EP0956451A2 - Gerotorpumpe für flüssige medien - Google Patents

Gerotorpumpe für flüssige medien

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Publication number
EP0956451A2
EP0956451A2 EP97952049A EP97952049A EP0956451A2 EP 0956451 A2 EP0956451 A2 EP 0956451A2 EP 97952049 A EP97952049 A EP 97952049A EP 97952049 A EP97952049 A EP 97952049A EP 0956451 A2 EP0956451 A2 EP 0956451A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
chamber
gerotor
housing
suction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97952049A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Mokesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bavaria Pumpen GmbH
Original Assignee
Bavaria Pumpen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE29621361U external-priority patent/DE29621361U1/de
Application filed by Bavaria Pumpen GmbH filed Critical Bavaria Pumpen GmbH
Publication of EP0956451A2 publication Critical patent/EP0956451A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C14/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
    • F04C15/0046—Internal leakage control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C19/00—Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/086—Carter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels

Definitions

  • the invention relates to a gerotor pump with a pump housing, a cylindrical chamber in the pump housing, a gerotor barrel set accommodated in the cylindrical chamber and which is to be driven in rotation by a pump drive shaft in order to pump the liquid to be pumped from a suction connection of the pump into a suction area of the chamber aspirate and expel the aspirated pump liquid from an ejection region of the chamber to a pressure connection of the pump, the pump drive shaft coupled to the gerotor drive unit for driving it extending from a drive side of the pump through a bore in the housing into the cylindrical chamber, and wherein the pump has a shaft seal surrounding the pump drive shaft, which seals the pump against leakage of leakage liquid to the drive side.
  • the gerotor pumps are valve-free, compact, self-priming pumps with positive displacement, which produce a continuous pump flow with a minimum of pressure fluctuations.
  • the gerotor liquid pumps have a gerotor pump set, which consists of a ring rotor or outer rotor with internal teeth, which is rotatably mounted in the cylindrical chamber with little radial play to the periphery of the chamber, and an inner rotor with external teeth, which is driven by the pump drive shaft, the number of teeth of the inner rotor is 1 smaller than the number of teeth of the outer rotor.
  • the axis of rotation of the inner rotor runs parallel to the axis of rotation of the outer rotor with an eccentric offset, so that the inner rotor driven by the pump drive shaft is only at a certain angle.
  • the suction angle area of the chamber is connected to a suction connection via a suction slot in a connection cover which closes the end of the chamber on the side opposite the drive side of the pump.
  • the discharge angle range of the chamber is connected via a discharge slot in the connection cover to a pressure connection, so that a flow is generated from the suction connection to the pressure connection of the pump when the gerotor barrel is rotated.
  • the housing consists of at least three housing blocks, namely the connection cover, an eccentric ring receiving the gerotor barrel set and a bearing cover on the drive side of the pump, through which the drive shaft is guided, the drive shaft being outside the housing a shaft coupling is coupled to the shaft of a motor driving the pump.
  • gerotor pumps have been used almost exclusively for pumping mineral oil or similar viscous media, since thinner pump media, especially at high pump pressures, cause sealing problems.
  • Attempts have also already been made to design and use Gerot ⁇ r liquid pumps as water pumps.
  • measures have hitherto been necessary which necessitated a comparatively complicated construction of the pump, a high manufacturing expenditure and a comparatively large number of individual parts.
  • the invention has for its object to provide a gerotor liquid pump of the type mentioned, which can be used as a pump for water or similar low-viscosity media, has a simple and compact structure and yet has a high pumping capacity.
  • the wall surface of the housing which delimits the cylindrical chamber towards the drive side of the pump has a depression which extends along the suction region in the circumferential direction of the chamber and which has a groove in the circumferential surface which surrounds the shaft is connected to the bore in order to be able to discharge leakage liquid located between the bore and the shaft via the groove into the suction area of the chamber.
  • This construction which can be realized with simple means and with little manufacturing effort, has the effect that the inevitable leakage fluid, which is present in particular in the case of thin media with high pressure between the circumference of the shaft and the circumference of the bore, is returned to the suction region of the chamber in an extremely efficient manner and thus the case drain pressure is effectively reduced. Since the groove lies in an area between the chamber and the shaft seal, the case drain pressure on the shaft seal is almost completely reduced, so that a commercially available shaft seal, such as a sealing ring, can be used.
  • the measure according to the invention for reducing the case drain pressure does not require any drainage channels within the shaft, which also benefits the efforts to simplify construction.
  • the depression preferably extends in the shape of an arc in the circumferential direction of the shaft, wherein it is in direct connection with the groove essentially over its entire arc length.
  • the gerotor rotor set has a certain axial play and a certain radial play with the adjacent running surfaces of the chamber.
  • the radial play between the outer circumference of the gerotor barrel and the circumferential surface of the chamber is between 0.025 and 0.06 mm in a preferred embodiment.
  • the axial play between the gerotor barrel set and the respectively opposite end face of the chamber is between 0.02 and 0.035 mm.
  • the pump on the side opposite the drive side, has a connection cover delimiting the cylindrical chamber on the end face with the suction connection and the pressure connection provided thereon, the connection cover having a suction slot connected to the suction connection and the suction region of the chamber. and has an ejection slot in its surface delimiting the chamber, which is connected to the pressure connection and the ejection region of the chamber, and a channel connecting the suction slot to the ejection slot is provided in the connection cover, in which a valve which is to be opened toward the suction slot is arranged.
  • This valve can be a spring-loaded pressure relief valve which opens the channel when a certain maximum opening pressure is reached in the area of the pressure connection and the discharge slot opens against the force of the valve spring.
  • the valve Lst is designed for a certain working pressure and for a certain maximum pressure, which can be up to 60-70 bar in the pump according to the invention. If this maximum pressure is exceeded on the consumer side, the pressure limiting valve ensures that the excess amount is drained off to the suction side and thus forms a reliable overpressure protection integrated in the housing.
  • a desired performance characteristic can be maintained in accordance with the characteristic of the valve spring and the valve construction, in that the valve opens at certain pressures on the pressure side only to such an extent that excess delivery volume reaches the suction side via the channel and the pump otherwise the at the relevant pressure on the pressure side promotes the desired delivery rate according to the desired performance characteristics via the pressure connection to the "consumer". If necessary, the spring can be exchanged for a spring with a different characteristic.
  • the valve has an adjusting mechanism which optionally prestresses the valve spring to a greater or lesser extent and which can be actuated from outside when the valve is installed.
  • the valve is an adjustable flow control valve, which opens the channel more or less depending on the valve position set in order to divert part of the liquid discharged from the discharge area of the chamber and return it to the suction area.
  • the pump housing is constructed in two parts, it consisting of a pump chamber housing block and a connection cover and the cylindrical chamber is formed as a recess in the pump chamber housing block, which is covered on the front side of the pump chamber housing block facing away from the drive side of the pump by the connection cover.
  • the pump housing on the drive side of the pump is connected directly to the housing of a drive motor, in particular an electric motor, the motor shaft of which forms the pump drive shaft.
  • a drive motor in particular an electric motor
  • the motor shaft of which forms the pump drive shaft may also have independent significance in the context of the invention.
  • the motor shaft engages directly in the gerotor barrel, no intermediate shaft coupling is required.
  • the pump housing and the motor housing are preferably connected to one another by common screw arrangements, which already ensure that the motor housing and the pump housing are fixed in the correct position.
  • the gerotor liquid pump according to the invention can be operated at engine speeds between 50 and 6000 rpm, depending on the desired pump output. It is suitable for pumping low-viscosity media such as water, beverages, fuels, HFA hydraulic fluid and the like, although it is not excluded that it can also be used oil pump can be used. It can therefore be used both in the industrial sector and in the private household sector.
