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EP4180665B1 - Innenzahnradpumpe mit drucktaschen am hohlrad und/oder am gehäuse - Google Patents

Innenzahnradpumpe mit drucktaschen am hohlrad und/oder am gehäuse

Info

Publication number
EP4180665B1
EP4180665B1 EP22205885.1A EP22205885A EP4180665B1 EP 4180665 B1 EP4180665 B1 EP 4180665B1 EP 22205885 A EP22205885 A EP 22205885A EP 4180665 B1 EP4180665 B1 EP 4180665B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outer rotor
circumferential
bearing wall
rotor
rotary pump
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.)
Active
Application number
EP22205885.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4180665C0 (de
EP4180665A1 (de
Inventor
Gerd Jäggle
Bernd Schobel
Holger Braasch
Thomas Wahl
Johannes Gnann
Michael Ehringer
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 EP4180665A1 publication Critical patent/EP4180665A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4180665C0 publication Critical patent/EP4180665C0/de
Publication of EP4180665B1 publication Critical patent/EP4180665B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/108—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
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    • 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
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    • F04C2/084—Toothed wheels
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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
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    • 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
    • F04C2/103—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 one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • 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
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/20—Fluid liquid, i.e. incompressible
    • F04C2210/206—Oil
    • 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
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/54—Hydrostatic or hydrodynamic bearing assemblies specially adapted for rotary positive displacement pumps or compressors

Definitions

  • the invention relates to a rotary pump for conveying a fluid, in particular the rotary pump relates to an electrically driven rotary pump as in the documents JP2013-199850 A or DE10 2007 055 911 A1
  • the rotary pump is preferably an electric rotary pump for pumping oil to supply a machine unit.
  • the rotary pump is an oil pump for a motor vehicle for supplying an engine and/or transmission with oil, in particular lubricating oil.
  • the rotary pump comprises a housing with a pumping chamber, which the housing surrounds and axially delimits at the end faces.
  • the pumping chamber has at least one inlet for the fluid on a low-pressure side of the rotary pump and one outlet for the fluid on the high-pressure side of the rotary pump.
  • the pumping chamber of the rotary pump contains a rotatable inner rotor and an outer rotor that rotates around a pump rotation axis and forms pumping cells with the inner rotor.
  • the pump rotation axis of the inner rotor is eccentric to the pump rotation axis of the outer rotor.
  • a circumferential bearing wall formed by the housing or arranged within the housing, surrounds the outer rotor radially on the outside and supports it in sliding contact for rotation.
  • rotary pumps with a radially externally mounted outer rotor exhibit start-up problems, especially after extended downtimes. These problems are caused in particular by friction between the outer circumferential surface of the outer rotor and the inner circumferential surface of the peripheral bearing wall.
  • the adhesive and/or friction forces between the outer circumferential surface of the inner rotor and the inner circumferential surface of the peripheral bearing wall can be so great that initially no or very little fluid is pumped when the pump starts up. This can lead to Damage to the pump and/or to the units that are to be supplied with the fluid pumped by the pump.
  • the fluid in the lubrication gap between the outer peripheral surface of the outer rotor and the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall can generate viscous friction, especially at high speeds, which negatively impacts the efficiency of the rotary pump. Since the viscous friction results primarily from the adhesion of the fluid to the stationary inner peripheral surface of the peripheral bearing wall and the moving outer peripheral wall of the outer rotor, and the resulting shearing of the fluid, the viscous friction forces can increase with the pump speed, which can cause the required drive power of the rotary pump to increase disproportionately to the speed.
  • both the outer circumferential surface of the outer rotor and the inner circumferential surface of the peripheral bearing wall are additionally machined to achieve a high surface quality and minimize adhesive and/or frictional forces.
  • Such machining steps require high precision to ensure tolerances are maintained and the lubrication gap between the outer rotor and the peripheral bearing wall does not become excessively large.
  • Such work steps are not only time-consuming but, above all, costly.
  • the invention proposes a rotary pump for conveying a fluid, comprising a housing with a conveying chamber.
  • the conveying chamber is surrounded by the housing and axially delimited at the end faces and has an inlet for the fluid on a low-pressure side of the rotary pump and an outlet for the fluid on a high-pressure side of the rotary pump.
  • the housing can be constructed in multiple pieces, in particular in two pieces.
  • the housing preferably comprises at least one housing cover and one housing pot.
  • the housing pot preferably delimits the delivery chamber radially outwardly and on one axial end face, while the housing cover axially delimits the delivery chamber on the end face of the delivery chamber facing away from the housing pot.
  • the delivery chamber of the rotary pump contains an inner rotor rotatable about a rotational axis, as well as an outer rotor rotatable about a pump rotational axis, which forms delivery cells with the inner rotor.
  • the pump rotational axis of the inner rotor is preferably eccentric to the pump rotational axis of the outer rotor, i.e., the pump rotational axis of the inner rotor and the pump rotational axis of the outer rotor are offset.
  • the eccentricity of the pump rotational axis of the outer rotor and the pump rotational axis of the inner rotor can be constant or variable during pump operation. If the eccentricity of the two pump rotational axes is variable, this can be controlled, in particular regulated, depending on the operating state of the rotary pump, for example.
  • the inner rotor of the rotary pump is driven by a drive means, in particular a drive shaft.
  • the inner rotor can drive the outer rotor.
  • the outer rotor can also be driven by a drive means, in particular a drive shaft.
  • the outer rotor can drive the inner rotor.
  • Both the inner rotor and the outer rotor can also be driven by a drive means.
  • the rotary pump is preferably designed as an electrically driven rotary pump.
  • the drive means for example a drive shaft
  • the inner rotor and/or the outer rotor can be driven by the unit to be supplied with fluid, in particular the engine of a motor vehicle.
  • the rotary pump is preferably designed as an internal gear pump, with the outer rotor being formed by an internally toothed ring gear and the inner rotor by an externally toothed gear.
  • the inner rotor preferably has at least one tooth fewer than the outer rotor.
  • the outer rotor can, for example, have five teeth and the inner rotor, for example, four teeth.
  • the delivery cells can be formed by the meshing of the teeth of the outer rotor with the teeth of the inner rotor.
  • the eccentricity of the two pump axes of rotation changes the size of the delivery cells in the circumferential direction of the outer rotor, in particular in the direction of rotation of the outer rotor.
  • Internal gear pumps are well known to those skilled in the art, which is why their structure will not be discussed further here.
  • the rotary pump can, for example, also be designed as a pendulum-vane pump.
  • a circumferential bearing wall formed by the housing or arranged in the housing surrounds the outer rotor and rotatably supports it in sliding contact.
  • the outer rotor can be supported by the circumferential bearing wall in radial sliding contact, in particular in circumferential sliding contact.
  • the circumferential bearing wall can be formed by the housing, in particular the housing pot, or by a separate component arranged in the housing, in particular a housing ring.
  • the circumferential bearing wall is part of the housing, in particular the housing pot, and surrounds the outer rotor radially on the outside.
  • the circumferential bearing wall can be joined to an end wall of the housing or can be primary formed, for example, cast or sintered, and together with the end wall form the housing pot.
  • the peripheral bearing wall has an inner peripheral surface, which is preferably cylindrical, in particular circular-cylindrical.
  • the outer rotor has an outer peripheral surface, which is preferably cylindrical, in particular circular-cylindrical.
  • the peripheral bearing wall, in particular the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall, and the outer rotor, in particular the outer peripheral surface of the outer rotor, are preferably concentric with one another.
  • the peripheral bearing wall preferably surrounds the outer rotor with a clearance such that the inner diameter of the peripheral bearing wall is larger than the outer diameter of the outer rotor.
  • the inner diameter of the peripheral bearing wall can be at least 60 ⁇ m, in particular at least 70 ⁇ m, larger than the outer diameter of the outer rotor.
  • the inner diameter of the peripheral bearing wall is a maximum of 110 ⁇ m, preferably a maximum of 95 ⁇ m, larger than the outer diameter of the outer rotor.
  • the clearance between the outer rotor and the peripheral bearing wall should not be too large to prevent fluid flow through the gap between the outer rotor and the peripheral bearing wall.
  • the peripheral bearing wall and/or the outer rotor have a plurality of blind pockets that are radially open towards the outer rotor or the peripheral bearing wall.
  • the peripheral bearing wall has a plurality of blind pockets that are radially open towards the outer rotor.
  • the outer rotor can have a plurality of blind pockets that are radially open towards the peripheral bearing wall.
  • the blind pockets interrupt the cylindrical, in particular circular-cylindrical, inner peripheral surface of the peripheral bearing wall and/or the cylindrical, in particular circular-cylindrical, outer peripheral surface of the outer rotor. In this way, the outer rotor and the inner peripheral surface have no contact with one another in the region of the blind pockets.
  • the blind pockets are arranged in an asymmetrical distribution over the circumference of the outer rotor and/or over the circumference of the circumferential bearing wall with respect to the circumferential direction, so that at least two adjacent blind pockets over the circumference of the outer rotor and/or over the circumference of the circumferential bearing wall with respect to the circumferential direction have a distance from each other which, in comparison to the other distances between the blind pockets are different.
