (M-464)(2134), 26. M{rz 1986, & JP, A, 60220262 (FUJI TEKKOSHO K.K.) 2. November 1985, siehe die Zusammenfassung
Patent Abstracts of Japan, Band 8, Nr. 166 (M-314)[1603], 2. August 1984, & JP, A, 5960092 (TOSHIBA K.K.) 5. April 1984, siehe die Zusammenfassung
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Rotationspumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien, die mit einem eigenständigen Gehäuse neben einer, von der Pumpe unab¬ hängigen Wellenlagerung angeordnet ist und deren Pumpen rotor von der gelagerten Welle angetrieben wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rotationspumpe (1) in standardisierter Bauweise Durchmesser, Breiten und Passungsverhältnisse aufweist, die an diejenigen von Wälzlagern angepaßt sind und daß das Gehäuse (5) der Rotationspumpe wahlweise als einheitlich hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist oder als hülsenför¬ miges Bauteil (5.1), das an der der Wellenlagerung (2) ab¬ gewandten Seite ein deckeiförmig ausgebildetes Teil (5.2) aufweist, das die Funktion eines stützenden Getriebe oder Aggregatedeckels mit oder ohne Wellendurchführung über¬ nimmt.
2. Rotationspumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie die Position der neben¬ liegenden Wellenlagerung fixiert und seitliche Lagerkräfte von äußeren Lagerringen (8) durch das Pumpengehäuse (5) und/oder von inneren Lagerringen (9) durch den Pumpenrotor (6) überträgt.
3. Rotationspumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in gleicher oder unter schiedlicher Bauweise mehrfach nebeneinander angeordnet ist und dabei parallele oder hintereinander geschaltete Förderströme erzeugt.
4. Rotationspumpe nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Fördermedium durch die danebenliegende Wellenlagerung (2) bewegt.
5. Rotationspumpe nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtscheiben (7) ein Fördern des Mediums zur Wellenlagerung (2) weitestgehend ver¬ hindern.
6. Rotationspumpe nach Anspruch I bis 5 gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse (5) und einen Rotor (6) , die entsprechend einer hydrodynamischen Pumpe, bei¬ spielsweise einer Kreiselpumpe, einer Seitenkanalpumpe oder einer Zentrifugalpumpe mit radial gerade verlaufenden Schaufeln ausgebildet sind.
7. Rotationspumpe nach Anspruch 1 bis 5 gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse (5) und eine Rotoreinheit (6) , die entsprechend einer hydrostatischen Pumpe, beispielsweise einer Flügelzellenpumpe, einer Rollenzellenpumpe oder einer Innenzahnradpumpe ausge¬ bildet sind.
Description:
otationspumpe

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe für Getriebe und Aggregate, zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien, die ein eigenständiges Gehäuse mit Kanälen für Zu- und Ablauf und eine ein- oder mehrteilige innenachsige Rotoreinheit aufweist.

Bekannt für diese Aufgabenstellung ist der Einsatz von hydro¬ statischen Verdrängerpumpen unterschiedlichster Bauarten, so beispielsweise Zahnradpumpen, Schlauchpumpen, Kolbenpumpen etc.. Sie ermöglichen hohe Drücke und Zwangsumlauf.

Sind beispielsweise für Aggregateschmierung oder -kühlung keine hohen Drücke zur Förderung des Mediums erforderlich, dann können zentrifugal wirkende hydrodynamische Rotations¬ pumpen eingesetzt werden.

Die Nachteile bekannter Bauarten dieser Pumpen bestehen darin, daß sie oft nur für spezielle Aufgaben konzipiert sind, oder aufwendige aggregateseitige Anschlüsse oder separate Antriebe benötigen und entsprechend großen zusätzlichen Bauraum inner- oder außerhalb der Getriebe oder Aggregate erfordern.