  • the pump housing consists of a brass material, in particular special brass or possibly bronze, and the gerotor barrel set consists of a stainless steel.
  • Fig. 1 a shows a first embodiment of the invention in one
  • Fig. 1 b shows a connection cover of the gerotor liquid pump
  • FIG. 1 a in a disassembled state in a plan view (from FIG. 1 a from the left) of an end face to be connected to a pump chamber housing, an area being shown broken away.
  • FIGS. 1 a and 1 b shows a plan view of an end face of the pump chamber housing of the pump according to FIGS. 1 a and 1 b.
  • FIG. 1 d shows a view of the pump chamber housing corresponding to FIG. 1 c, but the gerotor running set has been removed.
  • 2a and 2b show a second embodiment in a representation corresponding to FIGS. 1 a and 1 b.
  • 3a and 3b show a third embodiment in a representation corresponding to FIGS. 1 a and 1 b.
  • FIG. 1 a shows a preferred exemplary embodiment of the invention in a longitudinal section.
  • the gerotor pump 1 has a pump chamber housing 3 with a circular cylindrical recess 5 on the connection face 7 of the pump chamber housing 3.
  • the circular cylindrical recess 5 forms a chamber in which a gerotor running set 9, which is yet to be explained, is received, which is driven by a drive shaft 1 1 of a drive motor 1 3 is driven in rotation.
  • the drive motor 1 3 is arranged with its housing 1 5 directly on the end side 1 7 of the pump chamber housing 3 opposite the connection end face 7.
  • the shaft 1 1 extends through the bore 1 9 into the chamber 5 of the pump chamber housing 3.
  • an inner ring or inner rotor 25 of the gerotor barrel 9 via a coupling 27, e.g. a feather key or the like., coupled for common rotation with the shaft 1 1, wherein the inner ring 25 is arranged coaxially to the shaft 1 1 on the pump-side end portion of the shaft 1 1.
  • the gerotor rotor 9 is held axially movable within its axial play on the shaft 1 1.
  • connection cover 29 which extends over the recess 5 and which has a suction connection 31 and a pressure connection 33.
  • the suction connection 31 is connected to a suction region 37 of the chamber 5 via a suction kidney 35 designed as a ring segment-like recess in the connection cover 29, whereas the pressure connection 33 is connected an ejection kidney 39 designed as a ring segment-like recess in the connection cover 29 is connected to an ejection region 41 of the chamber 5.
  • FIG. 1 c shows in a (not to scale) top view of the connection end face 7 of the pump chamber housing 3, the inner rotor 25 provided with an external toothing and driven by the shaft 11 within an outer rotor 43 formed with an internal toothing.
  • the outer rotor 43 is in the cylindrical chamber 5 is rotatably mounted substantially coaxially to the chamber 5, the common axis of the chamber 5 and the outer rotor 43 being offset parallel to the common axis of the shaft 11 and the inner rotor 25.
  • the inner toothing of the outer rotor 43 has one tooth more than the outer toothing of the inner rotor 25 arranged eccentrically to the outer rotor 43.
  • the position of the suction kidney 35 provided in the connecting cover 29 and the position of the exhaust kidney 39 provided in the connecting cover 29 are approximate indicated at 35 and 39 in projection.
  • a spring-loaded pressure relief valve or pressure relief valve 47 is provided in a channel 49, which is formed in the connection cover 29 and connects the suction connection 31 or the suction kidney 35 with the pressure connection 33 or the discharge kidney 39.
  • the valve body 51 of the pressure relief valve 47 can open against the force of the spring 53 to the suction side (suction kidney 35), depending on the pressure in the area of the pressure connection 33 or the discharge kidney 39.
  • the pressure relief valve 47 then conducts liquid from the pressure side (at 39) to the suction side (at 35).
  • a desired performance characteristic can be maintained in that the valve opens at certain pressures on the pressure side only to such an extent that excess delivery volume reaches the suction side via the channel 49 and the pump otherwise the in which relevant pressure on the pressure side promotes the desired flow rate according to the desired performance characteristics via the pressure connection to the "consumer".
  • the spring 53 can be exchanged for a spring with a different characteristic.
  • the valve 47 has the function of overpressure protection. When a predetermined maximum pressure is reached, the valve opens to maximum passage, so that the channel 49 forms the main flow path and circulates the pump from the pressure side to the suction side.
  • the pressure relief valve 47 also acting as a pressure relief device for the pump 1.
  • valve 47 can alternatively be designed in such a way that it only fulfills the function of overpressure protection.
  • valve spring 53 is supported on the one hand on a shoulder 55 of the valve body 51 - and on the other hand on a screw plug 57 which is screwed into a threaded bore 59 of the connection cover 29.
  • valve tappet connected to the valve body 51 is shown in FIG. 1 a, which is guided with its end remote from the valve body 51 in a bore 63 of the screw plug 57.
  • gerotor pump 1 according to the invention is that despite its simple and compact construction for pumping water or similar thin media, it can be used at pump pressures up to 60-70 bar and pump speeds up to 6000 rpm.
  • the pump 1 according to the invention also has a permanent high performance excellent running properties and a long service life and is also easy to maintain.
  • the running properties of the gerotor pump 1 according to the invention can be optimized when used as a pump for water or aqueous-viscous media if a slight radial play is permitted between the circumference of the outer rotor 43 and the circumference of the cylindrical chamber 5 , this play should preferably be 0.03-0.05 mm.
  • annular groove 68 is provided in the pump chamber housing 3 at a small axial distance from the chamber 5, which surrounds the motor shaft 11.
  • This annular groove 68 is connected to a depression 70 in the bottom of the chamber 5, the depression 70 running in the angular region of the chamber 5 which forms the suction region and over which the suction kidney 35 also extends.
  • the depression 70 preferably has a kidney shape corresponding to the suction kidney 35 and, viewed axially, lies in alignment with the suction kidney 35.
  • This simple construction has the effect that the pressure (approximate operating pressure) occurring via leakage fluid in the small annular gap 72 (gap size, for example 0.2-0.4 mm) between the drive shaft 11 and the bore 19 via the annular groove 68 and the kidney-shaped recess 70 to the suction side of the chamber 5 is reduced to such an extent that in the area between the annular groove 68 and the commercially available shaft sealing ring 23 there is only a small residual liquid pressure, for example 0-0.1 bar, which is present from the sealing ring 23 can be safely accommodated without any sealing problems, especially since commercially available shaft seals are available for pressures of 0.5 - 30 bar.
  • the drive motor 1 3 is arranged directly on the housing block 3 and drives the gerotor running set 9 with its comparatively short motor shaft 1 1.
  • the use of the motor shaft 1 1 directly as a pump shaft avoids the previously usual shaft couplings between the pump shaft and the separate motor shaft.
  • the drive shaft 11 can be centered in a simple manner while avoiding expensive shaft bearings within the pump housing 3, so that low-wear operation is ensured.
  • the direct attachment of the housing of the drive motor 1 3 to the pump housing 3, 29 also leads to the fact that overall a compact, space-saving unit consisting of pump and drive is obtained, the above-mentioned measures for reducing the leakage fluid pressure reliably ensuring that the low-viscosity pump medium is not can penetrate into the motor housing.
  • the relative orientation and centering of the motor 1 3, the pump chamber housing 3 and the connecting cover 29 to one another and the common fastening of these elements to one another is carried out by the screw arrangements 74 which enforce the elements 13, 3 and 29 in the axial direction and fix them to one another reliably and in the correct position.