  • two adjacent blind pockets each delimit an arc length of the outer circumference of the outer rotor in the circumferential direction, wherein the individual arc lengths delimited by the blind pockets can be different or equal.
  • at least two adjacent blind pockets delimit an arc length of the outer circumference of the outer rotor in the circumferential direction, which is different from the other arc lengths delimited by the blind pockets.
  • At least one blind pocket preferably each of the blind pockets, overlaps either only with the inlet or only with the outlet over more than 80% or in particular more than 90% of its circumferential extent.
  • at least one of the blind pockets, in particular each of the blind pockets overlaps either only with the inlet or only with the outlet over its entire circumferential extent.
  • the rotary pump comprises at least three or four blind pockets and/or a maximum of five or six blind pockets.
  • the rotary pump comprises an even number of blind pockets, in particular four blind pockets.
  • the rotary pump comprises an even number of blind pockets, in particular four blind pockets, wherein a first half of the blind pockets, in particular two of the blind pockets, overlaps only the inlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent, and a second half of the blind pockets, in particular the other two blind pockets, overlaps only the outlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent.
  • the rotary pump has an even number of blind pockets, in particular four blind pockets, which are arranged mirror-symmetrically with respect to the inner diameter of the peripheral bearing wall and/or the outer diameter of the outer rotor.
  • the rotary pump comprises four blind pockets, wherein two of the blind pockets form a pair of pockets and the two pairs of pockets are arranged with respect to the inner diameter the peripheral bearing wall and/or the outer diameter of the outer rotor are mirror-symmetrical to each other.
  • the rotary pump comprises an even number of blind pockets, which can be combined into a first and a second half, wherein the blind pockets of the first half overlap only with the inlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent, and the blind pockets of the second half overlap only with the outlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent.
  • the two halves can be mirror-symmetrical to each other with respect to the inner diameter of the circumferential bearing wall and/or the outer diameter of the outer rotor.
  • the rotary pump comprises four blind pockets, which can be combined into two pairs of pockets, wherein the blind pockets of the first pair of pockets overlap only with the inlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent, and the blind pockets of the second pair of pockets overlap only with the outlet over more than 80% or more than 90% of their circumferential extent.
  • the two pairs of pockets can be mirror-symmetrical to each other with respect to the inner diameter of the peripheral bearing wall and/or the outer diameter of the outer rotor.
  • one of the blind pockets in particular each of the blind pockets, extends at least twice as far, preferably at least three times as far, in the circumferential direction of the outer rotor as in the radial direction of the outer rotor.
  • the axial extent of one of the blind pockets, in particular each blind pocket, from a first pocket end to a second pocket end can correspond to at least 70%, preferably at least 80%, of the axial extent of the outer rotor from a first end face of the outer rotor to a second end face of the outer rotor.
  • One of the blind pockets in particular each of the blind pockets, can be in the form of a depression, in particular in the form of a recess, in the peripheral bearing wall and/or in the outer rotor, which extends in the axial direction from the second end face of the outer rotor toward the first end face of the outer rotor.
  • the base of the pocket preferably the base of each blind pocket, can have a radius.
  • the radius of the base of the individual pocket, in particular of each blind pocket is preferably smaller than the radius of the outer circumference of the outer rotor and/or the inner circumference of the peripheral bearing wall.
  • the blind pockets together have an extension in the circumferential direction of the outer rotor that corresponds to at least 20%, in particular at least 25%, of the circumference of the outer rotor. This means that at least 20% of the outer circumference of the outer rotor, in particular at least 25% of the outer circumference of the outer rotor, is preferably overlapped by the blind pockets.
  • the blind pockets together have an extension in the circumferential direction of the outer rotor that corresponds to a maximum of 50%, in particular a maximum of 60%, of the circumference of the outer rotor. This means that at most 50% of the outer circumference of the outer rotor, in particular a maximum of 60% of the outer circumference of the outer rotor, is preferably overlapped by the blind pockets.
  • all blind pockets preferably extend in the circumferential direction of the outer rotor over a total of more than 120°, in particular over a total of more than 150°, of the outer circumference of the outer rotor, and/or all blind pockets preferably extend in the circumferential direction of the outer rotor over a total of at most 210°, in particular over a total of at most 180°, of the outer circumference of the outer rotor.
  • one of the blind pockets, in particular each of the blind pockets extends in the circumferential direction over an arc angle that is at least as large as the arc angle of a tooth gap of the outer rotor on the pitch circle of the outer rotor.
  • the blind pockets have a radial extension which preferably corresponds to a maximum of 10% of the outer diameter of the outer rotor, in particular a maximum of 8% of the outer diameter of the outer rotor.
  • the blind pockets are preferably fluidically separated from one another in the region of the sliding contact between the outer rotor and the peripheral bearing wall.
  • the blind pockets are preferably fluidically separated from one another in the region of the sliding contact between the outer rotor and the peripheral bearing wall in every rotational position of the outer rotor.
  • the sliding contact can also be regarded as a sealed contact.
  • the outer rotor in sliding contact with the circumferential bearing wall, extends axially beyond at least one of the blind pockets, preferably axially beyond each of the blind pockets, in the direction of the first end face of the outer rotor.
  • the extension of the outer rotor in the axial direction can be greater than the axial extension of one of the blind pockets, in particular can be greater than the axial extension of each pocket.
  • the circumferential bearing wall, in sliding contact with the outer rotor can extend axially beyond at least one of the blind pockets, preferably axially beyond each of the blind pockets, in the direction of the first end face of the outer rotor. This means that the extension of the circumferential bearing wall in the axial direction can be greater than the axial extension of one of the blind pockets, in particular can be greater than the axial extension of each pocket.
  • the blind pocket in particular each blind pocket, ends in a sack-like manner in the region of the outer peripheral surface of the outer rotor in sliding contact or the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall in sliding contact.
  • one blind pocket in particular each of the blind pockets, can be separated from the other or the other Blind pockets must be fluidically separated, particularly in the area of the first end face of the outer rotor.
  • the peripheral bearing wall surrounds the outer rotor in sliding contact in the region of the first end face of the outer rotor.
  • the outer peripheral surface of the outer rotor is in sliding contact with the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall in the region of the first end face of the outer rotor over the entire outer circumference of the outer rotor or the entire inner circumference of the peripheral bearing wall.
  • the sliding contact between the outer circumferential surface of the outer rotor and the inner circumferential surface of the peripheral bearing wall extends over 360° in the region of the first end face of the outer rotor, so that a radial sealing gap is formed between the outer circumferential surface of the outer rotor and the inner circumferential surface of the peripheral bearing wall in the region of the first end face of the outer rotor.
  • the radial sealing gap extends in the axial direction of the outer rotor, preferably over at least 10%, in particular over at least 15%, of the axial dimension of the outer rotor, from its first end face to its second end face.
  • the radial sealing gap between the peripheral bearing wall and the outer rotor is preferably interrupted in the region of the first end face of the outer rotor by a maximum of one, in particular none, of the blind pockets.
  • the radial sealing gap preferably serves to prevent fluid communication between the blind pockets in the region of the first end face of the outer rotor.
  • one blind pocket preferably each of the blind pockets, runs axially open on the second end face of the outer rotor on the peripheral bearing wall and/or on the outer rotor.
  • one of the blind pockets preferably each of the blind pockets, has a second pocket end in the region of the second end face of the outer rotor, which second pocket end is preferably open.
  • the outer rotor and/or the peripheral bearing wall extend/extends in sliding contact towards the second Front side of the outer rotor preferably does not axially extend beyond at least one of the blind pockets, preferably each of the blind pockets.
  • the peripheral bearing wall and the outer rotor can fluidically separate the respective blind pocket, preferably each of the blind pockets, from the remaining blind pockets at the open end by sliding contact, particularly by radial sliding contact.
  • the outer peripheral surface of the outer rotor preferably has no contact with the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall in the region of the blind pockets, while the outer peripheral surface of the outer rotor and the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall have sliding contact, preferably sealing contact, in the region between the blind pockets.
  • the housing preferably comprises a housing cover which axially delimits the conveying chamber on the second end face of the outer rotor and bears against the peripheral bearing wall with axial sealing contact.
  • the housing cover can form an axial sealing gap with the peripheral bearing wall.
  • the axial sealing contact between the housing cover and the peripheral bearing wall is preferably formed in the circumferential direction of the peripheral bearing wall over the entire circumference of the peripheral bearing wall.
  • the axial sealing contact between the peripheral bearing wall and the housing cover, in particular between the end face of the peripheral bearing wall formed in the region of the second end face of the outer rotor and the end face of the housing cover facing the peripheral bearing wall, preferably extends in the region of the second end face of the outer rotor over 360° of the outer circumference of the peripheral bearing wall.
  • the blind pockets in the region of the second end face of the outer rotor can be fluidically separated from one another.
  • the blind pockets are fluidically separated from one another in the region of the second pocket end by the axial sealing contact, in particular by the axial sealing gap.