Es sind Bauarten bekannt, bei denen eine kompakte Zuordnung der Pumpe dadurch erreicht wird, daß vorhandene Bauteile der Getriebe oder Aggregate in die Funktion der Pumpe einbezogen werden. Beispielsweise wird das Ende einer Aggregatewelle als antreibende Halterung des Pumpenrotors genutzt (DE 30 22 419) . Oder das Aggregategehäuse dient gleichermaßen als Pumpenge- häuse und als Träger der Wellenlagerung für die Pumpe und für das Aggregat (DE-OS 34 17 307).

Diese kompakten Bauformen befriedigen jedoch nicht für all¬ gemeine Anwendungen, und benötigen teilweise sehr spezielle konstruktive Anpassungen der betroffenen Aggregatebauteile.

In einer bekannten, besonders kompakten Bauform ist eine Pumpe mit einem Wäl2lager zu einer konstruktiven Einheit verbunden (G 81 26 303) . Der Lageraußenring bildet zugleich das Pumpengehäuse und der Lagerinnenring die antreibende Halterung der Pumpenrotoren. Der Vorteil, bei geringem Anpa߬ aufwand, mit einer unabhängig erforderlichen Aggregatelager¬ ung auch eine Pumpe einzubringen, wird hierbei jedoch durch den Nachteil einer aufwendigen Sonderfertigung der Wälzlager erkauft. Außer für einen speziellen Großserienbedarf wird es sehr teuer, die Vielfalt der möglichen Lagerungsaufgaben und Lagergrößen in dieser Weise mit einer Pumpe zu kombinieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe für Getriebe und Aggregate zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien zu schaffen, die in einfacher, kompakter Bauweise, mit minimalem zusätzlichen Raumbedarf und geringem Anpassungsaufwand unterschiedlichen Aufgabenstellungen und konstruktiven Gegebenheiten entsprechend, in oder an Getrieben bzw. Aggregaten eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß mit einer Rotationspumpe nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Anordnungen oder Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine der Aufgabenstellung entsprechende Pumpe derart gestaltet sein muß, daß sie weitestgehend in Räumen oder passend zu Abmes¬ sungen eingesetzt werden kann, die auch ohne Pumpe vorhanden sind; daß sie vorhandene Antriebsmöglichkeiten nutzt und wenn möglich oder erforderlich weitere Funktionen übernimmt, um die Gesamtzahl von zusätzlichen Bauteilen oder zusätzlichen Bearbeitungsfolgen an den Gehäusen der Getriebe oder Aggregate gering zu halten.

Die Pumpe muß weiterhin bei gleichen Außenabmessungen durch Kombinationen ihrer inneren Gestaltung unterschiedlichen Auf¬ gabenstellungen entsprechen können.

Diese erfindungsgemäßen Bedingungen werden durch eine Rotationspumpe erfüllt, die mit einem eigenständigen Gehäuse neben einer, von der Pumpe unabhängigen Wellenlagerung ange¬ ordnet ist und deren Pumpenrotor von der gelagerten Welle angetrieben wird, wobei die Rotationspumpe in standardisierter Bauweise Durchmesser-, Breiten- und Passungsverhältnisse auf¬ weist, die an diejenigen von Wälzlagern angepaßt sind und wobei das Gehäuse der Rotationspumpe wahlweise als einheitlich hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist oder als hülsenförmiges Bauteil, das an der der Wellenlagerung abgewandten Seite ein deckeiförmig ausgebildetes Teil aufweist, das die Funktion eines stützenden Getriebe- oder Aggregatedeckels mit oder ohne Wellendurchführung übernimmt.

Diese neuartige Zuordnung und Gestaltung hat den Vorteil, daß entsprechend zu den auf die Getriebe- oder Aggregateleistungen und -aufgaben abgestimmten Größen und Bauarten von Wälzlagern passende Pumpenleistungen standardisiert ausgewählt und ein¬ gesetzt werden können; vergleichbar dem Einsatz anderer, den Lagergrößen zugeordneter, standardisierter Bauteile.

