EP2708748A1 - Umschaltpumpe mit beidseitiger Befüllung und/oder Entleerung - Google Patents

Umschaltpumpe mit beidseitiger Befüllung und/oder Entleerung Download PDF

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Publication number
EP2708748A1
EP2708748A1 EP13184063.9A EP13184063A EP2708748A1 EP 2708748 A1 EP2708748 A1 EP 2708748A1 EP 13184063 A EP13184063 A EP 13184063A EP 2708748 A1 EP2708748 A1 EP 2708748A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotary pump
pump
housing
inlet
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13184063.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Peters
Anton Schmid
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.)
Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Original Assignee
Schwaebische Huettenwerke Automotive 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
Application filed by Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH filed Critical Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Publication of EP2708748A1 publication Critical patent/EP2708748A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F04C2/10—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
    • 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
    • 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
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001—Pumps for particular liquids
    • 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
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001—Pumps for particular liquids
    • F04C13/002—Pumps for particular liquids for homogeneous viscous liquids

Definitions

  • the invention relates to a rotary pump, for example a changeover pump, with a pump housing and a pump chamber arranged in the pump chamber. Furthermore, the pump has an inner rotor and an outer rotor.
  • the pump chamber has a first and at least one second opening for the inlet of a fluid and / or a first and at least one second outlet opening for discharging the fluid.
  • rotary pumps are known as feed pumps having an inlet opening and an outlet opening. These feed pumps are not always able to completely fill the pump chamber at high flow rates and high viscosity of the medium to be pumped, resulting in cavitation. Cavitation can result in a reduction in pump performance and high noise during the pumping process, as well as increased wear or damage or damage to the pump. The user may thereby incur an increased maintenance and repair effort on the pump, which leads to an increase in costs, such as, for example, an early change of the pump due to damage or wear of the external rotor and / or the internal rotor.
  • the rotary pump has a pump housing, with a reversing housing or reversing ring mounted therein, a pump chamber arranged in the reversing housing and an internal rotor and an external rotor and optionally a cover.
  • the rotary pump further has a first inlet opening, through which a medium can flow into the pump chamber, and a first outlet opening, through which the medium the pump chamber can flow out.
  • the rotary pump or the pump chamber has at least one second inlet opening and / or at least one second outlet opening for the medium.
  • the medium can either flow into the pumping chamber through two inlet openings and out of the pumping chamber through an outlet opening or into the pumping chamber through an inlet opening and out of the chamber through two outlet openings or, preferably, through two inlet openings into the pumping chamber - and flow out of the pump chamber through two outlet openings.
  • Each of the inlet and outlet openings may have an individual shape, or the inlet openings and / or the outlet openings may each be uniformly formed, or all the inlet and outlet openings have an identical shape
  • the pump chamber may be formed by the pump housing itself.
  • the pump chamber may preferably be a chamber in the Um Kunststoffgekoruse or Um Kunststoffring, which is installed in the pump housing, wherein the pump chamber on one side, preferably an end face, may be open, and at this open end part of the pump housing or a part of the pump cover the Pump chamber wall forms.
  • the pump chamber may be open on multiple sides and the plurality of open sides of the pump chamber are formed by the pump housing or by corresponding cover.
  • the second inlet opening may face the first inlet opening with respect to the pump space, that is, the fluid is supplied to the pump space from two opposite end faces.
  • the shape and cross-sectional area of the second inlet and outlet openings may be different than the shape and cross-sectional area of the first openings.
  • the first and second inlet and outlet openings preferably have identical shapes and cross-sectional areas.
  • the first inlet opening and the first outlet opening or the second inlet opening and the second outlet opening may be mirrored with respect to a line, which is formed for example by a straight line through an axis of rotation of the pump.
  • the straight line in this case forms a mirror axis for the openings.
  • inlet or outlet openings for example if they are kidney-shaped
  • mirroring of the openings may be advantageous, since in this case, for example, when changing the inflow direction of the medium to be pumped, the inlet geometry or outlet geometry remains unchanged for the medium in or out of the pump chamber.
  • the medium is supplied from a reservoir through a line of the pump.
  • This one feed line is connected, for example, to a pump housing inlet.
  • the one supply line can be branched into a first partial supply line to the first inlet opening and a second partial supply line to the second inlet opening.
  • the branching of the supply line can also take place before the pump housing and the pump housing have corresponding pump housing inlets for the partial supply lines.
  • the discharges here the partial discharges can still be combined within or outside the pump housing to a discharge for the medium away from the pump.
  • the pump chamber housing must have a transversely to the diameter of the outer rotor, that is measured along the axis of rotation of the outer rotor length, which provides the necessary space for the second lines, which may be partially formed in the pump chamber housing.
  • the height of a pump with two inlets and outlets can be greater than the height of a known pump with only one inlet and outlet.
  • the outer circumference of the pump housing which now at least partially encloses the second partial lines, can be larger.
  • the partial supply lines or partial discharge lines may be formed so that they direct different or substantially equal volume flows of the medium to the respective openings of the pump chamber.
  • the partial supply lines and the partial discharge lines may be bores in the pump housing and / or reversing housing or lines laid in the pump housing.