  • the housing cover can be in contact with the outer rotor with an axially sealing sliding contact.
  • the second end face of the outer rotor and the The housing cover in particular an end face of the housing cover facing the outer rotor, has an axial sealing gap.
  • the housing cover preferably bears against the outer rotor in axial sliding contact, in particular in axial sealing contact.
  • the axial sealing gap between the housing cover and the peripheral bearing wall can be smaller than the axial sealing gap between the housing cover and the outer rotor.
  • the axial sealing gap between the housing cover and the outer rotor is preferably formed over the entire circumference of the outer rotor in the circumferential direction of the outer rotor.
  • the axial sealing gap preferably extends between the second end face of the outer rotor and the housing cover, in particular between the second end face of the outer rotor and the end face of the housing cover facing the outer rotor, in the region of the second end face of the outer rotor over 360° of the outer circumference of the outer rotor.
  • the blind pockets can be fluidically separated from one another in the region of the second end face of the outer rotor. If the blind pockets have an open end in the region of the second end face of the outer rotor, the blind pockets are preferably fluidically separated from one another in the region of the second pocket end by the axial sealing gap.
  • the outer rotor can have an edge break on its first end face along its circumferential outer edge.
  • An edge break preferably involves the removal of edge material, i.e., the circumferential outer edge of the outer rotor is preferably not sharp-edged on the first end face.
  • the edge break can be rounded, i.e., have a radius.
  • the edge break is formed over the entire length of the circumferential outer edge.
  • the edge break measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m in the radial direction and/or a maximum of 400 ⁇ m or a maximum of 500 ⁇ m.
  • the edge break measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m in the axial direction and/or a maximum of 400 ⁇ m or a maximum of 500 ⁇ m.
  • the edge break in particular the rotor chamfer, can be produced during the manufacture of the outer rotor, in particular during the primary forming of the outer rotor.
  • the outer rotor is manufactured using a primary forming process, for example, by sintering or casting.
  • the edge break, in particular the rotor chamfer can be subsequently formed in alternative designs by deburring the outer peripheral edge, for example, by brushing, grinding, or filing.
  • the outer rotor has a rotor chamfer on its first end face along its outer peripheral edge.
  • a chamfer as defined in the application, is preferably understood to be an edge break in the form of a beveled, in particular flat, surface dimensionally defined in width and angle.
  • the beveled surface is preferably curved exclusively in the circumferential direction of the outer rotor.
  • the beveled surface, in particular the rotor chamfer can preferably be formed at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor.
  • the beveled surface, in particular the rotor chamfer can also be formed at an angle of 60° to the axial direction of the outer rotor.
  • the rotor chamfer can be formed at any other angle greater than 0° and less than 90° to the axial direction of the outer rotor.
  • the rotor chamfer preferably measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m and/or a maximum of 400 ⁇ m or a maximum of 500 ⁇ m in the radial direction.
  • the rotor chamfer preferably measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m and/or a maximum of 400 ⁇ m or a maximum of 500 ⁇ m in the axial direction.
  • the rotor chamfer measures at least 300 ⁇ m in the radial and axial directions at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor.
  • the circumferential bearing wall can have an inner edge transition along its circumferential inner edge on the first end face of the outer rotor, i.e. on the axial side of the first end face of the outer rotor.
  • An inner edge transition is preferably an overhang of material, i.e. the circumferential inner edge of the circumferential bearing wall is preferably not sharp-edged on the first end face of the outer rotor.
  • the inner edge transition can be rounded, i.e. have a radius.
  • the inner edge transition is formed over the entire length of the circumferential inner edge.
  • the circumferential bearing wall is formed integrally with an end wall of the housing, the Inner edge transition formed along the inner edge between the end wall and the peripheral bearing wall.
  • the peripheral bearing wall on the first end face of the outer rotor has an inner edge ridge along its circumferential inner edge.
  • An inner edge ridge within the meaning of the application is preferably understood to mean an inner edge transition in the form of a beveled, in particular flat, surface dimensionally defined in width and angle.
  • the beveled surface is preferably curved exclusively in the circumferential direction of the peripheral bearing wall.
  • the inner edge transition in particular the inner edge burr, can be produced during the manufacture of the peripheral bearing wall, in particular during the primary forming of the peripheral bearing wall.
  • the peripheral bearing wall is preferably produced as part of the housing pot in a primary forming process, for example, by sintering or casting.
  • the inner edge transition, in particular the inner edge burr is preferably formed in a subsequent manufacturing step during the post-processing of the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall, for example, by milling, grinding, or honing.
  • the beveled surface, in particular the inner edge burr can preferably be formed at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor or the peripheral bearing wall.
  • the beveled surface, in particular the inner edge burr can also be formed at an angle of 60° to the axial direction of the outer rotor or the peripheral bearing wall.
  • the inner edge burr can be formed at any other angle greater than 0° and less than 90° to the axial direction of the outer rotor or the peripheral bearing wall.
  • the inner edge burr preferably measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m and/or a maximum of 400 ⁇ m or 500 ⁇ m in the radial direction.
  • the inner edge burr preferably measures at least 200 ⁇ m or at least 300 ⁇ m and/or a maximum of 400 ⁇ m or 500 ⁇ m in the axial direction.
  • the inner edge burr measures at least 300 ⁇ m in the radial and axial directions at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor.
  • the outer rotor has a broken edge and the peripheral bearing wall has an inner edge transition, and the broken edge of the outer rotor overlaps with the inner edge transition of the peripheral bearing wall.
  • the inner edge transition is particularly preferably designed to correspond to the broken edge.
  • the inner edge transition forms, so to speak, an imprint or negative of the broken edge.
  • the inner edge transition preferably has the same radius or angle as the broken edge.
  • the broken edge is preferably designed in the form of a rotor chamfer, wherein the angle to the axial direction of the outer rotor and the extension in the axial direction of the inner edge burr are equal to the angle to the axial direction of the outer rotor and the extension in the axial direction of the rotor chamfer.
  • the edge break is a rotor chamfer which measures at least 300 ⁇ m in the radial direction and at least 300 ⁇ m in the axial direction at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor
  • the inner edge transition is an inner edge burr which measures at least 300 ⁇ m in the radial direction and at least 300 ⁇ m in the axial direction at an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor.
  • the peripheral bearing wall on the second end face of the outer rotor has no edge break along its circumferential inner edge and/or the outer rotor has only a small second edge break along its circumferential outer edge.
  • the edge along the circumferential inner edge of the peripheral bearing wall and/or along the circumferential outer edge of the outer rotor is sharp-edged.
  • At least one of the blind pockets can terminate axially open on the second end face of the outer rotor on the circumferential bearing wall and/or on the outer rotor.
  • the missing edge break or the small second edge break along the inner circumferential edge of the circumferential bearing wall and/or along the outer circumferential edge of the outer rotor ensures that the blind pockets in the region of the second end face of the outer rotor along the inner circumferential edge of the circumferential bearing wall and/or along the outer circumferential edge of the outer rotor have no fluidic connection, in particular in the form of a fluid flow.
  • the small second edge break, if present, along the inner circumferential edge of the circumferential bearing wall and/or along the outer circumferential edge of the outer rotor is preferably so small that no fluid flow can form between the individual blind pockets.
  • a very small second edge break is understood in particular to mean deburring along the inner circumferential edge of the circumferential bearing wall and/or along the outer circumferential edge of the outer rotor, in particular deburring by brushing, filing or grinding.
  • the small second edge break, if present, is not a chamfer with a bevel dimensionally defined in width and angle.
  • the small second edge break has a maximum extension of 100 ⁇ m in the axial direction.
  • the small second edge break has a maximum extension of 100 ⁇ m in the radial direction.
  • the outer rotor can have an edge break, in particular a rotor chamfer, on its first end face along its peripheral outer edge, and a small second edge break on its second end face along its peripheral outer edge, wherein the edge break, in particular the rotor chamfer, is at least three times as large, in particular four times as large, in the axial direction as the second edge break.
  • the circumferential bearing wall can have an inner edge transition, in particular an inner edge ridge, on the first end face of the outer rotor along its circumferential inner edge, and a small edge break on the second end face of the outer rotor along its circumferential inner edge, wherein the inner edge transition, in particular the inner edge ridge, is at least three times as large, in particular four times as large, in the radial direction as the edge break of the outer circumferential edge of the outer rotor on its first end face.
  • Figure 1 shows a top view of the discharge chamber of the rotary pump, while Figure 2 a section through the rotary pump after Figure 1 in the axial direction of the rotary pump.
  • Figure 3 shows a detailed view of the Figure 2 .
  • the Figures 6-8 show the rotary pump of the Figure 1 , only without the funding element 3, 4.
  • the rotary pump comprises a housing 1 with a delivery chamber 5, which surrounds the housing 1 and is axially delimited at the end faces.
  • the housing 1 comprises a housing pot 11 and a housing cover 12.