  • an O-ring seal 76 is provided radially outside the chamber 5 between the connection cover 29 and the connection end face 7 of the pump chamber housing 3.
  • FIGS. 2a and 2b show a second embodiment of a gerotor pump 1 according to the invention in a view corresponding to FIGS. 1 a and 1 b.
  • Elements in FIGS. 2a and 2b which correspond to elements of the pump according to FIGS. 1a-1d are identified with the same reference numerals, so that reference can be made to the description of the first exemplary embodiment.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the structure of the valve 47 is changed.
  • the biasing force of the valve spring 53 can be adjusted without removing the valve 47 in order to adjust the working pressure (performance characteristics) or permissible maximum pressure of pump 1.
  • an adjusting screw 77 passing through the locking screw 57 is provided, on which the axially displaceable guide cylinder 78 of the valve tappet 61 is supported at its end remote from the valve spring 53. If the adjusting screw 77 is now screwed further towards the valve body or valve cone 51, the valve spring 53 supported on the guide cylinder 78 is further compressed and thus increases its biasing force on the valve body 51. The valve body 51 will then lift off its seat at a correspondingly increased pressure on the pressure side of the pump 1 in order to discharge an excess amount of pump liquid to the suction side via the channel 49.
  • 3a and 3b show a third embodiment of a gerotor pump 1 according to the invention, which differs from the first two embodiments by the type of valve 47a.
  • the valve 47a is not designed as a spring-loaded pressure relief valve as in the two previous exemplary embodiments, but rather as an adjustable quantity control valve.
  • the valve body (valve cone) 51 a can be shifted into a position raised from the valve seat 80 by adjusting the adjusting screw 77 a of the adjusting spindle 78 a, in order to be able to variably adjust the gap between valve body 51 a and valve seat 80 and thus the opening width of the valve.
  • a delivery quantity dependent on the setting of the valve can be derived via the channel 49 to the suction side. This changes the maximum delivery rate of the pump at the given pressure.
  • the valve 47a of the third exemplary embodiment of the invention therefore serves to set a respective maximum delivery rate of the pump.

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Abstract

Es wird eine Gerotorpumpe für wässrig-viskose Medien vorgeschlagen, die vorzugsweise ein zweiteiliges Pumpengehäuse aus Pumpenkammergehäuse (3) und Anschlussdeckel (29) aufweist und in dem Pumpenkammergehäuse eine als kreiszylindrische Vertiefung (5) ausgebildete Pumpenkammer mit einem darin aufgenommenen Gerotor-Laufsatz (9) hat. Der Gerotor-Laufsatz (9) wird von der Antriebswelle (11) eines unmittelbar an dem Pumpengehäuse befestigten Antriebsmotors (13) rotierend angetrieben. Die Motorwelle (11) ist im Pumpenkammergehäuse (3) von einer Nut (68) umgeben, die unmittelbar mit einer Vertiefung (70) im Ansaugbereich der Pumpenkammer (5) in Verbindung steht, um Leckflüssigkeit über die Nut (68) in den Ansaugbereich der Kammer (5) einleiten zu können. In dem Anschlussdeckel (29) ist ein die Saugseite mit der Druckseite verbindender Kanal (49) mit einem darin vorgesehenen Ventil vorhanden, welches abhängig vom Druck an der Druckseite überschüssige Fördermenge zur Saugseite ableitet. Das Ventil kann alternativ als Fördermengenregelventil ausgebildet sein.

Description

Gerotorpumpe für flüssige Medien
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Gerotorpumpe mit einem Pumpengehäuse, einer zylindrischen Kammer in dem Pumpengehäuse, einem in der zylindrischen Kammer aufgenommenen Gerotor-Laufsatz, der von einer Pumpenantriebswelle rotierend anzutreiben ist, um die zu pumpende Flüssigkeit von einem Sauganschluß der Pumpe her in einen Ansaugbereich der Kammer anzusaugen und die angesaugte Pumpflüssigkeit aus einem Ausstoßbereich der Kammer zu einem Druckanschluß der Pumpe hin auszutreiben, wobei sich die mit dem Gerotor-Laufsatz zu dessen Antrieb gekoppelte Pumpenantriebswelle von einer Antriebsseite der Pumpe her durch eine Bohrung des Gehäuses hindurch in die zylindrische Kammer erstreckt und wobei die Pumpe eine die Pumpenantriebswelle umgebende Wellendichtung aufweist, die die Pumpe gegen Austritt von Leckflüssigkeit zur Antriebsseite hin abdichtet.
Es handelt sich bei den Gerotorpumpen um ventillose, kompakte, selbstansaugende Pumpen mit positiver Verdrängung, die einen kontinuierlichen Pumpförderstrom mit einem Minimum an Druckschwankungen erzeugen.
Die Gerotor-Flüssigkeitspumpen weisen einen Gerotor-Pumpenlaufsatz auf, der aus einem in der zylindrischen Kammer mit geringem Radialspiel zum Umfang der Kammer drehbar gelagerten Ringrotor oder Außenrotor mit einer Innenverzahnung und einen von der Pumpenantriebswelle rotierend angetriebenen Innenrotor mit Außenverzahnung besteht, wobei die Anzahl der Zähne des Innenrotors um 1 kleiner ist als die Anzahl der Zähne des Außenrotors. Die Drehachse des Innenrotors verläuft parallel zur Drehachse des Außenrotors mit exzentrischem Versatz, so daß der von der Pumpenantriebswelle angetriebene Innenrotor nur in einem bestimmten Winkelbe- reich in Umfangsrichtung der Kammer kämmend in die Verzahnung des Außenrotors eingreift, um den Gerotor-Laufsatz zur Drehung anzutreiben. Sobald zwei benachbarte Zähne des Innenrotors aus diesem Winkelbereich der kämmenden Ineingriffnahme in Drehrichtung heraus bewegt werden, entsteht zwischen diesen Zähnen und zwei benachbarten Zähnen des Außenrotors ein sich bei weiterer Drehung über einen Ansaugwinkelbereich der Kammer hinweg vergrößernder Zwischenraum, wobei die Zähne des Innenrotors den Zähnen des Außenrotors vorauseilen. Nachdem der Zwischenraum ein maximales Volumen erreicht hat, wird er bei weiterer Drehung über einen Ausstoßwinkelbereich der Kammer hinweg wieder kleiner, bis die Zähne des Innenrotors wieder in den Winkelbereich der kämmenden Ineingriffnahme des Außenrotors kommen. Der Ansaugwinkelbereich der Kammer steht über einen Ansaugschlitz in einem die Kammer an der der Antriebsseite der Pumpe entgegengesetzten Seite stirnseitig verschließenden Anschlußdeckel mit einem Ansauganschluß in Verbindung. Der Ausstoßwinkelbereich der Kammer steht über einen Ausstoßschlitz in dem Anschlußdeckel mit einem Druckanschluß in Verbindung, so daß bei Drehung des Gerotor-Laufsatzes ein Förderstrom vom Sauganschluß zum Druckanschluß der Pumpe erzeugt wird.
Bei den bisher bekannten Gerotor-Flüssigkeitspumpen besteht das Gehäuse aus wenigstens drei Gehäuseblöcken, nämlich dem Anschlußdeckel, einem den Gerotor-Laufsatz aufnehmenden Exzenterring und einem Lagerdeckel auf der Antriebsseite der Pumpe, durch den hindurch die Antriebswelle geführt ist, wobei die Antriebswelle außerhalb des Gehäuses über eine Wellenkupplung mit der Welle eines die Pumpe antreibenden Motors gekoppelt ist.