  • the lines may be formed as open connected lines, but it should not be excluded that each of a supply line formed partial lines or a derivative forming partial derivatives can be separated by, for example, a slide or a valve from the other part of the line, or the flow at least one of the sub-lines by means of the slider or the valve is adjustable.
  • the outer rotor of the rotary pump can be mounted eccentrically to the inner rotor, that is, the outer rotor has an axis of rotation which is offset from the axis of rotation of the inner rotor.
  • This eccentricity or the position or the angle of the eccentricity can structurally pretend and thus be firm.
  • the pump can also have an actuator, as is known in pump technology, with which the external rotor and the inner rotor can be adjusted relative to each other, so that the degree and / or the angle of the eccentricity changes.
  • the rotary pump may have an axis which extends into the pump housing and through the reversing housing. At one end protruding from the pump housing, the axle is configured to couple to a drive so that the drive can set the axle in rotation.
  • the axis may have a pinion which couples with a gear of a drive or another coupling element which can be drivingly connected to a counter coupling element of the drive.
  • the rotary pump can be, in particular, a change-over pump
  • the pump can have, in addition to the pump chamber, a reversing housing or a reversing ring, in order to allow a change in the direction of rotation of the pump without changing the feed direction of the medium to be pumped.
  • the Um Taverngekoruse can be stored in the pump housing and store the external rotor or the inner rotor centric or eccentric. If the direction of rotation of the pump changes, then that can Changeover housing can be pivoted in a known manner together with the inner or outer rotor by approximately 180 °.
  • the reversing housing supports the external rotor and is applied by means of an axially acting spring force on the inner rotor.
  • the Um Taverngekoruse is then entrained with the outer rotor of the inner rotor via frictional engagement, that is, rotated to a predetermined radial stop with.
  • the supply of medium to the switching pump can be interrupted before switching the direction of rotation of the pump to keep the load on the pump as low as possible.
  • the switching can also be done without shutting off the inflow by the speed of rotation of the pump is shut down regulated until the pump comes to a standstill and then started up again in the opposite direction.
  • the pump may be, for example, a gear pump or an impeller pump, accordingly, the inner rotor may be a gear or impeller.
  • the medium may be a fluid, for example a hydraulic oil or a fuel.
  • the rotary pump can be used advantageously.
  • the trickle mode that is, a pivoting movement of the main rotor
  • a sufficient supply of the transmission with oil can be reliably ensured even at a lower than the maximum pump rotational speed with a switching pump according to the present invention.
  • Particularly reliable guarantees a rotary pump with the two-sided filling and / or emptying the adequate oil supply at high speed and / or high viscosity.
  • a rotary pump 1 is shown with a pump housing 2 of the prior art.
  • the rotary pump 1 comprises a Um Taverngephaseuse 3, which forms a pump chamber together with the pump housing 2 and a cover 8, which closes the pump chamber at one end face.
  • Um Taverngephaseuse 3 Through the pump housing 2 and the Um Taverngephaseuse 3 into the lid 8, a shaft 11 which can be driven in rotation by a drive at its protruding from the pump housing 2 end extends.
  • Um Taverngekoruse 3 an inner rotor 4 and an outer rotor 5 are integrated, wherein the outer rotor 5 surrounds the inner rotor 4 circumferentially.
  • the inner rotor 4 is rotatably connected to the shaft 11, so that when driving the shaft 11 of the inner rotor 4 rotates in the same direction and at the same speed.
  • the inner rotor 4 may be an externally toothed gear or an impeller and the outer rotor 5 is an internally toothed counter gear or the or the counter element / e to the impeller.
  • the rotary pump 1 is fed through a supply line 9, a medium, for example a fluid.
  • the medium is accelerated by the pump or brought to a higher pressure level and then fed via a discharge line 10 to a reservoir or an aggregate.
  • the supply line 9 and the discharge line 10 are connected by the lines 20 and 21 in the pump housing 2 to the inlet 6 in the pump chamber from the reversing housing 3 and the outlet 10 from the pump chamber from the reversing housing 3.
  • the FIG. 2 shows an embodiment of a modified rotary pump 1.
  • the modified rotary pump 1 has a reversing housing 3, which has on the drive-side end face a first inlet 6, the inlet 6 of the rotary pump 1 of FIG. 1 corresponds and a first outlet 7, the outlet 7 in the FIG. 1 equivalent.
  • the rotary pump 1 of FIG. 2 or their Um Taverngeophuse 3 a second inlet 16 and a second outlet 17.
  • the second inlet 16 and the second outlet 17 are arranged in the exemplary embodiment on the first inlet 6 and the first outlet 7 opposite end face of the Um Taverngepuruses 3. That is, the first inlet 6 and the second inlet 16 face each other. The same applies to the position of the first outlet 7 to the second outlet 17th
  • the rotary pump 1 of FIG. 2 the medium is supplied through the supply line 9 and discharged from the rotary pump 1 through the discharge line 10.
  • the line 20 is in the pump housing 2 from the FIG. 1 divided into a first partial supply line 12 and a second partial supply line 13, wherein the first partial supply line 12 directs the medium to the first inlet 6 in the pump chamber from the Um Taverngepuruse 3 and the second partial supply line 13, the medium to the second inlet 16 passes.