Vorteilhafterweise übernimmt die erfindungsgemäße Rotations¬ pumpe eine stützende und/oder positionierende Funktion für die daneben angeordneten Wellenlagerungen, beispielsweise anstelle einer abstützenden Buchse oder bei entsprechender Gestaltung auch die Funktion eines stützenden Gehäusedeckels. Dabei kann das Medium durch das seitliche Lager bewegt oder durch Dichtungselemente von diesem ferngehalten werden.

Auch können durch unterschiedliche Formgebung innerhalb des Pumpengehäuses und durch den Einsatz entsprechender Rotoren beispielsweise hydrodynamische oder hydrostatische Pumpen- eigenschaften auf einfache Weise erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Rotationspumpe nicht nur in neue, sondern vielfach ohne größeren Aufwand und zusätzliches

Bauvolumen auch in vorhandene Getriebe- oder Aggregatekonzepte eingebracht werden kann. Weiterhin können unabhängig vonein¬ ander sowohl die Pumpe, als auch das danebenliegenden Lager getauscht werden, sodaß eine freie, preiswerte Kombination, von Lager-, wie von Pumpeneigenschaften auf einfache Weise möglich ist. Durch die angepaßte Pumpenkonstruktion verein¬ facht sich auch die Wartung bei Verschleiß, mit Montage und Demontage von Pumpe oder Lager.

Erfindungsgemäß weist die äußere Pumpenkontur Durchmesser auf, die denjenigen eines zugeordneten Wälzlagers angepaßt sind. Die Anpassung kann Maßgleichheit bedeuten oder eine gering¬ fügige Abweichung derart gestatten, daß sie mit einfachen Stützhülsen, Paßscheiben oder den Dichtscheiben der Pumpe überbrückt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Pumpen nicht in jeder Lagergröße vorhanden sein müssen, sondern aus¬ gewählte Größenklassen überdecken, ohne den Einbauraum über¬ mäßig aufzuweiten oder den Einbau zu komplizieren.

Für den Zu- und Ablauf des Mediums in der Pumpe und in den zugeordneten Wänden der Getriebe- und Aggregategehäuse sind in den Figuren einige einfache Vorschläge dargestellt.

Ist erfindungsgemäß das Pumpengehäuse an der der Wellenlage¬ rung abgewandten Seite mit einem deckeiförmig ausgebildeten Teil, entsprechend einem Aggregatedeckel versehen, dann können Zu- und Ablauf pumpenseitig durch das Deckelteil geführt werden, ohne daß übliche Deckeldurchmesser, die den Lager¬ durchmessern zugeordnet sind, geändert werden müssen.

Die grundsätzliche Möglichkeit, eine Pumpe als hydraulische Bremse, oder für eine hydraulische Kupplung oder als Motor einzusetzen ist mit der erfindungsgemäßen Rotationspumpe und deren Anordnung in besonders kompakter Bauweise gegeben.

Die weiteren vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsge¬ mäßen Pumpen sind anhand der Fig. 1 bis 5 beispielhaft darge¬ stellt und nachfolgend beschrieben.

In Fig. 1 ist eine solche Pumpe (1) als hülsenförmiges Bauteil neben einem Lager (2) , auf einer antreibenden Welle (3) und in einem Aggregategehäuse (4) angeordnet. Dargestellt ist eine hydrodynamische Zentrifugalpumpe. Sie besitzt ein Gehäuse (5) , einen Rotor (6) , der als axial schwimmendes Schleuderrad ausgebildet ist und eine Dichtscheibe (7) . Die Pumpe stützt die seitlichen Kräfte des äußeren Lagerringes (8) über die Dichtscheibe (7) und das Pumpengehäuse (5) gegen einen fremden Stützring (10) ab. Sie saugt das Medium durch eine untenliegende Einlaßbohrung (11) im Aggregategehäuse (4) an und durch einen im Pumpengehäuse (5) radial angeordneten Kanal (12) hindurch in den Rotor (6) . Die zentrifugalen Kräfte schieben das Medium durch eine Öffnung (13) in einen Ringkanal (14) und von dort in die Auslaßkanäle (15) des Aggregatege¬ häuses (4) . Pumpe (1) und Lager (2) besitzen den gleichen Innen- und Außendurchmesser.