  • the housing cover 12 delimits the delivery chamber in the axial direction, while the housing pot 11 surrounds the delivery chamber in the radial direction and axially delimits it on the side facing away from the housing cover 12.
  • the delivery chamber 5 has an inlet 6 for a fluid on a low-pressure side of the rotary pump and an outlet 7 for the fluid on the high-pressure side of the pump.
  • a conveying element is formed in the conveying chamber 5, which conveys the fluid from the low-pressure side of the rotary pump, in particular from the inlet 6, to the high-pressure side of the rotary pump, in particular the outlet 7.
  • the rotary pump is designed as an internal gear pump or gerotor pump.
  • the conveying element comprises an outer rotor 3 and an inner rotor 4, wherein the outer rotor 3 is formed by an internally toothed ring gear and the inner rotor 4 by an externally toothed gear, and the teeth of the inner rotor 4 can engage with the teeth of the outer rotor 3 through the rotation of the two rotors.
  • the inner rotor 4 preferably has one fewer tooth than the outer rotor 3.
  • the outer rotor 3 has five teeth and the inner rotor 4 has four teeth, wherein the number of individual teeth is only exemplary and can vary.
  • the two rotors form conveying cells, which can change their volume in the circumferential direction of the outer rotor 3 with the rotation of the two rotors.
  • the inner rotor 4 as shown in Figure 2 is disclosed, driven by a drive means, in particular a drive shaft.
  • the inner rotor 4 is rotatably mounted about the pump rotation axis R 4 and drives the outer rotor 3, in particular through the engagement of the individual teeth with one another.
  • the inner rotor 4 is driven by an electric motor.
  • the inner rotor 4 can also be driven, for example, by the unit to be supplied.
  • the outer rotor 3 can also be driven by a drive means, wherein the inner rotor 4 is driven via the outer rotor 3.
  • the pump rotation axis R 4 of the inner rotor 4 is eccentric to the pump rotation axis R 3 of the outer rotor 3, i.e., the pump rotation axis R 4 of the inner rotor 4 and the pump rotation axis R 3 of the outer rotor 3 are offset.
  • the eccentricity of the pump rotation axis R 3 of the outer rotor 3 and the pump rotation axis R 4 of the inner rotor 4 is constant in the present embodiment, but can also be variable in alternative designs. With a variable eccentricity of the two pump rotation axes, this can be changed, in particular controlled, for example, depending on the operating state of the rotary pump.
  • the housing pot 11 forms a peripheral bearing wall 2, which surrounds the outer rotor 3 and supports it in a sliding contact so that it can rotate around the pump rotation axis R 3.
  • the peripheral bearing wall 2 can also be formed, for example, by a separate ring inserted into the pumping chamber 5.
  • the peripheral bearing wall 2 is formed integrally with the housing pot 11, in particular an end wall of the housing pot 11, in particular in a primary forming process.
  • the circumferential bearing wall 2 has a plurality of blind pockets 21, 22, 23, 24 which are radially open towards the outer rotor 3 and which are fluidically separated from one another in the region of the sliding contact between the outer rotor 3 and the circumferential bearing wall 2.
  • the rotary pump comprises four blind pockets 21, 22, 23, 24 which are formed in the circumferential bearing wall 2.
  • the number of blind pockets can vary and should not be limited to four blind pockets.
  • the blind pockets are fluidically separated from one another in every rotational position of the outer rotor 3. This means that regardless of the rotational angular position of the outer rotor 3, the blind pockets 21, 22, 23, 24 are fluidically separated from one another in the region of the radial sliding contact between the outer rotor 3 and the circumferential bearing wall 2.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 are formed in the outer rotor 3 and are radially open in the direction of the peripheral bearing wall 2. Even if the blind pockets 21, 22, 23, 24 are formed in the outer rotor 3, the Blind pockets 21, 22, 23, 24 in the area of the radial sliding contact between outer rotor 3 and peripheral bearing wall 2 are fluidically separated from each other regardless of the rotational angle position of the outer rotor 3.
  • the peripheral bearing wall 2 surrounds the outer rotor 3 in the region of a first end face 31 of the outer rotor 3 in radial sliding contact.
  • the outer peripheral surface of the outer rotor 3 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall 2 in the region of the first end face 31 of the outer rotor 3 over the entire outer circumference of the outer rotor 3 or the entire inner circumference of the peripheral bearing wall 2 to form a radial sealing gap.
  • the radial sealing gap extends in the axial direction of the outer rotor 3 over at least 10%, in particular over at least 15%, of the axial dimension of the outer rotor 3 from its first end face 31 to its second end face 32.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 are arranged in an asymmetrical distribution around the circumference of the outer rotor 3 with respect to the circumferential direction.
  • the blind pockets 22 and 23 are spaced apart from one another around the circumference of the outer rotor 3 with respect to the circumferential direction, which is greater than the other distances between the individual blind pockets.
  • the distance between the blind pocket 23 and the blind pocket 24 is smaller than the distance between the blind pockets 22 and 23.
  • the blind pockets 23 and 24 can overlap only with the outlet 7 over more than 90% of their circumferential extension in the circumferential direction of the outer rotor 3 or in the circumferential direction of the circumferential bearing wall 2. In particular, the blind pockets 23 and 24 completely overlap with the outlet 7 in the circumferential direction of the circumferential bearing wall 2. Furthermore, the blind pockets 21 and 22 can overlap only with the inlet 6 over more than 90% of their circumferential extension in the circumferential direction of the outer rotor 3 or in the circumferential direction of the circumferential bearing wall 2. In particular, the blind pockets 21 and 22 completely overlap with the inlet 6 in the circumferential direction of the circumferential bearing wall 2.
  • the rotary pump has four blind pockets 21, 22, 23, 24, which are arranged mirror-symmetrically with respect to the inner diameter d of the peripheral bearing wall 2 and/or the outer diameter D of the outer rotor 3.
  • the blind pockets 21 and 22 form a first pair of pockets
  • the blind pockets 23 and 24 form a second pair of pockets, wherein the two pairs of pockets are mirror-symmetrical to one another with respect to the inner diameter d of the peripheral bearing wall 2 and/or the outer diameter D of the outer rotor 3.
  • the axis of symmetry or the inner diameter d of the peripheral bearing wall 2 and/or the outer diameter D of the outer rotor 3 are Figure 6 indicated by a dashed double arrow.
  • the blind pockets 21, 22 of the first pair of pockets overlap only with the inlet 6 by more than 80% or more than 90% of their circumferential extent
  • the blind pockets 23, 24 of the second pair of pockets overlap only with the outlet 7 by more than 80% or more than 90% of their circumferential extent.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 extend in the circumferential direction of the outer rotor 3 at least twice as far, preferably at least three times as far, as in the radial direction of the outer rotor 3.
  • the axial extension of the blind pockets 21, 22, 23, 24 from a first pocket end 24a to a second pocket end 24b can correspond to at least 70%, preferably at least 80%, of the axial extension of the outer rotor 3 from a first end face 31 to a second end face 32.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 together have an extension in the circumferential direction of the outer rotor 3 which corresponds to at least 20%, in particular at least 25%, of the circumference of the outer rotor 3.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 have a radial extension which preferably corresponds to a maximum of 10% of the outer diameter D of the outer rotor 3, in particular a maximum of 8% of the outer diameter D of the outer rotor 3.
  • the outer rotor 3 extends axially beyond the blind pocket 24 in sliding contact in the direction of its first end face 31.
  • the outer rotor 3 extends axially beyond each of the blind pockets 21, 22, 23, 24 in sliding contact in the direction of its first end face 31.
  • the outer rotor 3 extends further in the axial direction than the blind pockets 21, 22, 23, 24.
  • the peripheral bearing wall 2 also extends in sliding contact in the direction of the first end face 31 of the outer rotor 3 axially beyond the blind pocket 24.
  • the peripheral bearing wall 2 extends in sliding contact in the direction of the first end face 31 of the outer rotor 3 axially beyond each of the blind pockets 21, 22, 23, 24.
  • the peripheral bearing wall 2 and the outer rotor 3 have the same axial extent.
  • the blind pocket 24, however, has an axial extent that is smaller than the axial extent of the peripheral bearing wall 2 and the outer rotor 3.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 end in a sack-like manner in the region of the outer peripheral surface of the outer rotor 3 in sliding contact and the inner peripheral surface of the peripheral bearing wall 2 in sliding contact. Furthermore, the outer rotor 3 and the peripheral bearing wall 2 form a radial sealing gap in the region of the first end face 31 of the outer rotor 3. The radial sealing gap is not penetrated by any of the blind pockets 21, 22, 23, 24. In this way, the blind pockets 21, 22, 23, 24 are fluidically separated from one another in the region of the first end face 31 of the outer rotor 3.
  • the blind pocket 24, preferably each of the blind pockets 21, 22, 23, 24, extends axially open on the peripheral bearing wall 2.
  • the blind pocket 24, preferably each of the blind pockets 21, 22, 23, 24, has a second pocket end 24b in the region of the second end face 32 of the outer rotor 3, which is open.