  • the pump housing 2 and the reversing housing 3 has been modified in the exemplary embodiment, so that the pump housing 2 now additionally parts of the second partial feed line 13 and Parts of the second part of the discharge line 15 forms and the Um Taverngepuruse 3 parts of the second partial supply line 13 and the second part of the discharge line 15 and the second inlet 16 and the second outlet 17 forms.
  • FIG. 3 a modified Um Taverngepuruse 3 is shown in a plan view.
  • the center R r of the shaft 11, the pump chamber space for the inner rotor 4 and the outer rotor 5 and a second partial supply line 13 and a second partial discharge line 15 can be seen.
  • the partial supply line 13 is connected to the first inlet 6 and the second inlet 16, respectively
  • the first outlet 7 and the second outlet 17 are connected to the partial discharge 15.
  • the Um Taverngepatuse 3 can be entrained approximately 180 ° in the direction of rotation of the inner rotor 4.
  • the inner rotor 4 has an axis of rotation R r and the outer rotor 5 has an axis of rotation R s , which are offset by an eccentricity E.
  • the eccentricity E be adjustable by either the inner rotor 4 or the outer rotor 5 is adjusted by a known adjusting mechanism, so that the degree of eccentricity E or the angle of eccentricity increases or decreases.
  • a known linear adjustability of the outer rotor 5 and / or the inner rotor 4 should not be excluded, for example, to vary the delivery volume of the rotary pump.
  • the first inlet 6 and the first outlet 7 and the second inlet 16 and the second outlet 17 are uniformly formed and disposed in the reversing housing 3 with respect to a line passing through the rotation axes R s and R r .
  • the line forms a mirror axis S for the first inlet and outlet 6, 7 or for the second inlet and outlet 16, 17, so that in the illustrated kidney-shaped inlets 6, 7 and outlets 16, 17, the narrow ends and wide ends face each other. That is, the illustrated mirror axis S is part of a mirror plane which is spanned between the first inlet 6, not shown, and the first outlet 7, not shown, and between the second inlet 16 and the second outlet 17, as shown.
  • the modified Um Taverngeophen 3 is shown in a section again in a side section.
  • the section shows the situation immediately in the vicinity of the second inlet 16 and the second outlet 17.
  • the pump chamber from the reversing housing 3 with the inner rotor 4 and the outer rotor 5 is fed through the second partial supply line 13, the medium through the second inlet 16 and the medium is let out of the reversing housing 3 through the second outlet 17 and the second partial discharge line 15 from the pump space.
  • the second Sectionzu- and partial leads 13, 15 are in the Um Taverngeophuse 3, which encloses the outer rotor 5 circumferentially and on the cover side formed.

Landscapes

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Abstract

Rotationspumpe, zum Beispiel eine Umschaltpumpe, aufweisend ein Pumpengehäuse 2, ein im Pumpengehäuse 2 angeordnetes Umsteuergehäuse 3, einen Innenläufer 4, einen Außenläufer 5, eine erste Einlassöffnung 6 zum Einlass eines Mediums in die Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3 und eine erste Auslassöffnung 7 zum Auslassen des Mediums aus der Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3, wobei die Pumpenkammer 3 wenigstens eine zweite Einlassöffnung 16 und eine zweite Auslassöffnung 17 für das Medium aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe, beispielsweise eine Umschaltpumpe, mit einem Pumpengehäuse und einer im Pumpengehäuse angeordneten Pumpenkammer. Weiterhin weist die Pumpe einen Innenläufer und einen Außenläufer auf. Die Pumpenkammer hat eine erste und wenigstens eine zweite Öffnung zum Einlass eines Fluids und/oder eine erste und wenigstens eine zweite Auslassöffnung zum Auslassen des Fluids.
  • Im Stand der Technik sind Rotationspumpen als Förderpumpen mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung bekannt. Diese Förderpumpen sind bei hohen Fördermengen und hoher Viskosität des zu fördernden Mediums nicht immer in der Lage die Pumpenkammer vollständig zu befüllen, was zu Kavitation führt. Kavitation kann zu einer Verringerung der Pumpenleistung und hoher Geräuschentwicklung während des Pumpvorgangs führen, sowie zu einem erhöhten Verschleiß bis hin zur Beschädigung oder Zerstörung der Pumpe. Beim Anwender kann es dadurch zu einem erhöhten Wartungs- und Reparaturaufwand an der Pumpe kommen, was zu einem Kostenanstieg führt, wie durch zum Beispiel einen frühzeitiger Wechsel der Pumpe wegen einer Beschädigung oder Abnutzung des Außenläufers und/oder des Innenläufers.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Rotationspumpe zur Verfügung zu stellen, die weniger anfällig für Kavitation ist und in der Folge davon weniger Verschleiß oder weniger unerwünschte Geräuschentwicklung aufweist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Rotationspumpe nach Anspruch 1.
