DE19650275A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine von einem Elektromotor antreibbare Kolbenpumpe, insbesondere Radial- oder Reihenkolbenpumpe, deren Kolben von einer Motorantriebswelle angetrieben exzentergesteuert hin- und herbewegbar sind.

Derartige Pumpen sind bekannt. Beispielsweise ist in der DE 44 33 972 A1 eine Radialkolbenpumpe beschrieben, bei der die Motorantriebswelle den die Kolben antreibenden Exzenter umfaßt, das heißt die Welle ist in dem entsprechenden Bereich bezüglich ihrer Umdrehungsachse exzentrisch ausgebildet. Bei dieser an sich zufriedenstellend arbeitenden Pumpe ist die Motorwelle an drei Stellen gelagert, und zwar an ihrem pumpenfernen Ende innerhalb des Motorgehäuses, im Übergangsbereich zwischen Motorgehäuse und Pumpengehäuse sowie an ihrem pumpenseitigen Ende innerhalb des Pumpengehäuses. Durch diese Dreipunktlagerung kann eine problematische Verbiegung der Motorantriebswelle verhindert werden. Die Dreipunktlagerung stellt jedoch eine Überbestimmung dar und bedarf einer aufwendig genauen Montage und Fertigung der verwendeten Lagerbauteile, um ein Klemmen oder Schwergängigkeit zu verhindern.

Bei einer aus der DE 41 18 950 A1 bekannten Radialkolbenpumpe ist die Motorantriebswelle nur an zwei Stellen gelagert, und die Exzentrizität wird dadurch erreicht, daß die Motorantriebswelle über ihre gesamte Länge exzentrisch in den beiden Lagerungen des Gehäuses geführt ist. Das freie Ende der Motorantriebswelle steht über das zweite pumpenseitige und einen exzentrischen Innenring aufweisende Lager aus dem Motorgehäuse hervor und greift in das Pumpengehäuse ein. In diesem Bereich kommt es aufgrund der Kolbenkräfte zu Verbiegungen der Motorwelle sowie zu unrundem Lauf der spielbehafteten Kugellager, wenn die Motorantriebswelle nicht hinreichend stabil dimensioniert ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß Verbiegungen der Motorantriebswelle und damit in Zusammenhang stehende nachteilige Erscheinungen verhindert werden. Außerdem sollen die Kosten für die Herstellung der Pumpenteile und deren Montage gesenkt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb eines Pumpengehäuses eine Pumpenwelle vorgesehen ist, welche den auf die Kolben einwirkenden Exzenter umfaßt und an ihrem einen Ende in dem Pumpengehäuse gelagert ist und mit ihrem anderen Ende in drehfester Antriebsverbindung mit der Motorantriebswelle steht.

