DE2641328A1

DE2641328A1 - Fluessigkeitspumpe

Info

Publication number: DE2641328A1
Application number: DE19762641328
Authority: DE
Inventors: James Campbell Melville; Ronald Phillips
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-06-22
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1978-01-05
Also published as: JPS53406A; US4116588A; FR2356023B1; FR2356023A1; BR7606030A; GB1546840A; CA1057579A

Description

L 66 P 114

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED,

Great King Street/ Birmingham, England Flüss igkeitspumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine zweistufige Flüssigkeitspumpe, deren Stufen in Serie geschaltet sind und von einer gemeinsamen Welle angetrieben werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer solchen besonders einfachen und trotzdem zweckmäßigen Pumpe.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pumpvorrichtung in einer Bohrung eines Gehäuses angeordnet ist, die an beiden Enden verschlossen ist, wobei jedoch durch die den Verschluß am einen Ende bewirkende Endplatte die Antriebswelle der Pumpvorrichtung hindurchgeführt ist, die zwischen den beiden Gehäuseenden aus drei Statorteilen besteht, deren äußere die beiden Pumpenstufen bilden und deren mittlere die beiden Pumpenstufen trennt.

Im folgenden wird ein Beispiel einer Flüssigkeitspumpe gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte

■;.-'■■;.■■■'.■..'■■ ':' ■ ' - 2 - 70988170570

-Jt-

Zeichnung beschrieben, in der die beiden Figuren
zueinander senkrechte Querschnitte der Pumpe darstellen.

Das Pumpengehäuse 10 besteht aus drei Teilen 11, 12, Die Gehäuseteile 11 und 12 weisen die beiden koaxialen Abschnitte einer zylindrischen Bohrung 14 auf, während das Gehäuseteil 13 als Kopfteil einen Endverschluß für diese Bohrung darstellt. Das dem Kopfteil 13 abgekehrte Ende der Bohrung 14 wird teilweise durch die Wand 15 eines Deckels 11 verschlossen. In der Wand 15 ist
koaxial zur Bohrung 14 eine Bohrung 16 angeordnet. Die Anlagefläche der Gehäuseteile 11 und 12 erstreckt sich quer zur Längsachse der Bohrung 14. Ein Seitenteil der Gehäuseteile 11 und 12 dient der Aufnahme eines Ventiles 17.

Innerhalb der Bohrung 14 ist eine Pumpvorrichtung bzw. das Förderelement angeordnet, die bzw. das in die Bohrung eingesetzt worden ist, nachdem die Gehäueeteile 11 und mittels der Bolzen 18 zusammengefügt wurden. Nach dem Einbau der Pumpvorrichtung in die Bohrung 14 wurde das Kopfteil 13 mit Bolzen 19 an dem Gehäuseteil 12 befestigt, und die Pumpe ist dann in"ihrem Endzustand
montiert.

709881/0570

^SOIS₀

- ζ ³ 284132a

Die Pumpvorrichtung umfaßt zwei äußere Statorteile 20, 21 und ein dazwischenliegendes mittleres Statorteil Die Statorteile sind mittels Paßstiften 24 aneinandergefügt*

In einer mittleren Längsbohrung der drei Statorteile 20 - 23 ist mittels reibungs- und verschleißarmer P.inglager 26 mit Kohlestoffauskleidung eine Antriebswelle 25 gelagert. Die Lager 26 sind in den Statorteilen 20 und 21 gehalten. Die Antriebswelle 25 ist in der Nähe ihres einen Endes neben der Wand 15 des Deckels mit einem Flansch 27 versehen, während an ihrem anderen Ende ein Druckstück 28 befestigt ist, das auf der Antriebswelle mittels eines Sicherungsringes gehalten wird. Das Statorteil 20 trägt darüber hinaus eine öldichtung 29, die mit der Welle im Bereich zwischen dem Flansch 27 und .der Endwand 15 zusammenwirkt. Die Antriebswelle erstreckt sich durch die öffnung 16 und ist außerhalb des Gehäuses mit einer Kupplung zum Kuppeln mit einem elektrischen Antriebsmotor versehen*

Zwischen den Statorteilen 21 und 23 ist die erste Stufe 30 der Pumpe, zwischen den Statorteilen 20 und 23 die zweite Stufe 31 der Pumpe angeordnet. Beide Stufen

709881/0570

arbeiten nach dem Prinzip einer Kreiselpumpe und sind konstruktionsgleich mit der Ausnahme, daß die erste Stufe auf Grund ihrer Bemessung etwa doppelt soviel Flüssigkeit wie die zweite Stufe fördert. Der Aufbau der beiden Pumpenstufen ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Stufe 30 beschrieben.