  • the outer rotor 3 and the peripheral bearing wall 2 extend in sliding contact toward the second end face 32 of the outer rotor 3, not extending axially beyond the blind pocket 24, preferably each of the blind pockets 21, 22, 23, 24.
  • the peripheral bearing wall 2 and the outer rotor 3 fluidically separate the blind pockets 21, 22, 23, 24 at the open end 24b in sliding contact between the individual blind pockets 21, 22, 23, 24.
  • the housing cover 12 which axially delimits the delivery chamber 5 at the second end face 32 of the outer rotor 3, bears against the peripheral bearing wall 2 with an axial sealing contact and forms an axial sealing gap with the peripheral bearing wall 2.
  • the housing cover 12 bears against the outer rotor 3 in an axial sliding contact.
  • the second end face 32 of the outer rotor 3 and the housing cover 12 have an axial sealing gap.
  • the housing cover 12 bears against the outer rotor 3 in an axial sliding contact, in particular an axial sealing contact.
  • the axial sealing gap between the housing cover 12 and the peripheral bearing wall 2 is smaller than the axial sealing gap between the housing cover 12 and the outer rotor 3.
  • the axial sealing gap between the housing cover 12 and the peripheral bearing wall 2 is formed in the circumferential direction of the outer rotor 3 over the entire circumference of the peripheral bearing wall 2.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 in the region of the second end face 32 of the outer rotor 3 are fluidically separated from one another by the peripheral bearing wall 2 and the housing cover 12.
  • the axial sealing gap between the housing cover 12 and the outer rotor 3 is formed in the circumferential direction of the outer rotor 3 over the entire circumference of the outer rotor 3.
  • the axial sealing gap extends between the second end face 32 of the Outer rotor 3 and the housing cover 12.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 are fluidically separated from one another in the region of the second end face 32 of the outer rotor 3.
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 have an open pocket end 24b in the region of the second end face 32 of the outer rotor 3
  • the blind pockets 21, 22, 23, 24 are fluidically separated from one another in the region of the second pocket end 24b by the axial sealing gap.
  • blind pockets 21, 22, 23, 24 are fluidically separated from one another in the region of the second pocket end 24b by the axial sealing gap between the housing cover 12 and the peripheral bearing wall 2 and the axial sealing gap between the housing cover 12 and the outer rotor 3 in the region of the second end face 32 of the outer rotor 3.
  • the outer rotor 3 has an edge break 31a on its first end face 31 along its outer peripheral edge.
  • the edge break 31a according to the present embodiment is designed in the form of a rotor chamfer.
  • the rotor chamfer preferably has an angle of 45° and extends at least 300 ⁇ m in the radial and axial directions.
  • the rotor chamfer can also have a different angle, for example, an angle of 60°.
  • the outer rotor 3 has no sharp-edged transition between the first end face 31 and the circumferential outer surface on its first end face 31 along its outer circumferential edge.
  • the circumferential bearing wall 2 has an inner edge transition 2a on the first end face 32 of the outer rotor 3, i.e. on the axial side of the first end face 31 of the outer rotor 3, along its circumferential inner edge.
  • the inner edge transition 2a can be rounded, i.e. have a radius.
  • the inner edge transition 2a is designed in the form of an inner edge ridge over the entire length of the circumferential inner edge.
  • the circumferential bearing wall 2 is formed integrally with the end wall of the housing 1, in particular of the housing pot 11, facing the first end face 31 of the outer rotor 3, and the inner edge transition 2a is formed along the inner edge between the end wall and the circumferential bearing wall 2.
  • the inner edge transition is preferably an inner edge burr measuring at least 300 ⁇ m in the radial and axial directions.
  • the inner edge burr has an angle of 45° to the axial direction of the outer rotor 3.
  • the inner edge burr and the rotor chamfer 31a overlap each other when the outer rotor 3 is installed.
  • the inner edge burr is configured to correspond to the rotor chamfer in terms of dimensions and angle
  • the rotor chamfer 31a is configured to correspond to the inner edge burr in terms of dimensions and angle.
  • the outer rotor 3 preferably forms a sliding contact with the peripheral bearing wall 2 in the area of the rotor chamfer 31a.
  • the outer rotor 3 has no edge break on its second end face 32 or only a small second edge break 32a.
  • the small second edge break 32a extends a maximum of 100 ⁇ m in the radial and axial directions.
  • the outer peripheral edge 32a of the outer rotor 3 is sharp-edged on its second end face 32.
  • the outer rotor 3 has a second small edge break 32a on its outer peripheral edge of the second end face 32, this corresponds to a maximum of one third of the first edge break 31a.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere betrifft die Rotationspumpe eine elektrisch angetriebene Rotationspumpe wie in den Druckschriften JP2013-199850 A oder DE10 2007 055 911 A1 offenbart. Vorzugsweise handelt es sich bei der Rotationspumpe um eine elektrische Rotationspumpe zur Förderung von Öl zur Versorgung eines Maschinenaggregats. Insbesondere handelt es sich bei der Rotationspumpe um eine Ölpumpe für ein Kfz zur Versorgung eines Motors und/oder eines Getriebes mit Öl, insbesondere Schmieröl. Die Rotationspumpe umfasst ein Gehäuse mit einem Förderraum, den das Gehäuse umgibt und an den Stirnseiten axial begrenzt. Der Förderraum weist wenigstens einen Einlass für das Fluid auf einer Niederdruckseite der Rotationspumpe und einen Auslass für das Fluid auf der Hochdruckseite der Rotationspumpe auf.
  • Im Förderraum der Rotationspumpe ist ein drehbarer Innenrotor ausgebildet sowie ein Außenrotor, der um eine Pumpendrehachse drehbar ist und mit dem Innenrotor Förderzellen bildet. Die Pumpendrehachse des Innenrotors ist zu der Pumpendrehachse des Außenrotors exzentrisch ausgebildet. Eine vom Gehäuse gebildete oder im Gehäuse angeordnete Umfangslagerwand umgibt den Außenrotor radial außen und lagert diesen drehbar in einem Gleitkontakt.
  • Rotationspumpen mit einem radial außen gelagerten Außenrotor weisen in der Praxis, insbesondere nach längeren Standzeiten, Anlaufprobleme auf, welche insbesondere durch die Reibung der Außenumfangsfläche des Außenrotors mit der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand herrühren. Die Haft- und/oder Reibungskräfte zwischen der Außenumfangsfläche des Innenrotors und der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand können so groß sein, dass beim Anlaufen der Pumpe zunächst kein oder nur sehr wenig Fluid gefördert wird. Dies kann zu Schäden an der Pumpe und/oder an den Aggregaten, die mit dem Fluid, das durch die Pumpe gefördert wird, versorgt werden sollen, führen.
  • Neben den Anlaufproblemen kann das in dem Schmierspalt zwischen Außenumfangsfläche des Außenrotors und Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand befindliche Fluid, insbesondere bei hohen Drehzahlen, eine viskose Reibung, welche sich negativ auf den Wirkungsgrad der Rotationspumpe ausübt, erzeugen. Da sich die viskose Reibung insbesondere durch die Haftung des Fluids an der stillstehenden Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand und der beweglichen Außenumfangswand des Außenrotors und die dadurch entstehende Scherung des Fluids ergibt, können die viskosen Reibungskräfte mit der Drehzahl der Pumpe zunehmen, wodurch die benötigte Antriebsleistung der Rotationspumpe überproportional zu der Drehzahl steigen kann.
  • Daher werden bei herkömmlichen Rotationspumpen mit einem radial außen gelagerten Außenrotor sowohl die Außenumfangsfläche des Außenrotors als auch die Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand zusätzlich bearbeitet, um eine hohe Oberflächengüte zu erreichen und Haft- und/oder Reibungskräfte zu minimieren. Derartige Bearbeitungsschritte erfordern eine hohe Präzision, damit Toleranzen eingehalten werden und der Schmierspalt zwischen dem Außenrotor und der Umfangslagerwand nicht zu groß wird. Derartige Arbeitsschritte sind nicht nur zeitaufwendig, sondern vor allem kostspielig.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Antriebsleistung der Rotationspumpe zu reduzieren und eine Rotationspumpe bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Rotationspumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die Erfindung schlägt zur Lösung der Aufgabe eine Rotationspumpe zur Förderung eines Fluids vor, welche ein Gehäuse mit einem Förderraum umfasst. Der Förderraum wird von dem Gehäuse umgeben und an den Stirnseiten axial begrenzt und weist einen Einlass für das Fluid auf einer Niederdruckseite der Rotationspumpe und einen Auslass für das Fluid auf einer Hochdruckseite der Rotationspumpe auf. Das Gehäuse kann mehrstückig, insbesondere zweistückig, ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst das Gehäuse wenigstens einen Gehäusedeckel und einen Gehäusetopf. Vorzugsweise begrenzt der Gehäusetopf den Förderraum radial außen und an einer axialen Stirnseite, während der Gehäusedeckel den Förderraum auf der dem Gehäusetopf abgewandten Stirnseite des Förderraums axial begrenzt.