Es kann also erfindungsgemäß auf ein mit der Antriebswelle verbundenes exzentrisches Bauteil oder auf eine wie auch immer geartete exzentrische Ausbildung der Motorantriebswelle verzichtet werden. Statt dessen ist eine zusätzliche Pumpenwelle innerhalb des Pumpengehäuses vorgesehen, welche ihrerseits den Exzenter umfaßt. Diese Pumpenwelle ist an ihrem einen Ende im Pumpengehäuse gelagert und steht mit ihrem anderen Ende in drehfester Antriebsverbindung mit der Motorantriebswelle. Die gegenüber der Motorantriebswelle üblicherweise sehr viel kürzer ausgebildete Pumpenwelle nimmt die radial wirkenden Kolbenkräfte auf und führt diese über ihr Lager an das Pumpengehäuse ab. Hierdurch wird eine Verspannung oder Verbiegung der Motorantriebswelle verhindert. Durch die drehfeste Antriebsverbindung zwischen Pumpenwelle und Motorantriebswelle kann auf ein weiteres Lager für die Pumpenwelle verzichtet werden. Es werden also nur drei Lager benötigt, obschon jede Welle eine Zweipunktabstützung aufweist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Motorantriebswelle durch zwei Lager gelagert ist, von denen das pumpenferne Lager ein Loslager und das auf der Pumpenseite gelegene Lager ein Festlager ist. Das Festlager ist vorzugsweise im Bereich des pumpenseitigen Endes der Motorantriebswelle vorgesehen und kann daher von der Pumpenwelle möglicherweise übertragene restliche Querkräfte auf ein Gehäusebauteil ableiten, ohne daß es zu Verbiegungen der Motorantriebswelle kommt. Hierdurch kann diese geringer dimensioniert werden, was die Herstellungskosten senkt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Motorantriebswelle und Pumpenwelle lösbar miteinander verbunden, so daß ein Elektromotor von dem eigentlichen Pumpengehäuse getrennt werden kann, was sich im Hinblick auf Reparatur- oder Wartungsarbeiten als positiv erweisen kann. In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist das pumpenseitige freie Ende der Motorantriebswelle vorzugsweise hohl ausgebildet und nimmt das freie Ende der Pumpenwelle auf. Zur Antriebsverbindung von Pumpenwelle und Motorantriebswelle wird vorzugsweise ein Formschluß vorgesehen. Dies kann in vorteilhafter und einfach herzustellender Weise dadurch erreicht werden, daß die Motorantriebswelle einen Querstift aufweist und das freie Ende der Pumpenwelle einen den Querstift übergreifenden oder aufnehmenden Schlitz in der Stirnseite.

Es hat sich des weiteren als vorteilhaft erwiesen, wenn das Lager auf der von der Motorantriebswelle entfernten Seite der Pumpenwelle ein Festlager ist, da dann die formschlüssige Antriebsverbindung zwischen Pumpenwelle und Motorantriebswelle nicht ungewollt gelöst werden kann.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist zwischen Pumpenwelle und Motorantriebswelle ein in axialer Richtung wirkendes Spannelement vorgesehen. Hierdurch werden die stets spielbehaftet vorgesehenen Innenringe der Lager in axialer Richtung gegeneinander verspannt, so daß die auf das Lagerspiel zurückzuführenden Laufgeräusche nicht auftreten. Hierzu ist jedoch das zweite pumpenferne Lager der Motorantriebswelle als Loslager auszulegen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen, der zeichnerischen Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe.

In der einzigen Zeichnung ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe dargestellt.

In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 2 ein Gehäuse einer Radialkolbenpumpe angedeutet. Das Gehäuse 2 besitzt einen Aufnahmebereich 4 für einen Koppelabschnitt 6 eines Elektromotorengehäuses. Von dem Elektromotor ist lediglich eine Motorantriebswelle 8 dargestellt, die sich durch eine Öffnung 10 in dem Kopplungsbereich 6 hindurch erstreckt und in eine Öffnung des Pumpengehäuses 2 ragt. Am freien Ende 12 der Motorantriebswelle 8 ist ein als Festlager ausgebildetes Kugellager 14 vorgesehen, welches in eine abgestufte Bohrung 16 des Pumpengehäuses 2 eingepreßt ist.

Innerhalb des Pumpengehäuses 2 ist eine mit der Antriebswelle 8 fluchtende Pumpenwelle 18 vorgesehen, die im Bereich ihres vom Elektromotor abgewandten Endes 20 von einem ebenfalls als Festlager ausgebildeten Kugellager 22, welches ebenfalls in einen Stufenbereich innerhalb des Pumpengehäuses 2 eingepreßt ist, drehbar gehalten ist. Die Pumpenwelle 18 weist einen exzentrisch ausgebildeten axialen Abschnitt 24 auf, der innerhalb eines nadelförmigen Wälzkörper 26 aufweisenden Lagerelements 28 drehbar angeordnet ist. Das Lagerelement 28 weist einen zylindermantelförmigen Umfang 30 auf, gegen den Kolben 32, 34 mit ihren Stirnseiten 36, 38 gleitend anliegen.