  • Die Rotationspumpe weist ein Pumpengehäuse, mit einem darin gelagerten Umsteuergehäuse bzw. Umsteuerring, eine im Umsteuergehäuse angeordnete Pumpenkammer und einen Innenläufer sowie einen Außenläufer und gegebenenfalls einen Deckel auf. Die Rotationpumpe weist weiterhin eine erste Einlassöffnung auf, durch die ein Medium in die Pumpenkammer einströmen kann, und eine erste Auslassöffnung, durch die das Medium aus der Pumpenkammer ausströmen kann. Zusätzlich zu dieser ersten Einlass- bzw. Auslassöffnung weist die Rotationspumpe bzw. die Pumpenkammer wenigstens eine zweite Einlassöffnung und/oder wenigstens eine zweite Auslassöffnung für das Medium auf.
  • Das heißt, das Medium kann entweder durch zwei Einlassöffnungen in die Pumpenkammer einströmen und durch eine Auslassöffnung aus der Pumpenkammer ausströmen oder durch eine Einlassöffnung in die Pumpenkammer einströmen, und durch zwei Auslassöffnungen aus der Kammer ausströmen oder, bevorzugt, durch zwei Einlassöffnungen in die Pumpenkammer ein- und durch zwei Auslassöffnungen aus der Pumpenkammer ausströmen.
  • Jede der Einlass- und Auslassöffnungen kann dabei eine individuelle Form aufweisen, oder die Einlassöffnungen und/oder die Auslassöffnungen können je gleichförmig gebildet sein, oder alle Einlass- und Auslassöffnungen weisen eine identische Form auf
  • Die Pumpenkammer kann von dem Pumpengehäuse selbst gebildet sein. Die Pumpenkammer kann vorzugsweise eine Kammer im Umsteuergehäuse bzw. Umsteuerring sein, die in das Pumpengehäuse eingebaut wird, wobei die Pumpenkammer an einer Seite, bevorzugt einer Stirnseite, offen sein kann, und an dieser offenen Stirnseite ein Teil des Pumpengehäuses oder ein Teil des Pumpendeckels die Pumpenkammerwand bildet. Alternativ kann die Pumpenkammer auch an mehreren Seiten geöffnet sein und die mehreren geöffneten Seiten der Pumpenkammer werden durch das Pumpengehäuse oder durch entsprechende Deckel gebildet.
  • Die zweite Einlassöffnung kann der ersten Einlassöffnung bezogen auf den Pumpenraum gegenüber liegen, das heißt, das Fluid wird dem Pumpenraum von zwei gegenüberliegenden Stirnseiten zugeführt. Dadurch kann besser als bisher bekannt auch bei hochviskosen Medien und/oder einer hohen Fördermenge genügend Medium in den Pumpenraum gelangen, damit der Pumpenraum immer mit dem Medium befüllt ist. Der Verlust an Förderleistung und das Auftreten von Kavitation können so einfach aber effektiv vermindert oder verhindert werden. Für die zweite Auslassöffnung gilt das Entsprechende. Es können auch mehr als zwei Einlass- und/oder Auslassöffnungen zum Ein- bzw. Auslassen des Mediums in die bzw. aus der Pumpenkammer vorgesehen sein, beispielsweise drei oder vier, die in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen zum Beispiel an oder nahe der Stirnseite in die Pumpenkammer münden.
  • Die Form und die Querschnittfläche der zweiten Einlass- und Auslassöffnungen können unterschiedlich sein von der Form und Querschnittfläche der ersten Öffnungen. Bevorzugt weisen die ersten und zweiten Einlass- bzw. Auslassöffnungen aber identische Formen und Querschnittflächen auf. Die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung bzw. die zweite Einlassöffnung und die zweite Auslassöffnung können bezüglich einer Linie, die zum Beispiel durch eine Gerade durch eine Rotationsachse der Pumpe gebildet wird, gespiegelt sein. Die Gerade bildet in diesem Fall eine Spiegelachse für die Öffnungen. Besonders bei identischen, nicht symmetrischen Einlass- bzw. Auslassöffnungen, zum Beispiel wenn diese nierenförmig gebildet sind, kann die Spiegelung der Öffnungen von Vorteil sein, da in diesem Fall zum Beispiel bei einem Wechsel der Zuflussrichtung des zu pumpenden Mediums die Einlaufgeometrie bzw. die Auslaufgeometrie für das Medium in bzw. aus der Pumpenkammer unverändert bleibt.
  • Das Medium wird von einem Reservoir durch eine Leitung der Pumpe zugeführt. Diese eine Zuleitung ist zum Beispiel mit einem Pumpengehäuseeinlass verbunden. Im Pumpengehäuse kann die eine Zuleitung in eine erste Teilzuleitung zu der ersten Einlassöffnung und eine zweiten Teilzuleitung zu der zweiten Einlassöffnung verzweigt werden. Alternativ kann die Verzweigung der Zuführleitung auch bereits vor dem Pumpengehäuse erfolgen und das Pumpengehäuse entsprechende Pumpengehäuseeinlässe für die Teilzuleitungen aufweisen. Für die Ableitungen gilt entsprechendes, hier können die Teilableitungen noch innerhalb oder erst außerhalb des Pumpengehäuses zu einer Ableitung für das Medium von der Pumpe weg zusammengefasst werden.