Bisher werden Gerotorpumpen fast ausschließlich zum Pumpen von Mineralöl oder ähnlich zähflüssiger Medien eingesetzt, da dünnflüssigere Pumpmedien, insbesondere bei hohen Pumpdrücken, Abdichtungsprobleme bereiten. Es ist auch bereits versucht worden, Gerotαr-Flüssigkeitspumpen als Wasserpumpen auszubilden und einzusetzen. Zur Realisierung guter Pumplaufeigenschaften und zur Beherrschung der Dichtungsprobleme waren bisher jedoch Maßnahmen erforderlich, die einen vergleichsweise kom- plizierten Aufbau der Pumpe, einen hohen Fertigungsaufwand und eine vergleichsweise große Anzahl von Einzelteilen bedingten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gerotor-Flüssigkeitspumpe der eingangs genannten Art bereitzustellen, die als Pumpe für Wasser oder ähnlich dünnflüssige Medien einsetzbar ist, einen einfachen und kompakten Aufbau hat und dennoch eine hohe Pumpleistung aufweist.
Unter einem ersten Gesichtspunkt wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die die zylindrische Kammer zur Antriebsseite der Pumpe hin stirnseitig begrenzende Wandfläche des Gehäuses eine sich entlang dem Ansaugbereich in Umfangsrichtung der Kammer erstreckende Vertiefung aufweist, die unmittelbar mit einer die Welle umgebenden Nut in der Umfangsfläche der Bohrung in Verbindung steht, um zwischen der Bohrung und der Welle befindliche Leckflüssigkeit über die Nut in den Ansaugbereich der Kammer einleiten zu können.
Diese mit einfachen Mitteln und geringem Fertigungsaufwand realisierbare Konstruktion hat die Wirkung, daß die unvermeidliche und insbesondere bei dünnflüssigen Medien mit hohem Druck zwischen dem Umfang der Welle und dem Umfang der Bohrung anstehende Leckflüssigkeit über die Nut und die Vertiefung in den Ansaugbereich der Kammer äußerst effizient zurückgeleitet und somit der Leckflüssigkeitsdruck im Pumpengehäuse wirksam abgebaut wird. Da die Nut in einem Bereich zwischen der Kammer und der Wellendichtung liegt, ist der Leckflüssigkeitsdruck an der Wellen- dichtung nahezu vollständig abgebaut, so daß eine handelsübliche Wellendichtung, etwa ein Simmering, verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Maßnahme zum Abbau des Leckflüssigkeitsdrucks erfordert keine Leckflüssigkeitskanäle innerhalb der Welle, was dem Bestreben nach baulicher Vereinfachung ebenfalls zugute kommt.
Vorzugsweise erstreckt sich die Vertiefung bogenförmig in Umfangsrichtung der Welle, wobei sie im wesentlichen über ihre gesamte Bogenlänge unmittelbar mit der Nut in Verbindung steht.
Ausgezeichnete Laufeigenschaften ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Pumpleistung werden erzielt, wenn der Gerotor-Laufsatz ein bestimmtes axiales Spiel und ein bestimmtes radiales Spiel zu den jeweils benachbarten Laufflächen der Kammer aufweist. Das radiale Spiel zwischen dem Außenumfang des Gerotor-Laufsatzes und der Umfangsfläche der Kammer liegt bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 0,025 und 0,06 mm. Das axiale Spiel zwischen dem Gerotor-Laufsatz und der jeweils gegen- überliegenden stirnseitigen Begrenzungfläche der Kammer liegt bei dieser Ausführungsform zwischen 0,02 und 0,035 mm.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Pumpe an der der Antriebsseite entgegengesetzten Seite einen die zylindrische Kammer stirnseitig begrenzenden Anschlußdeckel mit dem daran vorgesehenen Sauganschluß und dem Druckanschluß auf, wobei der Anschlußdeckel einen mit dem Sauganschluß und dem Ansaugbereich der Kammer in Verbindung stehenden Ansaugschlitz - und einen mit dem Druckanschluß und dem Ausstoßbereich der Kammer in Verbindung stehenden Ausstoßschlitz in seiner die Kammer begrenzenden Fläche aufweist und wobei in dem Anschlußdeckel ein den Ansaugschlitz mit dem Ausstoßschlitz verbindender Kanal vorgesehen ist, in dem ein zum Ansaugschlitz hin zu öffnendes Ventil angeordnet ist.
Bei diesem Ventil kann es sich um ein federbelastetes Druckbegrenzungsventil handeln, welches den Kanal bei Erreichen eines bestimmten Maximal- Öff nungsdrucks im Bereich des Druckanschlusses und des Ausstoßschlitzes gegen die Kraft der Ventilfeder öffnet. Das Ventil Lst für einen bestimmten Arbeitsdruck und für einen bestimmten Maximaldruck ausgelegt, der bei der Pumpe nach der Erfindung bis zu 60 - 70 bar betragen kann. Falls dieser Maximaldruck verbraucherseitig überschritten wird, sorgtdas Druckbegren- zungsventil für eine Ableitung des Mengenüberschusses zur Saugseite hin und bildet somit eine in das Gehäuse integrierte, zuverlässige Überdrucksicherung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann entsprechend der Kennlinie der Ventilfeder und der Ventilkonstruktion eine gewünschte Leistungscharakteristik eingehalten werden, dahingehend, daßdas Ventil bei bestimmten Drucken an der Druckseite nur so weit öffnet, daß überschüssige Fördermenge über den Kanal zur Saugseite gelangt und die Pumpe im übrigen die bei dem betreffenden Druck an der Druckseite gewünschte Fördermenge entsprechend der gewünschten Leistungscharakteristik über den Druckanschluß zum "Verbraucher" fördert. Die Feder kann bedarfsweise gegen eine Feder mit anderer Kennlinie ausgetauscht werden.
Gemäß einer weiteren Variante weist das Ventil einen die Ventilfeder wahlweise mehr oder weniger stark vorspannenden Einstellmechanismus auf, der bei eingebautem Ventil von außer her betätigbar ist.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Ventil ein einstellbares Fördermengenregelventil, welchesden Kanal je nach eingestellter Ventilposi- tion mehr oder weniger weit öffnet, um einen Teil der aus dem Ausstoßbereich der Kammer ausgestoßenen Flüssigkeit der Fördermenge abzuzweigen und in den Ansaugbereich zurückzuführen.
Wenngleich verschiedene Merkmale der Erfindung mit Erfolg bei einem dreiteiligen oder mehrteiligen Pumpengehäuse verwirklicht sein können, ist bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Pumpengehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei es aus einem Pumpen- kammergehäuseblock und einem Anschlußdeckel besteht und die zylindrische Kammer als Vertiefung in dem Pumpenkammergehäuseblock ausgebildet ist, die an der der Antriebsseite der Pumpe abgewandten Seite des Pumpenkammergehäuseblocks von dem Anschlußdeckel stirnseitig überdeckt ist. Hierdurch wird dem Bestreben nach baulicher Vereinfachung und geringem Fertigungsaufwand in einem noch weitergehenden Maße entsprochen. Dem vorstehend genannten Gesichtspunkt der Zweiteiligkeit des Pumpengehäuses kommt im Rahmen der Erfindung ggf. selbständige Bedeutung zu.