Es ist ein äußeres, ringförmiges Teil 32 mit einer Bohrung für einen Paßstift 24 vorgesehen. Das Teil 32 ist durch den Paßstift 24 drehfest gegenüber den Statorteilen 21, 23 gehalten. Das Teil 32 umschließt eine zur Drehachse der Welle 28 exzentrische Bohrung zur Aufnahme eines inneren ringförmigen Teiles 33, das eine äußere glatte zylindrische Oberfläche hat und mit einer Innenverzahnung versehen ist. Mit der Innenverzahnung arbeitet ein Zahnrad 34 der Welle 28 zusammen. Wenn sich die Welle 28 dreht, wird das Teil 33 auch gedreht, gleichzeitig aber auch eine Kreiselbewegung ausführen.

Im Statorteil 21 befindet sich die Kraftstoffzuführungsnut 35 und im Statorteil 23 die Kraftstoffauslaßnut Die Auslaßnut 36 steht mit dem Einlaß 37 der Stufe 31 in Verbindung, die mit dem Auslaß 38 im Statorteil 20 versehen ist. Der Auslaß 36 und der Einlaß 37 sind mit einer Durchgangsbohrung im Statorteil 23 miteinander

709881/0S70

■ -JBT-

"" 2S41328

verbunden. Daraus ergibt sich, daß sich der Durchfluß durch das Statorteil 23 im wesentlichen parallel zur Drehachse der Welle 25 erstreckt, und beide Stufen sind hierzu in Umfangsrichtung um 180° gegeneinander versetzt. Der Einlaß 35 steht mit einer im Statorteil 21 gebildeten Umfangsnut 39 in Verbindung, während der Auslaß 38 mit einer in dem Statorteil 20 gebildeten Nut 40 in Verbindung steht. Auf beiden Seiten der Nuten 39, 40 sind die Statorteile mit Nuten für Dichtungsringe versehen, wobei die Anordnung so ist, daß die Pumpvorrichtung nach dem Zusammenbau axial in der Bohrung 14 in die in der Zeichnung gezeigten Läge geschoben werden kann, in der die Endfläche des Statorteiles 20 mit der Sndwand 15 des Teiles 11 des Gehäuses zusammenwirkt. Die Pumpvorrichtung wird in ihrer Lage durch ein Paar Belleville-Scheiben 41 gehalten, die in einer in dam Statorteil 21 angeordneten Nut gehalten sind. Die Belleville-Scheiben *41 wirken mit einem am Gehäuseteil 13 gebildeten Kragen zusammen. Zwischen dem Ende des Statorteiles 21 und dem Teil 13 des Gehäuses ist ein kleiner Zwischenraum geschaffen, um unterschiedliche Dehnungen des Gehäuses und der Pumpvorrichtung zuzulassen, die im Beispiel aus dem Einfluß der Temperatur auf verschiedene Metalle resultieren, indem das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung, die Pumpvorrichtung vorwiegend aus Stahl besteht.

709881/0570

Die beidan Stufen der Pumpe stellen Verdrängerzahnradpumpen dar und die Fördermenge wird durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Welle gesteuert. Diese Pumpenart muß in der Lage sein, Kraftstoff in sehr geringer Menge zu fördern, und bei dieser geringen Menge bilden die Leckmengen innerhalb der Stufen der Pumpe ein Problem. Deshalb wird die Genauigkeit der Förderung durch ein Ventil sichergestellt, das in seiner Gesamtheit mit 42 bezeichnet ist und das sicherstellt, daß in der zweiten Stufe der Pumpe kein Druckabfall erfolgt. Das Ventil 42 umfaßt eine Ventilkammer 43, die von den zwei Gehäuseteilen 11 und 12 begrenzt wird. Über der Kammer erstreckt sich eine Membrane 44, die die Kammer in zwei Teile 45, 46 teilt. Das Kammerteil 46 steht mit der Umfangsnut 40 durch einen Durchfluß 47 in Verbindung, und dieser Durchfluß erstreckt sich über einen Durchfluß 48 zu einem Auslaß (nicht gezeigt) des Gehäuseteiles 11. In der Wand der Bohrung 14 ist eine Umfangsnut 49 angeordnet und der Nut 40 zugeordnet* An den Kanten zwischen den Nuten und der Bohrung ist die Bohrung angephast, um ein Beschädigen der Dichtungen beim Einführen der Pumpvorrichtung in die Bohrung zu verhindern. Das Teil 45 der Kammer 43 ist mit einer weiteren Nut 50, die auf der Umfangsoberflache

— "7 —

709881/0S70

des Statorteiles 23 gebildet ist, mittels eines Durchflusses 51 verbunden, und diese Nut steht mit dem Durchfluß, der die Öffnungen 36, 37 miteinander verbindet, in Verbindung.