  • Um im Pumpengehäuse den notwendigen Platz für die zweiten Teilleitungen zu haben, kann es notwendig sein, die Pumpe mit ersten und wenigstens zweiten Zu- und/oder Ableitungen umzukonstruieren. Insbesondere das Pumpenkammergehäuse muss eine quer zum Durchmesser des Außenläufers, das heißt entlang der Rotationsachse des Außenläufers gemessene Länge aufweisen, die den nötigen Raum für die zweiten Leitungen schafft, die teilweise im Pumpenkammergehäuse gebildet sein können. Das bedeutet, dass die Bauhöhe einer Pumpe mit zwei Zu- bzw. Ableitungen größer sein kann, als die Bauhöhe einer bekannten Pumpe mit nur einer Zu- und Ableitung. Gleichzeitig kann der Außenumfang des Pumpengehäuses, das jetzt die zweiten Teilleitungen wenigstens teilweise mitumfasst, größer sein.
  • Die Teilzuleitungen bzw. Teilableitungen können so gebildet sein, dass sie unterschiedliche oder im Wesentlichen gleiche Volumenströme des Mediums zu den jeweiligen Öffnungen der Pumpenkammer leiten. Bei den Teilzuleitungen und den Teilableitungen kann es sich um Bohrungen im Pumpengehäuse und/oder Umsteuergehäuse handeln oder um Leitungen, die im Pumpengehäuse verlegt sind. Die Leitungen können als offene verbundene Leitungen gebildet sein, nicht ausgeschlossen soll jedoch werden, dass jeweils aus einer Zuleitung gebildete Teilleitungen bzw. eine Ableitung bildende Teilableitungen durch zum Beispiel einen Schieber oder ein Ventil von der jeweils anderen Teilleitung getrennt werden können, oder der Durchfluss wenigstens einer der Teilleitungen mittels des Schiebers oder des Ventils einstellbar ist.
  • Der Außenläufer der Rotationspumpe kann zum Innenläufer exzentrisch gelagert sein, das heißt, der Außenläufer weist eine Rotationsachse auf, die zu der Rotationsachse des Innenläufers versetzt ist. Diese Exzentrizität bzw. die Lage oder der Winkel der Exzentrizität kann baulich vorgeben und damit fest sein. Die Pumpe kann aber auch einen Stellantrieb aufweisen, wie er in der Pumpentechnik bekannt ist, mit dem der Außenläufer und der Innenläufer relativ zueinander verstellt werden können, so dass sich das Maß und/oder der Winkel der Exzentrizität ändert.
  • Zum Antrieb des Innenläufers kann die Rotationspumpe eine Achse aufweisen, die sich in das Pumpengehäuse und durch das Umsteuergehäuse hindurch erstreckt. An einem Ende, das aus dem Pumpengehäuse herausragt, ist die Achse so ausgebildet, dass sie mit einem Antrieb koppeln kann, so dass der Antrieb die Achse in Rotation versetzen kann. So kann die Achse ein Ritzel aufweisen, das mit einem Zahnrad eines Antriebs koppelt oder ein anderes Koppelelement, das mit einem Gegenkoppelelement des Antriebs antriebstechnisch verbunden werden kann.
  • Da es sich bei der Rotationspumpe insbesondere um eine Umschaltpumpe handeln kann, kann die Pumpe zusätzlich zur Pumpenkammer ein Umsteuergehäuse bzw. einen Umsteuerring aufweisen, um einen Drehrichtungswechsel der Pumpe zu ermöglichen, ohne die Zuführrichtung des zu pumpenden Mediums zu ändern. Das Umsteuergehäuse kann im Pumpengehäuse gelagert sein und den Außenläufer oder den Innenläufer zentrisch oder exzentrisch lagern. Wenn sich die Drehrichtung der Pumpe ändert, dann kann das Umschaltgehäuse in bekannter Weise gemeinsam mit dem Innen- oder Außenläufer um ca. 180° verschwenkt werden.
  • Bevorzugt lagert das Umsteuergehäuse den Außenläufer und liegt mittels einer axial wirkenden Federkraft am Innenläufer an. Bei einem Drehrichtungswechsel der Pumpe wird dann das Umsteuergehäuse mit dem Außenläufer vom Innenrotor über Reibschluss mitgeschleppt, das heißt, bis zu einem vorgegebenen radialen Anschlag mit gedreht.
  • Dabei kann die Zufuhr von Medium zu der Umschaltpumpe vor dem Umschalten der Drehrichtung der Pumpe unterbrochen werden, um die Belastung auf die Pumpe möglichst gering zu halten. Der Umschaltvorgang kann aber auch ohne Abschaltung des Zuflusses erfolgen, indem die Umdrehungsgeschwindigkeit der Pumpe geregelt heruntergefahren wird, bis die Pumpe zum Stillstand kommt und anschließend in der entgegengesetzten Drehrichtung wieder hochgefahren wird.
  • Bei der Pumpe kann es sich zum Beispiel um eine Zahnradpumpe oder um eine Flügelradpumpe handeln, entsprechend kann der Innenläufer ein Zahnrad oder Flügelrad sein. Das Medium kann ein Fluid, zum Beispiel ein Hydrauliköl oder ein Kraftstoff sein.