Eine weitere äußerst vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß das Pumpengehäuse an der Antriebsseite der Pumpe unmittelbar mit dem Gehäuse eines Antriebsmotors, insbesondere Elektromotors verbunden ist, dessen Motorwelle die Pumpenantriebswelle bildet. Auch diesem Gesichts- punkt kommt im Rahmen der Erfindung ggf. selbständige Bedeutung zu. Es liegt damit nicht nur eine äußerst kompakte und platzsparende Baueinheit aus Pumpe und Pumpenantrieb vor, sondern es ergeben sich wesentliche Vereinfachungen in bezug auf die Zentrierung der Welle bei Gewährleistung hervorragender Laufeigenschaften der Pumpe. Da die Motorwelle un- mittelbar in den Gerotor-Laufsatz eingreift, ist keine Wellen-Zwischenkupplung erforderlich. Ferner ist es nicht erforderlich, eine Wälzlageranordnung oder ein sonstiges aufwendiges Lager für die ohnehin im Motorgehäuse gelagerte Antriebswelle zusätzlich in der Pumpe vorzusehen. Das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse sind vorzugsweise durch gemeinsame Schraubanordnungen miteinander verbunden, die bereits eine lagerichtige Fixierung von Motorgehäuse und Pumpengehäuse sicherstellen.
Die Gerotor-Flüssigkeitspumpe nach der Erfindung kann abhängig von der gewünschten Pumpleistung mit Motordrehzahlen zwischen 50 und 6000 Upm betrieben werden. Sie eignet sich zum Pumpen dünnflüssiger Medien wie Wasser, Getränke, Treibstoffe, HFA-Druckflüssigkeit und dergleichen, wobei nicht ausgeschlossen ist, daß sie auch als Mineral- ölpumpe einsetzbar ist. Sie kann daher sowohl im industriellen Bereich als auch im privaten Haushaltsbereich Verwendung finden.
Sofern die Pumpe im Lebensmittelbereich, beispielsweise bei der Getränke- dosierung, Verwendung finden soll, ist auf die Verwendung lebensmittelechter Materialien für die mit dem Pumpmedium in Berührung kommenden Pumpenbestandteile zu achten. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Pumpengehäuse aus einem Messingmaterial, insbesondere Spezialmessing oder ggf. aus Bronze, und der Gerotor-Laufsatz aus einem nichtrostenden Stahl.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Fig. 1 a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer
Längsschnittdarstellung.
Fig. 1 b zeigt einen Anschlußdeckel der Gerotor-Flüssigkeitspumpe aus
Fig. 1 a in ausgebautem Zustand in einer Draufsicht (gemäß Fig. 1 a von links) auf eine mit einem Pumpenkammergehäuse zu verbindende Stirnseite, wobei ein Bereich herausgebrochen dargestellt ist.
Fig. 1 c zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Pumpenkammerge- häuses der Pumpe nach den Fig. 1 a und 1 b.
Fig. 1 d zeigt eine der Fig. 1 c entsprechende Ansicht des Pumpenkam- mergehäuses, wobei jedoch der Gerotor-Laufsatz ausgebaut ist.
Fig. 2a und 2b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel in einer den Fig. 1 a und 1 b entsprechenden Darstellung. Fig. 3a und 3b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel in einer den Fig. 1 a und 1 b entsprechenden Darstellung.
In Fig. 1 a ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Längsschnitt-Darstellung gezeigt.
Die Gerotorpumpe 1 hat ein Pumpenkammergehäuse 3 mit einer kreiszylindrischen Vertiefung 5 an der Anschluß-Stirnseite 7 des Pumpenkammerge- häuses 3. Die kreiszylindrische Vertiefung 5 bildet eine Kammer, in der ein noch zu erläuternder Gerotor-Laufsatz 9 aufgenommen ist, welcher von einer Antriebswelle 1 1 eines Antriebsmotors 1 3 rotierend angetrieben wird. Der Antriebsmotor 1 3 ist mit seinem Gehäuse 1 5 unmittelbar an der der Anschluß-Stirnseite 7 entgegengesetzten Stirnseite 1 7 des Pumpenkammer- gehäuses 3 angeordnet. Die Welle 1 1 erstreckt sich durch die Bohrung 1 9 hindurch in die Kammer 5 des Pumpenkammergehäuses 3. An der Stirnseite 1 7 des Pumpenkammergehäuses 3 ist der Ringspalt 21 zwischen der Welle 1 1 und dem Umfang der Bohrung 1 9 durch einen Wellendichtring 23 zum Motor 1 3 hin abgedichtet.
In der Kammer 5 ist ein Innenring oder Innenrotor 25 des Gerotor-Laufsatzes 9 über eine Kupplung 27, z.B. eine Paßfeder oder dgl., zur gemeinsamen Drehung mit der Welle 1 1 gekoppelt, wobei der Innenring 25 koaxial zur Welle 1 1 auf dem pumpenseitigen Endabschnitt der Welle 1 1 angeordnet ist. Der Gerotor-Laufsatz 9 ist innerhalb seines axialen Spiels auf der Welle 1 1 axial beweglich gehalten.
An der Anschlußstirnseite 7 des Pumpenkammergehäuses 3 ist ein sich über die Vertiefung 5 hinweg erstreckender Anschlußdeckel 29 vorgesehen, der einen Sauganschluß 31 und einen Druckanschluß 33 aufweist. Der Sauganschluß 31 steht über eine als ringsegmentartige Ausnehmung in dem Anschlußdeckel 29 ausgebildete Ansaugniere 35 mit einem Ansaugbereich 37 der Kammer 5 in Verbindung, wohingegen der Druckanschluß 33 über eine als ringsegmentartige Ausnehmung in dem Anschlußdeckel 29 ausgebildete Ausstoßniere 39 mit einem Ausstoßbereich 41 der Kammer 5 in Verbindung steht.
Aus Fig. 1 b ist zu ersehen, daß die Ansaugniere 35 der Ausstoßniere 39 diametral gegenüberliegt.
Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion des Gerotor-Pumpenlauf- satzes 9 wird im folgenden auf Fig. 1 c verwiesen. Fig. 1 c zeigt in einer (nicht maßstäblichen) Draufsicht auf die Anschluß-Stirnseite 7 des Pumpenkammergehäuses 3 den mit einer Außenverzahnung versehenen und von der Welle 1 1 angetriebenen Innenrotor 25 innerhalb eines mit einer Innenverzahnung ausgebildeten Außenrotors 43. Der Außenrotor 43 ist in der zylindrischen Kammer 5 im wesentlichen koaxial zur Kammer 5 drehbar gelagert, wobei die gemeinsame Achse der Kammer 5 und des Außenrotors 43 parallel zur gemeinsamen Achse der Welle 1 1 und des Innenrotors 25 versetzt ist. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Innenverzahnung des Außenrotors 43 einen Zahn mehr aufweist als die Außenverzahnung des exzentrisch zum Außenrotor 43 angeordneten Innenrotors 25. Die Position der in dem Anschlußdeckel 29 vorgesehenen Ansaugniere 35 und die Position der in dem Anschlußdeckel 29 vorgesehenen Ausstoßniere 39 sind näherungsweise bei 35 und 39 in Projektion angedeutet.