Dem Kammerteil 45 ist ein Auslaß in einem in das Gehäuseteil 12 eingeschraubten Teil 52 zugeordnet. Dieser Auslaß steht mit einer Auslaßbohrung 53 in Verbindung, die im Betrieb offen ist. Die Auslaßbohrung 53 steht auch mit dem zwischen der Pumpvorrichtung und dem Teil 13 des Gehäuses gebildeten Zwischenraum in Verbindung. Die Nut 39 der Pumpvorrichtung steht mit einem Einlaß in Verbindung.

Die Membrane 44 unterliegt auf der einen Seite dem Druck zwischen den beiden Stufen der Pumpe und auf der anderen Seite dem Druck am Auslaß der zweiten Stufe. Es wurde schon erwähnt, daß die erste Stufe der Pumpe im wesentlichen die doppelte Kraftstoffmenge im Vergleich mit der zweiten Stufe pumpen kann und daher wird die Membrane 44 in den meisten Betriebszuständen verschoben, um es überschüssigem Kraftstoff zu ermöglichen, zu der Auslaßbohrung 53 zu fließen. Die Membrane ist so ausgebildet, daß in der zweiten Stufe der Pumpe kein Druckabfall entsteht, so daß die Leistung der Pumpe direkt proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der die Welle 26 gedreht wird.

_mm ο „

709881/0570

Die Membrane 44 liegt an ihram umfang zwischen den beiden Teilen 11, 12 des Gehäuses und zu beiden Seiten der "lembrane sind ringförmige Dichtungsringe angeordnet, wobei die Dichtungsringe in ringförmigen Nuten der Gehüusetsile liegen. Die Membrane ist aus einer Berryliumkupfer-Legierung vorzugsweise als Preßstück gebildet, und im Ausführungsbeispiel ist eine mittlere Scheibe vorgesehen, die mit dem Teil 52 zusammenwirkt, um den Kraftstoffluß durch den Ausfluß zu kontrollieren. Die 'Iembrans kann einen kreisförmigen oder einen anderen ünfang haben. Sie kann aus jedem geeigneten Werkstoff, beispielsweise synthetischem Gummi bestehen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß kein echtes Bedürfnis besteht, das Teil 79 axial verstellbar zu machen. In einigen Fällen jedoch kann dies wünschenswert sein, und in diesen Fällen wird das Teil 52 bis zur Peripherie des Gehäuses verlängert und nit -iitteln versehen, um eine Schwenkbewegung aufbringen zu können, die aufgrund eines Gewindes eine axiale Einstellung bewirkt.

Wie unter Bezugnahme auf die Ringnut 49 erwähnt wurde, ist die Bohrung auf entgegengesetzten Seiten dieser Nut angephast, und dasselbe gilt für die Nuten in der Bohrung, die auf die Nuten 39 und 50 eingestellt sind

709881/0570

und auch bezüglich der Verbindungsstelle zwischen den Gehäuseteilen 11, 12. Zur Verhinderung der Drehung der Pumpvorrichtung innerhalb der Bohrung vmrde nichts vorgesehen, da herausgefunden wurde, daß der durch die verschiedenen Dichtungsringe erzeugte Reibungswiderstand ausreicht, eine Drehung zu verhindern.

- 10 -

109881/0570

Claims

~ Xf-

Patentansprüche

Zweistufige Flussigkeitspurnpe, deren Stufen in Reihe geschaltet sind und von einer ge?teinsamen Welle angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung in einer Bohrung eines Gehäuses angeordnet ist, die an beiden Enden verschlossen ist, wobei jedoch durch die den Verschluß am einen Ende bewirkende Endplatte die Antriebswelle der Pumpvorrichtung hindurchgeführt ist, die zwischen den beiden Gehäuseenden aus drei Statorteilen besteht, deren äußere die beiden Pumpenstufen bilden und deren mittlere die beiden Puxnpenstufen trennt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseverschlüsse an beiden Gehäuseenden Lager für die Pumpenwelle aufnehmen.
3. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle am einen Ende einen mit dem zugehörigen Lager zusammenwirkenden Flansch und ein Druckstück aufweist.