  • Auch als Ölpumpe für Windkrafträder kann die Rotationspumpe vorteilhaft Verwendung finden. Im Trudelbetrieb, das heißt bei einer Schwenkbewegung des Hauptrotors, kann eine ausreichende Versorgung des Getriebes mit Öl zuverlässig auch bei niedrigerer als der maximalen Pumpendrehgeschwindigkeit mit einer Umschaltpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleistet werden. Besonders zuverlässig garantiert eine Rotationspumpe mit der beidseitigen Befüllung und/oder Entleerung die ausreichende Ölversorgung bei hoher Drehzahl und/oder hoher Viskosität.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Merkmale, die nur den Figuren zu entnehmen sind, gehören zum Umfang der Erfindung und bilden den Gegenstand je einzeln und in möglichen Kombinationen vorteilhaft weiter. Die Erfindung ist nicht auf den Umfang des Ausführungsbeispiels beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1
    Schnitt durch Rotationspumpe des Stands der Technik
    Figur 2
    Schnitt durch modifizierte Rotationspumpe
    Figur 3
    Draufsicht auf Umsteuergehäuse mit zweitem Einlass und Auslass der Figur 2
    Figur 4
    Schnitt durch Umsteuergehäuse der Figur 3
  • In der Figur 1 ist eine Rotationspumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2 aus dem Stand der Technik abgebildet. Die Rotationspumpe 1 umfasst ein Umsteuergehäuse 3, das zusammen mit dem Pumpengehäuse 2 eine Pumpenkammer bildet und einen Deckel 8, der die Pumpenkammer an einer Stirnseite verschließt. Durch das Pumpengehäuse 2 und das Umsteuergehäuse 3 bis in den Deckel 8 erstreckt sich eine Welle 11, die von einem Antrieb an ihrem aus dem Pumpengehäuse 2 herausragenden Ende drehangetrieben werden kann. Im Umsteuergehäuse 3 sind ein Innenläufer 4 und ein Außenläufer 5 integriert, wobei der Außenläufer 5 den Innenläufer 4 umfänglich umgibt. Der Innenläufer 4 ist drehsicher mit der Welle 11 verbunden, so dass bei einem Antrieb der Welle 11 der Innenläufer 4 in gleiche Richtung und mit identischer Geschwindigkeit mitdreht. Wobei der Innenläufer 4 ein außenverzahntes Zahnrad oder ein Flügelrad sein kann und der Außenläufer 5 ein innenverzahntes Gegenzahnrad bzw. das oder die Gegenelement/e zum Flügelrad.
  • Der Rotationspumpe 1 wird durch eine Zuleitung 9 ein Medium, zum Beispiel ein Fluid, zugeführt. Das Medium wird durch die Pumpe beschleunigt bzw. auf ein höheres Druckniveau gebracht und dann über eine Ableitung 10 einem Reservoir oder einem Aggregat zugeführt. Die Zuleitung 9 und die Ableitung 10 sind durch die Leitungen 20 bzw. 21 im Pumpengehäuse 2 mit dem Einlass 6 in die Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3 bzw. dem Auslass 10 aus der Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3 verbunden.
  • Die Figur 2 zeigt eine Ausführung einer modifizierten Rotationspumpe 1. Die modifizierte Rotationspumpe 1 weist ein Umsteuergehäuse 3 auf, das an der antriebsseitigen Stirnseite einen ersten Einlass 6 hat, der dem Einlass 6 der Rotationspumpe 1 der Figur 1 entspricht und einen ersten Auslass 7, der dem Auslass 7 in der Figur 1 entspricht. Zusätzlich weist die Rotationspumpe 1 der Figur 2 bzw. deren Umsteuergehäuse 3 einen zweiten Einlass 16 und einen zweiten Auslass 17 auf. Der zweite Einlass 16 und der zweite Auslass 17 sind im Ausführungsbeispiel auf der dem ersten Einlass 6 und dem ersten Auslass 7 gegenüberliegenden Stirnseite des Umsteuergehäuses 3 angeordnet. Das heißt, der erste Einlass 6 und der zweite Einlass 16 liegen sich gegenüber. Gleiches gilt für die Lage des ersten Auslasses 7 zum zweiten Auslass 17.
  • Auch der Rotationspumpe 1 der Figur 2 wird das Medium durch die Zuleitung 9 zugeführt und von der Rotationspumpe 1 durch die Ableitung 10 abgeführt. Um das zuströmende Medium gleichzeitig sowohl dem ersten Einlass 6 als auch dem zweiten Einlass 16 zuführen zu können, wird im Pumpengehäuse 2 die Leitung 20 aus der Figur 1 in eine erste Teilzuleitung 12 und eine zweite Teilzuleitung 13 geteilt, wobei die erste Teilzuleitung 12 das Medium zu dem ersten Einlass 6 in die Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3 leitet und die zweite Teilzuleitung 13 das Medium zu dem zweiten Einlass 16 leitet. Gleiches gilt auch für den Auslass des Mediums aus der Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3, wo der erste Auslass 7 mit einer ersten Teilableitung 14 und der zweite Auslass 17 mit einer zweiten Teilableitung 15 verbunden ist, die noch innerhalb des Pumpengehäuses 2 zu der Leitung 21 zusammengeführt werden, die dann in die Ableitung 10 mündet.