Bei Drehung des Innenrotors 25 kommt es aufgrund des gegenseitigen Eingriffs der Verzahnungen des Innenrotors 25 und des Außenrotors 43 zur Mitdrehung des Außenrotors 43. Wie aus der Momentaufnahme gemäß Fig. 1 c zu ersehen, greifen die Verzahnungen der Elemente 25 und 43 nur über einen bestimmten Winkelbereich - in Fig. 1 c auf der linken Seite - vollständig ineinander, wohingegen in einem diametral gegenüberliegenden Winkelbereich - in Fig. 1 c auf der rechten Seite - die Zähne des Innenrotors 25 und die Zähne des Außenrotors 43 nicht ineinander eingreifen. Bei der Drehung des Gerotor-Laufsatzes 9 kommt es dazu, daß die Zähne des Innenrotors 25 die Zähne des Außenrotors 43-in dem letztgenannten Winkelbereich in Drehrichtung überholen. Beim Herausdrehen aus dem erstgenannten Winkelbereich der Ineingriffnahme der Verzahnungen entsteht jeweils zwischen zwei benachbarten Zähnen des Innenrotors 25 und zwei benachbarten Zähnen des Außenrotors 43 ein sich bei Weiterdrehung mitbewegender und zunehmend vergrößernder Zwischenraum 45a bzw. 45b bzw. 45c, der dann bei Annäherung an den erstgenannten Winkelbereich der Ineingriffnahme der Verzahnungen wieder kleiner wird und schließlich verschwindet. Während der Phase des Größerwerdends des betreffenden Zwischenraumes läuft dieser an der Ansaugniere 35 vorbei, so daß an dem Sauganschluß 31 zugeführte Flüssigkeit in den betreffenden Zwischenraum 45 gesaugt wird. Während der Phase der Verkleinerung des betreffenden Zwischenraums 45 läuft dieser an der Ausstoßniere 39 vorbei, so daß die Flüssigkeit über die Ausstoßniere 39 zum Druckanschluß 33 hin gedrückt wird. Auf diese Weise kann durch Drehung der Welle 1 1 ein kontinuierlicher Pumpbetrieb realisiert werden.
Erfindungsgemäß wird es mit einfachen Mitteln erreicht, daß eine gewünschte Leistungscharakteristik eingestellt und aufrechterhalten werden kann. Zu diesem Zweck ist ein federbelastetes Druckbegrenzungsventil bzw. Überdruckventil 47 in einem Kanal 49 vorgesehen, der in dem Anschlußdeckel 29 ausgebildet ist und den Sauganschluß 31 bzw. die Ansaugniere 35 mit dem Druckanschluß 33 bzw. die Ausstoßniere 39 verbindet. Der Ventilkörper 51 des Überdruckventils 47 kann gegen die Kraft der Feder 53 zur Saugseite (Ansaugniere 35) hin öffnen, und zwar in Abhängigkeit vom Druck im Bereich des Druckanschlusses 33 bzw. der Ausstoßniere 39. Das Überdruckventil 47 leitet dann Flüssigkeit von der Druckseite (bei 39) zur Saugseite (bei 35) ab. Entsprechend der Kennlinie der Feder 53 und der Ventilkonstruktion kann eine gewünschte Leistungscharakteristik eingehal- ten werden, dahingehend, daß das Ventil bei bestimmten Drucken an der Druckseite nur so weit öffnet, daß überschüssige Fördermenge über den Kanal 49 zur Saugseite gelangt und die Pumpe im übrigen die bei dem betreffenden Druck an der Druckseite gewünschte Fördermenge entsprechend der gewünschten Leistungscharakteristik über den Druckanschluß zum "Verbraucher" fördert. Die Feder 53 kann bedarfsweise gegen eine Feder mit anderer Kennlinie ausgetauscht werden. Darüberhinaus hat das Ventil 47 die Funktion einer Überdrucksicherung. Bei Erreichen eines vorbestimmten Maximaldrucks öffnet das Ventil auf maximalen Durchlaß, so daß der Kanal 49 den Hauptströmungsweg bildet und die Pumpe von der Druckseite zur Saugseite umlaufend fördert.
Es kann somit eine gewünschte Leistungscharakteristik eingehalten werden, wobei das Überdruckventil 47 ferner als Überdrucksicherung für die Pumpe 1 wirkt.
Sofern man auf die besonders vorteilhafte Funktion der Einhaltung einer gewünschten Leistungscharakteristik verzichten will, kann das Ventil 47 alternativ so ausgestaltet sein, daß es lediglich die Funktion der Überdrucksicherung erfüllt.
Die Ventilfeder 53 stützt sich einerseits an einer Schulter 55 des Ventilkör- pers 51 - und andererseits an einer Verschlußschraube 57 ab, die in eine Gewindebohrung 59 des Anschlußdeckels 29 eingeschraubt ist.
Bei 61 ist in Fig. 1 a ein mit dem Ventilkörper 51 verbundener Ventilstößel gezeigt, der mit seinem vom Ventilkörper 51 entfernten Ende in einer Bohrung 63 der Verschlußschraube 57 geführt ist.
Ein besonderer Vorteil der Gerotorpumpe 1 nach der Erfindung liegt darin, daß sie trotz ihres einfachen und kompakten Aufbaus zum Pumpen von Wasser oder ähnlich dünnflüssiger Medien bei Pumpdrucken bis hin zu 60 - 70 bar und Pumpendrehzahlen bis hin zu 6000 Upm einsetzbar ist. Die Pumpe 1 nach der Erfindung weist auch bei dauerhaftem Hochleistungs- betrieb ausgezeichnete Laufeigenschaften und eine hohe Lebensdauer auf und ist überdies wartungsfreundlich.
Untersuchungen haben ergeben, daß die Laufeigenschaften der Gerotor- pumpe 1 nach der Erfindung beim Einsatz als Pumpe für Wasser oder wäßrig-viskose Medien optimiert werden können, wenn ein geringfügiges radiales Spiel zwischen dem Umfang des Außenrotors 43 und dem Umfang der zylindrischen Kammer 5 zugelassen wird, wobei dieses Spiel vorzugsweise 0,03 - 0,05 mm betragen sollte. Überdies ist ein axiales Spiel zwischen der Lauffläche 65 des Pumpenkammergehäuses 3 und dem Gerotor-Laufsatz 9 von etwa 0,025 mm und ferner ein axiales Spiel von etwa 0,025 - 0,03 mm zwischen der Lauffläche 66 des Anschlußdeckels 29 und dem Gerotor-Laufsatz 9 vorhanden. Aufgrund dieser Spiele ergibt sich eine selbstschmierende Wirkung durch das Pumpmedium, ohne daß hierdurch die Pumpleistung nennenswert beeinträchtigt wird.
Das unter den vorstehend genannten Bedingungen zu beachtende Problem der Abdichtung des Pumpenkammergehäuses 3 zur Seite des Antriebsmotors 1 3 hin ist bei der Pumpe 1 nach der Erfindung mit sehr einfachen Mitteln unter Verwendung handelsüblicher Wellendichtungen 23 gelöst worden.
Wie in den Fig. 1 a und 1 d gezeigt, ist in dem Pumpenkammergehäuse 3 in geringem axialem Abstand von der Kammer 5 eine Ringnut 68 vorgesehen, die die Motorwelle 1 1 umgibt. Diese Ringnut 68 steht mit einer Vertiefung 70 im Boden der Kammer 5 in Verbindung, wobei die Vertiefung 70 in dem Winkelbereich der Kammer 5 verläuft, der den Ansaugbereich bildet und über den sich auch die Ansaugniere 35 erstreckt. Vorzugsweise hat die Vertiefung 70 eine der Ansaugniere 35 entsprechende Nierenform und liegt - axial gesehen - in Flucht zur Ansaugniere 35. Diese einfache Konstruktion hat die Wirkung, daß der durch Leckflüssigkeit in dem geringen Ringspalt 72 (Spaltgröße z.B. 0,2 - 0,4 mm) zwischen der Antriebswelle 1 1 und der Bohrung 1 9 auftretende Druck (näherungsweise Betriebsdruck) über die Ringnut 68 und die nierenförmige Vertiefung 70 zur Saugseite der Kammer 5 hin so weit abgebaut wird, daß in dem Bereich zwischen der Ringnut 68 und dem handelsüblichen Wellendichtring 23 nur noch ein geringer Leckflüssigkeits-Restdruck von beispielsweise 0 - 0, 1 bar vorhanden ist, der von dem Dichtring 23 ohne Dichtungsprobleme sicher aufgenommen werden kann, zumal handelsübliche Wellendichtringe für Drücke von 0,5 - 30 bar verfügbar sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 a - 1 d ist hervorzuheben, daß es zur Realisierung des Abbaus des Leckfluiddrucks nicht erforderlich ist, Leckfluidkanäle in der Antriebswelle 1 1 vorzusehen, so daß auch insoweit ein Beitrag zur Vereinfachung des Pumpenaufbaus ohne Beeinträchtigung des Wirkungsgrads gegeben ist.