In Fig. 2 ist eine Pumpe (1) dargestellt, deren Gehäuse als hülsenförmiges Bauteil (5.1) ausgebildet ist, das an der der Wellenlagerung (2) abgewandten Seite ein deckeiförmig ausge¬ bildetes Teil (5.2) aufweist, das die Funktion eines stützen¬ den Getriebedeckels mit einer Wellendurchführung übernimmt.

Der Rotor (6) ist als axial schwimmender Flügelzellenrotor ausgebildet, der in einer exzentrischen Gehäusebohrung (19) sitzt. Die Zu- und Ablaufbohrungen (20) sind durch den Deckel¬ teil (5.2) des Gehäuses geführt. Beispielhaft ist das, dem Lagerdurchmesser angepaßte Teil des Gehäuses (5.1) in eine Bohrung eines Aggregategehäuses (4) eingesetzt, die etwas größer als der Lageraußendurchmesser ist. Die geringe Durchmesserdifferenz zum abgestützten Lager (2) überbrückt die seitliche Dichtscheibe (7) der Pumpe (1) .

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt von Fig.1 mit dem Unterschied, daß neben der Pumpe (1.1) eine zweite Pumpe (1.2) angeordnet ist, deren Gehäuse entsprechend Fig. 2 ein deckeiförmig aus¬ gebildetes Teil (5.2) aufweist. Beide Pumpen besitzen gleich- artige Rotoren und ihre Kanäle sind derart ausgebildet, daß der Förderstrom des Mediums hintereinander beide Pumpen durch¬ strömt. Das Hintereinanderschalten der Pumpen erhöht Pumpen¬ druck und Fördermenge. Die beiden Rotoren müssen nicht von gleicher innerer Bauart sein.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt von zwei gleichartigen Pumpen (1.1 und 1.2) entsprechend Fig. 1, die derart nebeneinander angeordnet sind, daß sie durch einen gemeinsamen Kanal ansau¬ gen, jedoch parallel getrennte Förderströme erzeugen, die durch die Auslaßkanäle (15.1 und 15.2) weitergeleitet werden. Im Unterschied zu Fig.3 ist hier der innere Lagerring (9) über eine Paßscheibe (16) , die beiden Rotoren (6) und eine Wellenmutter (17) fest eingespannt.

Zur festen Einspannung der Lagerung ist zusätzlich der äußere Lagerring (8) über die beiden Pumpengehäuse (5) und die Dicht- Scheiben (7) gegen einen üblichen Lagerdeckel (18) verspannt. Der Innendurchmesser beider Pumpen ist beispielsweise ein wenig kleiner als derjenige des Lagers. Der Unterschied der Durchmesser wird durch die Paßcheibe (16) überbrückt.

Fig.5 zeigt die kompakte Bauform einer Pumpe(1), entsprechend Fig.2, jedoch mit anderem Rotor und ohne Wellendurchführung. Der Pumpenrotor (6) ist als Schleuderrad ausgebildet und schwimmend gelagert, sodaß er durch ein Kippen des Wellenendes aus einer Wellendurchbiegung und einem möglichen Ausweichen des dargestellten Kegelrollenlagers (22) nicht gestört wird. Der Rotor (6) wird über Mitnehmerstifte (21) angetrieben, die in das Ende der gelagerten Welle (3) eingreifen. Die Pumpe ist derart kompakt, daß sie nicht mehr Raum benötigt, als ein normalerweise verwendeter Getriebedeckel mit einem Stützbund.