  • Um den notwendigen Platz für die ersten und zweiten Teilzuleitungen 12, 13 und die ersten und zweiten Teilableitungen 14, 15 zu haben, wurde im Ausführungsbeispiel das Pumpengehäuse 2 und das Umsteuergehäuse 3 modifiziert, so dass das Pumpengehäuse 2 jetzt zusätzlich Teile der zweiten Teilzuleitung 13 und Teile der zweiten Teilableitung 15 bildet und das Umsteuergehäuse 3 Teile der zweiten Teilzuleitung 13 und der zweiten Teilableitung 15 und den zweiten Einlass 16 und den zweiten Auslass 17 bildet.
  • In der Figur 3 ist ein modifiziertes Umsteuergehäuse 3 in einer Draufsicht gezeigt. Zu sehen sind der Mittelpunkt Rr von der Welle 11, der Pumpenkammerraum für den Innenläufer 4 und den Außenläufer 5 und eine zweite Teilzuleitung 13 und eine zweite Teilableitung 15. Die Teilzuleitung 13 ist verbunden mit dem ersten Einlass 6 bzw. dem zweiten Einlass 16 bzw. der erste Auslass 7 und der zweite Auslass 17 sind verbunden mit der Teilableitung 15.
  • Ein in der Figur 2 angedeutetes Federelement 22 spannt das Umsteuergehäuse 3 gegen den Innenläufer 4, so dass nach einem Ändern der Drehrichtung der Pumpe der Innenläufer 4 das Umsteuergehäuse 3 und damit auch den Außenläufer 4 durch Reibschluss bis zu einem Anschlag mitschleppt. Dabei kann das Umsteuergehäuse 3 ungefähr 180° in die Drehrichtung des Innenläufers 4 mitgeschleppt werden.
  • Der Innenläufer 4 weist eine Rotationsachse Rr und der Außenläufer 5 eine Rotationsachse Rs auf, die um eine Exzentrizität E versetzt sind. Wenn auch in der Figur 3 nicht gezeigt, so kann die Exzentrizität E einstellbar sein, indem entweder der Innenläufer 4 oder der Außenläufer 5 durch einen bekannten Verstellmechanismus verstellt wird, so dass das Maß der Exzentrizität E oder der Winkel der Exzentrizität zu- oder abnimmt. Auch eine bekannte lineare Verstellbarkeit des Außenläufers 5 und/oder des Innenläufers 4 soll nicht ausgeschlossen sein, um zum Beispiel das Fördervolumen der Rotationspumpe zu variieren.
  • Im Ausführungsbeispiel sind der erste Einlass 6 und der erste Auslass 7 bzw. der zweite Einlass 16 und der zweite Auslass 17 gleichförmig gebildet und in Bezug auf eine Linie, die durch die Rotationsachsen Rs und Rr verläuft, in dem Umsteuergehäuse 3 gegenüberliegend angeordnet. Die Linie bildet dabei eine Spiegelachse S für den ersten Ein- und Auslass 6, 7 bzw. für den zweiten Ein- und Auslass 16, 17, so dass bei den gezeigten nierenförmigen Einlässen 6, 7 und Auslässen 16, 17 die schmalen Enden und die breiten Enden einander gegenüber liegen. Das heißt, die dargestellte Spiegelachse S ist Teil einer Spiegelebene, die zwischen dem nicht gezeigten ersten Einlass 6 und dem nicht gezeigten ersten Auslass 7 und wie gezeigt zwischen dem zweiten Einlass 16 und dem zweiten Auslass 17 aufgespannt ist. Gerade bei Umschaltpumpen hat eine Rotationspumpe mit gleichgebildeten gespiegelten Ein- und Auslässen in der in der Figur 3 gezeigten Anordnung den großen Vorteil, dass unabhängig von der Förderrichtung der Rotationspumpe 1 die Einlass- bzw. Auslassgeometrie in bzw. aus dem Umsteuergehäuse 3 immer gleich ist. Das heißt, das Fördervolumen der Umschaltpumpe ist bei gleicher Pumpgeschwindigkeit, das heißt, bei gleicher Drehzahl zum Beispiel des Außenläufers 5, in beide Richtungen gleich.
  • In der Figur 4 ist das modifizierte Umsteuergehäuse 3 in einem Ausschnitt nochmals in einem Seitenschnitt gezeigt. Der Ausschnitt zeigt die Situation unmittelbar in der Umgebung des zweiten Einlasses 16 und des zweiten Auslasses 17. Der Pumpenkammer vom Umsteuergehäuse 3 mit dem Innenläufer 4 und dem Außenläufer 5 wird durch die zweite Teilzuleitung 13 das Medium durch den zweiten Einlass 16 zugeführt und das Medium wird durch den zweiten Auslass 17 und die zweite Teilableitung 15 aus dem Pumpenraum vom Umsteuergehäuse 3 herausgelassen. Die zweiten Teilzu- und Teilableitungen 13, 15 sind in dem Umsteuergehäuse 3, das den Außenläufer 5 umfangmäßig und auf der Deckelseite umschließt, gebildet.