Zu den ausgezeichneten Laufeigenschaften der Gerotorpumpe 1 trägt ferner bei, daß der Antriebsmomotor 1 3 unmittelbar an dem Gehäuseblock 3 angeordnet ist und mit seiner vergleichsweise kurzen Motorwelle 1 1 den Gerotor-Laufsatz 9 antreibt. Die Ausnutzung der Motorwelle 1 1 unmittelbar als Pumpenwelle vermeidet die bisher üblichen Wellenkupplungen zwischen Pumpenwelle und davon gesonderter Motorwelle. Bei der Gerotorpumpe 1 nach der Erfindung kann die Antriebswelle 1 1 auf einfache Weise unter Vermeidung teurer Wellenlager innerhalb des Pumpengehäuses 3 zentriert werden, so daß ein verschleißarmer Betrieb gewährleistet ist. Das unmittelbare Ansetzen des Gehäuses des Antriebsmotors 1 3 an das Pumpengehäuse 3, 29 führt ferner dazu, daß man insgesamt eine kompakte, platzsparende Baueinheit aus Pumpe und Antrieb erhält, wobei die oben angesprochenen Maßnahmen zum Abbau des Leckflüssigkeitsdrucks zuverlässig sicherstellen, daß das dünnflüssige Pumpmedium nicht ins Motorgehäuse eindringen kann. Die relative Ausrichtung und Zentrierung des Motors 1 3, des Pumpenkammergehäuses 3 und des Anschlußdeckels 29 zueinander und die gemeinsame Befestigung dieser Elemente aneinander erfolgt durch die Schraubanordnungen 74, die die Elemente 13, 3 und 29 in axialer Richtung durchsetzen und zuverlässig sowie lagerichtig aneinander fixieren.
Im Rahmen der Erfindung kann es alternativ vorgesehen sein, daß das Motorgehäuse und das Pumpenkammergehäuse zu einer integralen Gehäuseeinheit zusammengefaßt sind.
Nachzutragen ist noch, daß zwischen dem Anschlußdeckel 29 und der Anschluß-Stirnseite 7 des Pumpenkammergehäuses 3 eine O-Ringdichtung 76 radial außerhalb der Kammer 5 vorgesehen ist.
In Fig. 2a und 2b ist in einer Ansicht entsprechend den Figuren 1 a und 1 b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gerotorpumpe 1 nach der Erfindung dargestellt. Elemente in den Fig. 2a und 2b, die Elementen der Pumpe nach den Fig. 1 a - 1 d entsprechen, sind mit jeweils gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so daß insoweit auf die Beschreibung des ersten Aus- führungsbeispiels verwiesen werden kann.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel durch einen geänderten Aufbau des Ventils 47. Bei dem in Fig. 2a und Fig. 2b gezeigten Ventil 47 ist die Vorspannkraft der Ventilfeder 53 ohne Ausbau des Ventils 47 wahlweise einstellbar, um den Arbeitsdruck (Leistungscharakteristik) bzw. zulässigen Maximaldruck der Pumpe 1 einzustellen. Hierzu ist eine die Verschlußschraube 57 durchsetzende Einstellschraube 77 vorgesehen, an der der axial verschiebbare Führungszylinder 78 des Ventilstößels 61 an seinem der Ventilfeder 53 abgewandten Ende abgestützt ist. Wird die Einstellschraube 77 nun weiter in Richtung zu dem Ventilkörper bzw. Ventilkegel 51 hin verschraubt, so wird die an dem Führungszylinder 78 abgestützte Ventilfeder 53 weiter zusammengedrückt und somit deren Vorspannkraft auf den Ventilkörper 51 erhöht. Der Ventilkörper 51 wird dann bei einem entsprechend erhöhten Druck an der Druckseite der Pumpe 1 von seinem Sitz abheben, um einen Mengenüberschuß an Pumpflüssigkeit zur Saugseite hin über den Kanal 49 abführen.
In den Fig. 3a und 3b ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Gerotorpumpe 1 nach der Erfindung dargestellt, das sich durch die Art des Ventils 47a von den beiden ersten Ausführungsbeispielen unterscheidet.
Das Ventil 47a ist nicht als federbelastetes Überdruckventil wie in den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausgebildet, sondern als einstellbares Mengenregelventil. Der Ventilkörper (Ventilkegel) 51 a kann durch Verstellen der Einstellschraube 77a der Verstellspindel 78a in eine vom Ventilsitz 80 abgehobene Position verlagert werden, um den Spalt zwischen Ventilkörper 51 a und Ventilsitz 80 und somit die Öffnungsweite des Ventils variabel einstellen zu können. Auf diese Weise kann bei gegebenem Druck am Druckanschluß 33 eine von der Einstellung des Ventils abhängige Fördermenge über den Kanal 49 zur Saugseite abgeleitet werden. Dadurch verändert sich die bei dem gegebenen Druck maximale Fördermenge der Pumpe. Das Ventil 47a des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient daher der Einstellung einer jeweiligen maximalen Fördermenge der Pumpe.

Claims

Ansprüche
. Gerotorpumpe für flüssige Medien mit einem Pumpengehäuse (3, 29), einer zylindrischen Kammer (5) in dem Pumpengehäuse (3, 29), einem in der zylindrischen Kammer (5) aufgenommenen Gerotor- Laufsatz (9), der von einer Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) rotierend anzutreiben ist, um die zu pumpende Flüssigkeit von einem Sauganschluß (31 ) der Pumpe her in einen Ansaugbereich der Kammer (5) anzusaugen und die angesaugte Pumpflüssigkeit aus einem Ausstoßbereich der Kammer (5) zu einem Druckanschluß (33) hin auszutreiben, wobei sich die mit dem Gerotor-Laufsatz (9) zu dessen Antrieb gekoppelte Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) von einer Antriebsseite der Pumpe her durch eine Bohrung ( 1 9) des Gehäuses (3, 29) hindurch in die zylindrische Kammer (5) erstreckt, und wobei die
Pumpe eine die Pumpenantriebswelle (1 1 ) umgebende Wellendichtung (23) aufweist, die die Pumpe gegen Austritt von Leckflüssigkeit zur Antriebsseite hin abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die die zylindrische Kammer (5) zur Antriebsseite der Pumpe hin stirnseitig begrenzende Wandfläche (65) des Gehäuses (3, 29) eine sich entlang dem Ansaugbereich in Umfangsrichtung der Kammer (5) erstreckende Vertiefung (70) aufweist, die unmittelbar mit einer die Welle ( 1 1 ) umgebenden Nut (68) in der Umfangsfläche der Bohrung ( 1 9) in Verbindung steht, um zwischen der Bohrung ( 1 9) und der
Welle ( 1 1 ) befindliche Leckflüssigkeit über die Nut (68) in den Ansaugbereich der Kammer (5) einleiten zu können.
2. Gerotorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefung (70) - in axialer Richtung der Kammer (5) gesehen - bogenförmig in Umfangsrichtung der Welle ( 1 1 ) erstreckt und die Vertiefung (70) im wesentlichen über ihre gesamte Bogenlänge unmittelbar mit der Nut (68) in Verbindung steht.
3. Gerotorpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gerotor-Laufsatz ein bestimmtes axiales Spiel und ein bestimmtes radiales Spiel zu den jeweils benachbarten Laufflächen der Kammer (5) aufweist.
4. Gerotorpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Spiel zwischen dem Außenumfang des Gerotor- Laufsatzes (9) und der Umfangsfläche der Kammer (5) zwischen 0,025 und 0,06 mm liegt und daß das axiale Spiel zwischen dem Gerotor-Laufsatz (9) und der jeweils gegenüberliegenden, stirnseitigen
Begrenzungsfläche der Kammer (5) zwischen 0,02 und 0,035 mm liegt.
5. Gerotorpumpe für flüssige Medien mit einem Pumpengehäuse (3, 29), einer zylindrischen Kammer (5) in dem Pumpengehäuse (3, 29), einem in der zylindrischen Kammer (5) aufgenommenen Gerotor- Laufsatz (9), der von einer Pumpenantriebswelle (1 1 ) rotierend anzutreiben ist, um die zu pumpende Flüssigkeit von einem Saug- anschluß (31 ) der Pumpe her in einen Ansaugbereich der Kammer (5) anzusaugen und die angesaugte Pumpflüssigkeit aus einem Ausstoßbereich der Kammer (5) zu einem Druckanschluß (33) hin auszutreiben, wobei sich die mit dem Gerotor-Laufsatz (9) zu dessen Antrieb gekoppelte Pumpenantriebswelle (1 1 ) von einer Antriebsseite der Pumpe her durch eine Bohrung ( 1 9) des Gehäuses (3, 29) hindurch in die zylindrische Kammer (5) erstreckt, und wobei die Pumpe eine die Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) umgebende Wellen- dichtung (23) aufweist, die die Pumpe gegen Austritt von Leckflüssigkeit zur Antriebsseite hin abdichtet, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe an der der Antriebsseite entgegengesetzten Seite einen die zylindrische Kammer (5) stirnseitig begrenzenden Anschlußdeckel (29) mit dem daran vorgesehenen Sauganschluß (31 ) und dem Druckanschluß (33) aufweist, wobei der Anschlußdeckel (29) einen mit dem Sauganschluß (31 ) und dem Ansaugbereich der Kammer (5) in Verbindung stehenden Ansaugschlitz (35) - und einen mit dem Druckanschluß (33) und dem Ausstoßbereich der Kammer (5) in Verbindung stehenden Ausstoßschlitz (39) in seiner die Kammer (5) begrenzenden Fläche (7) aufweist und wobei in dem Anschlußdeckel (29) ein den Ansaugschlitz (35) mit dem Ausstoß- schlitz (39) verbindender Kanal (49) vorgesehen ist, in dem ein zum
Ansaugschlitz (35) hin zu öffnendes Ventil (47) angeordnet ist.
6. Gerotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (47) ein federbelastetes Ventil ist, welches in
Abhängigkeit vom Druck im Bereich des Druckanschlusses (33) einen Fördermengenüberschuß durch den Kanal (49) hindurch zum Ansaugschlitz (35) ableitet, um eine gewünschte Leistungscharakteristik einzuhalten.
7. Gerotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (47) ein federbelastetes Überdruckventil ist, welches den Kanal (49) bei Erreichen eines bestimmten Maximal-Öffnungs- drucks im Bereich des Druckanschlusses (33) und des Ausstoßschlitzes (39) gegen die Kraft der Ventilfeder (53) öffnet.
8. Gerotorpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (53) gegen eine Ventilfeder mit anderer Federkennlinie betriebsmäßig austauschbar ist, um den Öffnungsdruck des Überdruckventils (47) zu ändern.
9. Gerotorpumpe nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (47) einen die Ventilfeder (53) wahlweise mehr oder wenigerstark vorspannenden Einstellmechanismus (77, 82) aufweist, der bei eingebautem Ventil (47) von außen her betätigbar ist.
10. Gerotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein einstellbares Fördermengenregelventil (47a) ist, welches den Kanal (49) je nach eingestellter Ventilposition mehr oder weniger weit öffnet, um einen Teil der aus dem Ausstoßbereich der Kammer (5) ausgestoßenen Flüssigkeitsfördermenge abzuzweigen und in den Ansaugbereich zurückzuführen.
1 1 . Gerotorpumpe für flüssige Medien mit einem Pumpengehäuse (3, 29), einer zylindrischen Kammer (5) in dem Pumpengehäuse (3, 29), einem in der zylindrischen Kammer (5) aufgenommenen Gerotor- Laufsatz (9), der von einer Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) rotierend anzutreiben ist, um die zu pumpende Flüssigkeit von einem Sauganschluß (31 ) der Pumpe her in einen Ansaugbereich der Kammer (5) anzusaugen und die angesaugte Pumpflüssigkeit aus einem Ausstoßbereich der Kammer (5) zu einem Druckanschluß (33) hin auszutreiben, wobei sich die mit dem Gerotor-Laufsatz (9) zu dessen
Antrieb gekoppelte Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) von einer Antriebsseite der Pumpe her durch eine Bohrung (1 9) des Gehäuses (3, 29) hindurch in die zylindrische Kammer (5) erstreckt, und wobei die Pumpe eine die Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) umgebende Wellendichtung (23) aufweist, die die Pumpe gegen Austritt von Leckflüssigkeit zur Antriebsseite hin abdichtet, insbesondere nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (3, 29) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Pumpenkammergehäuseblock (3) und einem Anschlußdeckel (29) besteht, wobei die zylindrische Kammer (5) als Vertiefung in dem Pumpenkammergehäuseblock (3) ausgebildet ist, die an der der
Antriebsseite der Pumpe abgewandten Seite des Pumpenkammerge- häuseblocks (3) von dem Anschlußdeckel (29) stirnseitig überdeckt ist.
2. Gerotorpumpe für flüssige Medien mit einem Pumpengehäuse (3, 29), einer zylindrischen Kammer (5) in dem Pumpengehäuse (3, 29), einem in der zylindrischen Kammer (5) aufgenommenen Gerotor- Laufsatz (9), der von einer Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) rotierend anzutreiben ist, um die zu pumpende Flüssigkeit von einem Sauganschluß (31 ) der Pumpe her in einen Ansaugbereich der Kammer (5) anzusaugen und die angesaugte Pumpflüssigkeit aus einem Ausstoßbereich der Kammer (5) zu einem Druckanschluß (33) hin auszutreiben, wobei sich die mit dem Gerotor-Laufsatz (9) zu dessen Antrieb gekoppelte Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) von einer Antriebsseite der Pumpe her durch eine Bohrung (1 9) des Gehäuses (3, 29) hindurch in die zylindrische Kammer (5) erstreckt, und wobei die Pumpe eine die Pumpenantriebswelle ( 1 1 ) umgebende Wellendichtung (23) aufweist, die die Pumpe gegen Austritt von Leck- flüssigkeit zur Antriebsseite hin abdichtet, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (3, 29) an der Antriebsseite der Pumpe unmittelbar mit dem Gehäuse (15) eines Antriebsmotors, insbesondere Elektromotors (13) verbunden ist, dessen Motorwelle die Pumpenantriebswelle (11) bildet.
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