  • In dem Förderraum der Rotationspumpe ist ein um eine Drehachse drehbarer Innenrotor ausgebildet sowie ein Außenrotor, der um eine Pumpendrehachse drehbar ist und mit dem Innenrotor Förderzellen bildet. Die Pumpendrehachse des Innenrotors ist zu der Pumpendrehachse des Außenrotors vorzugsweise exzentrisch ausgebildet, d.h. die Pumpendrehachse des Innenrotors und die Pumpendrehachse des Außenrotors weisen einen Versatz auf. Die Exzentrizität der Pumpendrehachse des Außenrotors und der Pumpendrehachse des Innenrotors kann im Pumpenbetrieb konstant oder veränderlich sein. Bei einer variablen Exzentrizität der beiden Pumpendrehachsen kann diese beispielsweise in Abhängigkeit des Betriebszustands der Rotationspumpe gesteuert, insbesondere geregelt werden.
  • Vorzugsweise wird der Innenrotor der Rotationspumpe über ein Antriebsmittel, insbesondere eine Antriebswelle, angetrieben. Der Innenrotor kann dabei den Außenrotor antreiben. In alternativen Ausführungen kann auch der Außenrotor durch ein Antriebsmittel, insbesondere durch eine Antriebswelle, angetrieben werden. In diesem Fall kann der Außenrotor den Innenrotor antreiben. Auch können sowohl der Innenrotor als auch der Außenrotor durch ein Antriebsmittel angetrieben werden.
  • Vorzugsweise ist die Rotationspumpe als elektrisch angetriebene Rotationspumpe ausgebildet. Das bedeutet, dass Antriebsmittel, beispielsweise eine Antriebswelle, des Innenrotors und/oder des Außenrotors kann durch einen Elektromotor angetrieben werden. In alternativen Ausführungen kann der Innenrotor und/oder der Außenrotor durch das mit Fluid zu versorgende Aggregat, insbesondere den Motor eines Kfz, angetrieben werden.
  • Die Rotationspumpe ist vorzugsweise als Innenzahnradpumpe ausgebildet, wobei der Außenrotor durch einen innenverzahnten Zahnring und der Innenrotor durch ein außenverzahntes Zahnrad gebildet wird. Vorzugsweise weist der Innenrotor wenigstens einen Zahn weniger als der Außenrotor auf. Der Außenrotor kann beispielsweise fünf Zähne aufweisen und der Innenrotor beispielsweise vier Zähne. Die Förderzellen können durch das Ineinandergreifen der Zähne des Außenrotors mit den Zähnen des Innenrotors gebildet werden. Insbesondere durch die Exzentrizität der beiden Pumpendrehachsen ändert sich die Größe der Förderzellen in Umfangsrichtung des Außenrotors, insbesondere in Rotationsrichtung des Außenrotors. Innenzahnradpumpen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht weiter auf deren Aufbau eingegangen werden soll. In alternativen Ausführungen kann die Rotationspumpe beispielsweise auch durch eine Pendelschieberpumpe ausgebildet sein.
  • Eine vom Gehäuse gebildete oder im Gehäuse angeordnete Umfangslagerwand umgibt den Außenrotor und lagert diesen drehbar in einem Gleitkontakt. Der Außenrotor kann von der Umfangslagerwand in einem radialen Gleitkontakt, insbesondere in einem umfänglichen Gleitkontakt, gelagert werden. Die Umfangslagerwand kann von dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäusetopf, oder durch ein separates Bauteil, welches im Gehäuse angeordnet ist, insbesondere einen Gehäusering, gebildet sein. Vorzugsweise ist die Umfangslagerwand ein Teil des Gehäuses, insbesondere des Gehäusetopfs, und umgibt den Außenrotor radial außen. Die Umfangslagerwand kann mit einer Stirnwand des Gehäuses gefügt oder urgeformt, beispielsweise gegossen oder gesintert, sein und zusammen mit der Stirnwand den Gehäusetopf bilden.
  • Die Umfangslagerwand weist eine Innenumfangsfläche auf, welche vorzugsweise zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet ist. Der Außenrotor weist eine Außenumfangsfläche auf, welche vorzugsweise zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet ist. Die Umfangslagerwand, insbesondere die Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand, und der Außenrotor, insbesondere die Außenumfangsfläche des Außenrotors, sind vorzugsweise zueinander konzentrisch ausgebildet.
  • Die Umfangslagerwand umgibt den Außenrotor vorzugsweise mit einem Spiel, sodass der Innendurchmesser der Umfangslagerwand größer ist als der Außendurchmesser des Außenrotors. Der Innendurchmesser der Umfangslagerwand kann wenigstens 60µm, insbesondere wenigstens 70µm, größer sein als der Außendurchmesser des Außenrotors. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Umfangslagerwand maximal um 110µm, vorzugsweise maximal um 95µm, größer als der Außendurchmesser des Außenrotors. Das Spiel zwischen Außenrotor und Umfangslagerwand sollte nicht zu groß sein, um einen Fluidstrom durch den Spalt zwischen Außenrotor und Umfangslagerwand zu unterbinden.
  • Die Umfangslagerwand und/oder der Außenrotor weisen mehrere zum Außenrotor bzw. zur Umfangslagerwand radial offene Blindtaschen auf. Vorzugsweise weist die Umfangslagerwand mehrere zum Außenrotor radial offene Blindtaschen auf. In alternativen Ausführungen kann der Außenrotor mehrere zur Umfangslagerwand radial offene Blindtaschen aufweisen. Die Blindtaschen unterbrechen die zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand und/oder die zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Außenumfangsfläche des Außenrotors. Auf diese Weise haben der Außenrotor und die Innenumfangsfläche im Bereich der Blindtaschen keinen Kontakt zueinander. Auf diese Weise kann der Aufwand für die Bearbeitung der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand und/oder der Aufwand für die Bearbeitung der Außenumfangsfläche des Außenrotors reduziert werden und Kosten eingespart werden. Des Weiteren kann Fluid, welches sich durch unvermeidbare Leckage in dem Spalt zwischen Außenrotor und Umfangslagerwand befindet und durch die Rotation des Außenrotors mitgenommen wird, in die Blindtaschen abfließen. Auf diese Weise kann die viskose Reibung deutlich reduziert werden.
  • Die Blindtaschen sind über den Umfang des Außenrotors und/oder über den Umfang der Umfangslagerwand in Bezug auf die Umfangsrichtung in einer asymmetrischen Verteilung angeordnet, so dass wenigstens zwei benachbarte Blindtaschen über den Umfang des Außenrotors und/ oder über den Umfang der Umfangslagerwand in Bezug auf die Umfangsrichtung einen Abstand zueinander haben, welcher im Vergleich zu den übrigen Abständen zwischen den Blindtaschen verschieden ist. Insbesondere begrenzen jeweils zwei benachbarte Blindtaschen eine Bogenlänge des Außenumfangs des Außenrotors in Umfangsrichtung, wobei die einzelnen von den Blindtaschen begrenzten Bogenlängen unterschiedlich oder gleich groß sein können. Vorzugsweise begrenzen wenigstens zwei benachbarte Blindtaschen eine Bogenlänge des Außenumfangs des Außenrotors in Umfangsrichtung, welche von den übrigen von den Blindtaschen begrenzten Bogenlängen verschieden ist.
  • Vorzugsweise überlappt wenigstens eine Blindtasche, vorzugsweise jede der Blindtaschen, über mehr als 80% oder insbesondere mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung entweder nur mit dem Einlass oder nur mit dem Auslass. Vorzugsweise überlappt wenigstens eine der Blindtaschen, insbesondere jede der Blindtaschen, über ihre gesamte Umfangserstreckung entweder nur mit dem Einlass oder nur mit dem Auslass.
  • In bevorzugten Ausführungen umfasst die Rotationspumpe wenigstens drei oder vier Blindtaschen und/oder maximal fünf oder sechs Blindtaschen. Bevorzugt umfasst die Rotationspumpe eine gerade Anzahl an Blindtaschen, insbesondere vier Blindtaschen. In bevorzugten Ausführungen umfasst die Rotationspumpe eine gerade Anzahl an Blindtaschen, insbesondere vier Blindtaschen, wobei jeweils eine erste Hälfte der Blindtaschen, insbesondere zwei der Blindtaschen, über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Einlass überlappt und eine zweite Hälfte der Blindtaschen, insbesondere die anderen beiden Blindtaschen, über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Auslass überlappt.
  • In bevorzugten Ausführungen weist die Rotationspumpe eine gerade Anzahl an Blindtaschen, insbesondere vier Blindtaschen, auf, welche bezüglich des Innendurchmessers der Umfangslagerwand und/oder des Außendurchmessers des Außenrotors spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst die Rotationspumpe vier Blindtaschen, wobei jeweils zwei der Blindtaschen ein Taschenpaar bilden und die beiden Taschenpaare bezüglich des Innendurchmessers der Umfangslagerwand und/oder des Außendurchmessers des Außenrotors spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  • Insbesondere umfasst die Rotationspumpe eine gerade Anzahl an Blindtaschen, welche zu einer ersten und einer zweiten Hälfte zusammengefasst werden können, wobei die Blindtaschen der ersten Hälfte über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Einlass überlappen und die Blindtaschen der zweiten Hälfte über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Auslass überlappen. Die beiden Hälften können bezüglich des Innendurchmessers der Umfangslagerwand und/oder des Außendurchmessers des Außenrotors spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein.