- 11 -

709881/0570

-M-
4. Punpe nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück auf der /Teile durch einen Sicherungsring gehalten ist.
5. Purine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager ringförmig sind.
6. Punpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager zur Antriebs- und Verschließfestigkeit
mit Kohlenstoff ausgelegt sind.
7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung innerhalb der Bohrung durch
federnde "Mittel gehalten ist, die zwischen dem
einen Ende der Pumpvorrichtung und dem benachbarten Znde des Gehäuses wirken.
3. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel eine Belleville-Scheibe sind.
9. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Einlaß in einen, der Endstatorteile und einen Auslaß in anderen der Sndstatorteile, wobei der Ein- und
Auslaß mit einer Einlaßöffnung der ersten Pumpenstufe

- 12 -

709881/0570

- yi -

bzw. einer ?i.uslaßöffnung dar zweiten Pumpenstufe in Verbindung steht und eine.Auslaßöffnung der ersten Pumpenstufe mit einer Einlaßöffnung der zweiten Pumpenstufe mittels eines in den mittleren Statorteil gebildeten Durchflusses in Verbindung steht.
10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch'gekennzeichnet, daß der Einlaß und der Auslaß mit Umfangsnuten auf den Endstatorteilen in Verbindung stehen.
T. Pumpe nach Anspruch 10,- gekennzeichnet durch Verlängerungsrillen in der ~>7ancl clsr Bohrung, die mit einem Kraftstoffeinlaß und einen Kraftstoffauslaß im Pumpengehäuse in Verbindung stehen.
12. Pumpe nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Dichtungen auf beiden Seiten der Nuten, ur den /msfluß von Kraftstoff zwischen den Muten zu verhindern.
13."Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung an beiden Seiten der Umfangsnuten an- gephast ist, um eine Schädigung der Dichtungen beim Einsetzen der Pumpvorrichtung in die Bohrung zu verhindern. .

- 13 -

7098 81/0S70
14. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwischen den Endplatten in einer zur ^T'7elle senkrechten Ebene geteilt ist.
15. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil zur Verhinderung des Druckabfalles in der zweiten Pumpenstufe vorgesehen ist.
16. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper auf entgegengesetzten Seiten dem Druck ausgesetzt ist, der an den Ein- und Ausflußöffnungen der zweiten Pumpstufe vorhanden ist.
17. Pumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine Membrane ist, daß die Membrane sich in einer Kammer befindet und den Flüssigkeitsfluß von den dazwischenliegenden Stufen zu einem Abfluß steuert und die erste Pumpenstufe mehr Flüssigkeit als die zweite Pumpenstufe fördert.
18. Pumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zwischen den Gehäuseteilen liegt, wobei die Umfangskante der Membrane zwischen den Gehäuseteilen bei der dazwischenliegenden Verbindungsstelle angeordnet 1st.

- 14 -

709881/0570
19. Pumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane eine Scheibe zum Zusammenwirken mit einer überlaufbohrung trägt, die von der Kammer zu dem Abfluß führt.
20. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstufen von Zahnradpumpen gebildet v/erden, wobei die beiden Stufen gleichartig ausgebildet sind.
21. Pumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpumpen Kreiselpumpen sind und ein äußeres Teil umfassen, das zwischen dem mittleren Statorteil und dem zugehörigen Endstatorteil befestigt ist, wobei das äußere Statorteil eine zylindrische Bohrung besitzt, deren Längsachse exzentrisch zur Drehachse der Welle liegt, daß ein inneres ringförmiges Teil innerhalb der Bohrung schwenkbar ist, daß die innere Oberfläche des inneren ringförmigen Teiles mit einem Zahnkranz versehen ist und ein mit diesem Zahnkranz zusammenwirkendes Zahnrad durch die Welle antreibbar und verschwenkbar ist.
22. Pumpe nach Anspruch 21, dadurch-gekennzeichnet, daß sich Paßstifte zwischen den Endstatorteilen bzw.

- 15 -

708861/OS 7 0.

-VS-

dam mittleren Statorteil und den Endstatorteilen erstrecken, wobei sich die Paßstifte auch durch die diesbezüglichen äuBeren ringförmigen Teile der Zahnradpumpen erstrecken.
23. Pumpe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchfluß im wesentlichen parallel zur Achse der Bohrung erstreckt, wobei die Teile der Pumpen um 180 um die Drehachse der Welle gegeneinander versetzt sind.
24. Pumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch neben der Endwand angeordnet ist, und daß eine Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Flansch und der öffnung in der Endwand vorgesehen ist.

709881/0570