Die Pumpenwelle 18 ist mit ihrem elektromotorseitigen freien Ende 40 drehfest mit der Motorantriebswelle 8 verbunden. Die Motorantriebswelle 8 ist in diesem Bereich als Hohlwelle ausgebildet, so daß das freie Ende 40 der Pumpenwelle 18 in eine Bohrung 41 in der Stirnseite des freien Endes 12 der Motorantriebswelle 8 eintaucht. Quer zur Längsachse der Motorantriebswelle 8 verlaufend ist ein Stift 42 vorgesehen, der sich durch die lichte Querschnittsfläche der Bohrung 41 hindurch erstreckt. Im freien Ende 40 der Pumpenwelle 18 ist ein entsprechend ausgebildeter Querschlitz 44 vorgesehen, so daß das freie Ende 40 der Pumpenwelle 18 den quer verlaufenden Stift 42 übergreifen und dabei eine drehfeste formschlüssige Kopplung von Pumpenwelle und Motorantriebswelle bewirken kann.

Um den Einfluß des stets vorhandenen Lagerspiels der beiden Festlager 22 und 14 ausschließen zu können, ist in der Sacklochbohrung 41 am freien Ende 12 der Motorantriebswelle 8 ein in axialer Richtung wirkendes Spannelement 45 in Form einer Schraubenfeder 46 vorgesehen, die sich an einem Ende gegen den Boden 48 des Sacklochs 41 und am anderen gegen die Stirnseite des freien Endes 40 der Pumpenwelle 18 abstützt. Hierdurch werden Pumpenwelle 18 und Motorantriebswelle 8 in axialer Richtung gegeneinander verspannt und es wird durch Beseitigung des Lagerspiels ein geräuscharmer Lauf der Wellen gewährleistet.

Bei rotierendem Antrieb der Motorantriebswelle 8 wird infolge der drehfesten Kopplung die Pumpenwelle 18 angetrieben, und infolge des exzentrischen Abschnitts 24 werden die Kolben 32 und 34 in radialer Richtung (in der Zeichnungsebene der Figur) hin- und herbewegt.

Claims (9)

1. Kolbenpumpe, insbesondere von einem Elektromotor antreibbare Radialkolbenpumpe, deren Kolben (32, 34) von einer Motorantriebswelle (8) angetrieben exzentergesteuert hin- und herbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Pumpengehäuses (2) eine Pumpenwelle (18) vorgesehen ist, welche den auf die Kolben (32, 34) einwirkenden Exzenter (24) umfaßt und an ihrem einen Ende (20) im Pumpengehäuse (2) gelagert ist und mit ihrem anderen Ende (40) in drehfester Antriebsverbindung mit der Motorantriebswelle (8) steht.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorantriebswelle (8) durch zwei Lager (14) gelagert ist, von denen das pumpenferne Lager ein Loslager und das auf der Pumpenseite gelegene Lager (14) ein Festlager ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Motorantriebswelle (8) und Pumpenwelle (18) lösbar miteinander verbunden sind.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das pumpenseitige freie Ende (12) der Motorantriebswelle (8) hohl ausgebildet ist und das freie Ende (40) der Pumpenwelle (18) aufnimmt.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (12, 40) von Motorantriebswelle (8) und Pumpenwelle (18) formschlüssig miteinander verbunden sind.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorantriebswelle (8) einen Querstift (42) und das freie Ende (40) der Pumpenwelle (18) einen den Querstift (42) aufnehmenden Schlitz (44) in der Stirnseite aufweist.

7. Kolbenpumpe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (22) auf der von der Motorantriebswelle (8) entfernten Seite der Pumpenwelle (18) ein Festlager ist.

8. Kolbenpumpe nach 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Pumpenwelle (18) und Motorantriebswelle (8) ein in axialer Richtung wirkendes Spannelement (46) vorgesehen ist.

9. Kolbenpumpe nach 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (46) innerhalb des hohlen freien Endes (12) der Motorantriebswelle (8) vorgesehen ist und sich gegen die Stirnseite des freien Endes (40) der Pumpenwelle (18) abstützt.