  • In der Figur 4 ist auch der Umsteuernocken 23 gezeigt, der die maximale Verdrehung des Umsteuergehäuses 3 relativ zu dem Gehäuse 2 bzw. dem Deckel 8 bestimmt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rotationspumpe
    2
    Pumpengehäuse
    3
    Umsteuergehäuse, Pumpenkammer
    4
    Innenläufer
    5
    Außenläufer
    6
    Einlass, erster Einlass
    7
    Auslass, erster Auslass
    8
    Deckel
    9
    Zuleitung
    10
    Ableitung
    11
    Welle
    12
    erste Teilzuleitung
    13
    zweite Teilzuleitung
    14
    erste Teilableitung
    15
    zweite Teilableitung
    16
    zweiter Einlass
    17
    zweiter Auslass
    18
    ---
    19
    Achsende
    20
    Leitung
    21
    Leitung
    22
    Federelement
    23
    Umsteuernocken
    R
    Rotationsachse
    Rr
    Rotationsachse, Außenläufer
    Rs
    Rotationsachse, Innenläufer
    E
    Exzentrizität
    S
    Spiegelachse

Claims (13)

  1. Rotationspumpe aufweisend:
    a) ein Gehäuse (2),
    b) ein im Gehäuse (2) angeordnetes Umsteuergehäuse (3) mit Pumpenkammer (3),
    c) einen Innenläufer (4),
    d) einen Außenläufer (5),
    e) eine erste Einlassöffnung (6) zum Einlass eines Mediums in die Pumpenkammer (3) und
    f) eine erst Auslassöffnung (7) zum Auslassen des Mediums aus der Pumpenkammer (3), wobei
    g) die Pumpenkammer (3) wenigstens eine zweite Einlassöffnung (16) und/oder eine zweite Auslassöffnung (17) für das Medium aufweist.
  2. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einlassöffnung (16) und/oder die zweite Auslassöffnung (17) stirnseitig, zum Beispiel auf einer deckelseitigen Seite der Pumpenkammer (3) und die erste Einlassöffnung (6) bzw. die ersten Auslassöffnung (7) auf einer bezogen auf den Außenläufer (5) gegenüberliegenden Seite der Pumpenkammer (3) liegt bzw. liegen.
  3. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einlassöffnung (6) eine Spiegelung der ersten Auslassöffnung (7) ist mit einer Spiegelachse (S), die durch eine Gerade durch eine Rotationsachse (R) der Rotationspumpe (1) gebildet ist.
  4. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung (9) für das Fluid zu der Rotationspumpe (1) im Gehäuse (2) in eine erste und zweite Teilzuleitung (12, 13) aufgeteilt wird und eine erste und zweite Teilableitung (14, 15) im Gehäuse (2) zu einer Ableitleitung (10) vereinigt werden, wobei die Teilzuleitungen (12, 13) in den Einlassöffnungen (6, 16) enden und die Teilableitungen (14, 15) in den Auslassöffnungen (7, 17) beginnen.
  5. Rotationspumpe nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Teilzuleitungen (12, 13) und/oder wenigstens eine der Teilableitungen (14, 15) zumindest teilweise von dem Pumpengehäuse (2) und/oder dem Umsteuergehäuse (3) gebildet ist.
  6. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkammer (3) im Wesentlichen gleiche Mengen von Medium durch die erste und die zweite Einlassöffnung (6, 16) zuführbar bzw. von der Pumpenkammer (3) gleiche Mengen von Medium durch die erste und die zweite Auslassöffnungen (7, 17) abführbar sind.
  7. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsache (Rs) des Außenläufers (5) exzentrisch zur Rotationsachse (Rr) des Innenläufers (5) liegt.
  8. Rotationspumpe nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß der Exzentrizität (E) der Rotationsachsen (Rr, Rs) zueinander einstellbar ist.
  9. Rotationspumpe nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Maß der Exzentrizität (E) die Rotationsachse Rs des Außenläufers (5) parallel zur Rotationsachse Rr des Innenläufers (4) verstellbar ist.
  10. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Maß der Exzentrizität (E) die Rotationsachse Rr des Innenläufers (4) parallel zur Rotationsachse Rs des Außenläufers (5) verstellbar ist.
  11. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationspumpe zusätzlich ein Umsteuergehäuse (3) aufweist, das den Außenläufer (5) bevorzugt exzentrisch lagert und das bei einer Änderung der Drehrichtung der Rotationspumpe (1) ca. 180° verschwenkbar ist.
  12. Rotationspumpe nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Umsteuergehäuse (3) durch ein Federelement (22) gegen den Innenläufer (4) gespannt wird, und der Innenläufer (4) nach einer Änderung der Drehrichtung der Rotationspumpe (1) das Umsteuergehäuse (3) durch Reibschluss bis zu einem Anschlag mitschleppt.
  13. Rotationspumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Innenläufer (4) um ein Zahnrad oder ein Flügelrad handelt und der Außenläufer (5) das oder die entsprechende Gegenelement/e bildet.
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