  • Insbesondere umfasst die Rotationspumpe vier Blindtaschen, welche zu zwei Taschenpaaren zusammengefasst werden können, wobei die Blindtaschen des ersten Taschenpaares über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Einlass überlappen und die Blindtaschen des zweiten Taschenpaares über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Auslass überlappen. Die beiden Taschenpaare können bezüglich des Innendurchmessers der Umfangslagerwand und/oder des Außendurchmessers des Außenrotors spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein.
  • Bevorzugt erstreckt sich eine der Blindtaschen, insbesondere jede der Blindtaschen, in Umfangsrichtung des Außenrotors wenigstens doppelt so weit, vorzugsweise wenigstens dreimal so weit, wie in radialer Richtung des Außenrotors. Die axiale Erstreckung einer der Blindtaschen, insbesondere jeder Blindtasche, kann von einem ersten Taschenende bis zu einem zweiten Taschenende wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, der axialen Erstreckung des Außenrotors von einer ersten Stirnseite des Außenrotors bis zu einer zweiten Stirnseite des Außenrotors entsprechen.
  • Eine der Blindtaschen, insbesondere jede der Blindtaschen, kann in Form einer Vertiefung, insbesondere in Form einer Aussparung, in der Umfangslagerwand und/oder in dem Außenrotor ausgebildet sein, die sich in axialer Richtung von der zweiten Stirnseite des Außenrotors in Richtung der ersten Stirnseite des Außenrotors erstreckt. Der Grund der Tasche, vorzugsweise der Grund jeder Blindtasche, kann einen Radius aufweisen. Der Radius des Grundes der einzelnen Tasche, insbesondere jeder Blindtasche, ist vorzugsweise kleiner als der Radius des Außenumfangs des Außenrotors und/oder des Innenumfangs der Umfangslagerwand.
  • In Bezug auf den Umfang des Außenrotors weisen die Blindtaschen in Umfangsrichtung des Außenrotors zusammen eine Erstreckung auf, welche wenigstens 20%, insbesondere wenigstens 25%, des Umfangs des Außenrotors entspricht. D.h. bevorzugt werden wenigstens 20% des Außenumfangs des Außenrotors, insbesondere wenigstens 25% des Außenumfangs des Außenrotors, von den Blindtaschen überlappt. In Bezug auf den Umfang des Außenrotors weisen die Blindtaschen in Umfangsrichtung des Außenrotors zusammen eine Erstreckung auf, welche maximal 50%, insbesondere maximal 60%, des Umfangs des Außenrotors entspricht. D.h. bevorzugt werden maximal 50% des Außenumfangs des Außenrotors, insbesondere maximal 60% des Außenumfangs des Außenrotors, von den Blindtaschen überlappt.
  • Insbesondere erstrecken sich vorzugsweise alle Blindtaschen in Umfangsrichtung des Außenrotors zusammengerechnet über mehr als 120°, insbesondere über mehr als 150°, des Außenumfangs des Außenrotors und/oder erstrecken sich vorzugsweise alle Blindtaschen in Umfangsrichtung des Außenrotors zusammengerechnet höchstens über 210°, insbesondere höchstens über 180°, des Außenumfangs des Außenrotors. Vorzugsweise erstreckt sich eine der Blindtaschen, insbesondere jede der Blindtaschen, in Umfangsrichtung über einen Bogenwinkel, der wenigstens so groß ist wie der Bogenwinkel einer Zahnlücke des Außenrotors auf dem Teilkreis des Außenrotors.
  • Bezogen auf den Durchmesser des Außenrotors weisen die Blindtaschen eine radiale Erstreckung auf, welche bevorzugt maximal 10% des Außendurchmessers des Außenrotors, insbesondere maximal 8% des Außendurchmessers des Außenrotors, entspricht.
  • Die Blindtaschen sind vorzugsweise im Bereich des Gleitkontakts von Außenrotor und Umfangslagerwand fluidisch voneinander getrennt. Vorzugsweise sind die Blindtaschen im Bereich des Gleitkontakts von Außenrotor und Umfangslagerwand in jeder Drehposition des Außenrotors fluidisch voneinander getrennt. Der Gleitkontakt kann insofern auch als Dichtkontakt angesehen werden. Wenn im Zuge der Anmeldung davon gesprochen wird, dass die Blindtaschen fluidisch voneinander getrennt sind, bedeutet dies insbesondere, dass kein Fluidstrom von einer Blindtasche zu einer der anderen Blindtaschen auftritt. Natürliche, insbesondere unvermeidbare, Leckagen durch Rotation des Außenrotors sind davon nicht umfasst. So wird insbesondere kein Fluid, beispielsweise durch eine Zuleitung, in den Gleitkontakt zwischen Umfangslagerwand und Außenrotor bewusst zugeführt.
  • In bevorzugten Ausführungen erstreckt sich der Außenrotor im Gleitkontakt mit der Umfangslagerwand in Richtung der ersten Stirnseite des Außenrotors axial über wenigstens eine der Blindtaschen, vorzugsweise axial über jede der Blindtaschen, hinaus. Dies bedeutet, dass die Erstreckung des Außenrotors in axialer Richtung größer sein kann als die axiale Erstreckung der einen Blindtasche, insbesondere größer sein kann als die axiale Erstreckung jeder Tasche. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Umfangslagerwand im Gleitkontakt mit dem Außenrotor in Richtung der ersten Stirnseite des Außenrotors axial über wenigstens eine der Blindtaschen, vorzugsweise axial über jede der Blindtaschen, hinaus erstrecken. Dies bedeutet, dass die Erstreckung der Umfangslagerwand in axialer Richtung größer sein kann als die axiale Erstreckung der einen Blindtasche, insbesondere größer sein kann als die axiale Erstreckung jeder Tasche.
  • Wenn sich der Außenrotor und/oder die Umfangslagerwand im Gleitkontakt in Richtung der ersten Stirnseite des Außenrotors axial über wenigstens eine der Blindtaschen, vorzugsweise über jede der Blindtaschen, hinaus erstrecken/erstreckt, endet die Blindtasche, insbesondere jede Blindtasche, im Bereich der im Gleitkontakt befindlichen Außenumfangsfläche des Außenrotors bzw. der im Gleitkontakt befindlichen Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand sackförmig. Auf diese Weise kann die eine Blindtasche, insbesondere jede der Blindtaschen, von der oder den anderen Blindtaschen fluidisch getrennt sein, insbesondere im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors.
  • Vorzugsweise umgibt die Umfangslagerwand den Außenrotor im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors in einem Gleitkontakt. Insbesondere befindet sich die Außenumfangsfläche des Außenrotors mit der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors über den gesamten Außenumfang des Außenrotors bzw. den gesamten Innenumfang der Umfangslagerwand in einem Gleitkontakt.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Gleitkontakt von Außenumfangsfläche des Außenrotors und Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors über 360°, so dass zwischen Außenumfangsfläche des Außenrotors und Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors ein radialer Dichtspalt ausgebildet wird. Der radiale Dichtspalt erstreckt sich in axialer Richtung des Außenrotors vorzugsweise wenigstens über 10%, insbesondere über wenigstens 15%, der axialen Abmessung des Außenrotors von seiner ersten Stirnseite bis zu seiner zweiten Stirnseite.
  • Der radiale Dichtspalt zwischen der Umfangslagerwand und dem Außenrotor wird im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors vorzugsweise durch maximal eine, insbesondere durch keine der Blindtaschen, unterbrochen. Der radiale Dichtspalt dient bevorzugt dazu, eine Fluidverbindung zwischen den Blindtaschen im Bereich der ersten Stirnseite des Außenrotors zu verhindern.
  • Bevorzugt läuft eine Blindtasche, vorzugsweise jede der Blindtaschen, an der zweiten Stirnseite des Außenrotors an der Umfangslagerwand und/oder an dem Außenrotor axial offen aus. D. h. eine der Blindtaschen, vorzugsweise jede der Blindtaschen, weist im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors ein zweites Taschenende auf, welches vorzugsweise offen ausgebildet ist. Der Außenrotor und/oder die Umfangslagerwand erstrecken/erstreckt sich im Gleitkontakt in Richtung der zweiten Stirnseite des Außenrotors axial vorzugsweise nicht über wenigstens eine der Blindtaschen, vorzugsweise jede der Blindtaschen, hinaus.
  • Die Umfangslagerwand und der Außenrotor können die jeweilige Blindtasche, vorzugsweise jede der Blindtaschen, am offen auslaufenden Ende im Gleitkontakt, insbesondere im radialen Gleitkontakt, von den übrigen Blindtaschen fluidisch trennen. Die Außenumfangsfläche des Außenrotors hat im Bereich der Blindtaschen mit der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand bevorzugt keinen Kontakt, während die Außenumfangsfläche des Außenrotors und die Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand im Bereich zwischen den Blindtaschen einen Gleitkontakt, vorzugsweise einen Dichtkontakt, aufweisen.
  • Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusedeckel, welcher die Förderkammer an der zweiten Stirnseite des Außenrotors axial begrenzt und an der Umfangslagerwand mit einem axialen Dichtkontakt anliegt. Insbesondere kann der Gehäusedeckel mit der Umfangslagerwand einen axialen Dichtspalt bilden. Vorzugsweise ist der axiale Dichtkontakt zwischen Gehäusedeckel und Umfangslagerwand in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand über den kompletten Umfang der Umfangslagerwand ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der axiale Dichtkontakt zwischen der Umfangslagerwand und dem Gehäusedeckel, insbesondere zwischen der im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors ausgebildeten Stirnfläche der Umfangslagerwand und der der Umfangslagerwand zugewandten Stirnseite des Gehäusedeckels, im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors über 360° des Außenumfangs der Umfangslagerwand. Auf diese Weise können die Blindtaschen im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors fluidisch voneinander getrennt werden. Vorzugsweise sind die Blindtaschen, für den Fall, dass die Blindtaschen im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors ein offen auslaufendes Ende aufweisen, im Bereich des zweiten Taschenendes durch den axialen Dichtkontakt, insbesondere durch den axialen Dichtspalt, fluidisch voneinander getrennt.
  • Der Gehäusedeckel kann an dem Außenrotor mit einem axial dichtenden Gleitkontakt anliegen. Besonders bevorzugt weisen die zweite Stirnseite des Außenrotors und der Gehäusedeckel, insbesondere eine dem Außenrotor zugewandte Stirnfläche des Gehäusedeckels, einen axialen Dichtspalt auf. Der Gehäusedeckel liegt vorzugsweise in einem axialen Gleitkontakt, insbesondere in einem axialen Dichtkontakt, an dem Außenrotor an. Der axiale Dichtspalt zwischen dem Gehäusedeckel und der Umfangslagerwand kann kleiner sein als der axiale Dichtspalt zwischen dem Gehäusedeckel und dem Außenrotor.
  • Vorzugsweise ist der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel und Außenrotor in Umfangsrichtung des Außenrotors über den kompletten Umfang des Außenrotors ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der axiale Dichtspalt zwischen der zweiten Stirnseite des Außenrotors und Gehäusedeckel, insbesondere zwischen der zweiten Stirnseite des Außenrotors und der dem Außenrotor zugewandten Stirnseite des Gehäusedeckels, im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors über 360° des Außenumfangs des Außenrotors. Auf diese Weise können die Blindtaschen im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors fluidisch voneinander getrennt werden. Bevorzugt sind die Blindtaschen für den Fall, dass die Blindtaschen im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors ein offen auslaufendes Ende aufweisen, im Bereich des zweiten Taschenendes durch den axialen Dichtspalt fluidisch voneinander getrennt.
  • Der Außenrotor kann an seiner ersten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands einen Kantenbruch aufweisen. Bei einem Kantenbruch handelt es sich bevorzugt um eine Abtragung von Kantenmaterial, d. h. der Umfangsaußenrand des Außenrotors ist an der ersten Stirnseite bevorzugt nicht scharfkantig ausgebildet. Der Kantenbruch kann abrundet sein, d.h. einen Radius aufweisen. Vorzugsweise ist der Kantenbruch über die gesamte Länge des Umfangsaußenrands ausgebildet. Vorzugsweise misst der Kantenbruch in radialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm. Vorzugsweise misst der Kantenbruch in axialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm.
  • Der Kantenbruch, insbesondere die Rotorfase, kann beim Herstellen des Außenrotors, insbesondere beim Urformen des Außenrotors, hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Außenrotor in einem Verfahren der Urformung, beispielsweise durch Sintern oder Gießen, hergestellt. Der Kantenbruch, insbesondere die Rotorfase, kann in alternativen Ausführungen nachträglich durch Entgraten der Umfangsaußenkante, beispielsweise durch Bürsten, Schleifen oder Feilen, gebildet werden.
  • Besonders bevorzugt weist der Außenrotor an seiner ersten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands eine Rotorfase auf. Unter einer Fase im Sinne der Anmeldung wird vorzugsweise ein Kantenbruch in Form einer maßlich in Breite und Winkel definierten, abgeschrägten, insbesondere ebenen, Fläche verstanden. Die abgeschrägte Fläche ist dabei vorzugsweise ausschließlich in Umfangsrichtung des Außenrotors gekrümmt.
  • Die abgeschrägte Fläche, insbesondere die Rotorfase, kann vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors ausgebildet sein. In alternativen Ausführungen kann die abgeschrägte Fläche, insbesondere die Rotorfase, auch in einem Winkel von 60° zur Axialrichtung des Außenrotors ausgebildet sein. Die Rotorfase kann in jedem anderen Winkel größer 0° und kleiner 90° zur Axialrichtung des Außenrotors ausgebildet sein. Vorzugsweise misst die Rotorfase in radialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm. Vorzugsweise misst die Rotorfase in axialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm. Insbesondere misst die Rotorfase in radialer und axialer Richtung wenigstens 300 µm bei einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors.
  • Die Umfangslagerwand kann an der ersten Stirnseite des Außenrotors, d.h. auf der axialen Seite der ersten Stirnseite des Außenrotors, längs ihres Umfangsinnenrands einen Innenkantenübergang aufweisen. Bei einem Innenkantenübergang handelt es sich bevorzugt um einen Überhang von Material, d. h. der Umfangsinnenrand der Umfangslagerwand ist an der ersten Stirnseite des Außenrotors bevorzugt nicht scharfkantig ausgebildet. Der Innenkantenübergang kann abgerundet sein, d. h. einen Radius aufweisen. Vorzugsweise ist der Innenkantenübergang über die gesamte Länge des Umfangsinnenrands ausgebildet. Insbesondere für den Fall, dass die Umfangslagerwand mit einer Stirnwand des Gehäuses einstückig ausgebildet ist, ist der Innenkantenübergang entlang der Innenkante zwischen Stirnwand und Umfangslagerwand ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt weist die Umfangslagerwand an der ersten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands einen Innenkantengrat auf. Unter einem Innenkantengrat im Sinne der Anmeldung wird vorzugsweise ein Innenkantenübergang in Form einer maßlich in Breite und Winkel definierten, abgeschrägten, insbesondere ebenen, Fläche verstanden. Die abgeschrägte Fläche ist dabei vorzugsweise ausschließlich in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand gekrümmt.
  • Der Innenkantenübergang, insbesondere der Innenkantengrat, kann beim Herstellen der Umfangslagerwand, insbesondere beim Urformen der Umfangslagerwand, hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Umfangslagerwand als Teil des Gehäusetopfes in einem Verfahren der Urformung, beispielsweise durch Sintern oder Gießen, hergestellt. Der Innenkantenübergang, insbesondere der Innenkantengrat, wird vorzugsweise in einem nachgelagerten Fertigungsschritt bei der Nachbearbeitung der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand, beispielsweise durch Fräsen, Schleifen oder Honen, gebildet.
  • Die abgeschrägte Fläche, insbesondere der Innenkantengrat, kann vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors bzw. der Umfangslagerwand ausgebildet sein. In alternativen Ausführungen kann die abgeschrägte Fläche, insbesondere der Innenkantengrat, auch in einem Winkel von 60° zur Axialrichtung des Außenrotors bzw. der Umfangslagerwand ausgebildet sein. Der Innenkantengrat kann in jedem anderen Winkel größer 0° und kleiner 90° zur Axialrichtung des Außenrotors bzw. der Umfangslagerwand ausgebildet sein. Vorzugsweise misst der Innenkantengrat in radialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder 500 µm. Vorzugsweise misst der Innenkantengrat in axialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm. Insbesondere misst der Innenkantengrat in radialer und axialer Richtung wenigstens 300 µm bei einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors.
  • In besonders bevorzugten Ausführungen weist der Außenrotor einen Kantenbruch und die Umfangslagerwand einen Innenkantenübergang auf, und der Kantenbruch des Außenrotors überlappt mit dem Innenkantenübergang der Umfangslagerwand. D.h. besonders bevorzugt ist der Innenkantenübergang entsprechend dem Kantenbruch ausgebildet. Der Innenkantenübergang bildet sozusagen einen Abdruck bzw. ein Negativ des Kantenbruchs. Der Innenkantenübergang weist bevorzugt den selben Radius oder Winkel wie der Kantenbruch auf. Handelt es sich bei dem Innenkantenübergang um einen Innenkantengrat, ist der Kantenbruch bevorzugt in Form einer Rotorfase ausgebildet, wobei der Winkel zur Axialrichtung des Außenrotors und die Erstreckung in axialer Richtung des Innenkantengrats gleich dem Winkel zur Axialrichtung des Außenrotors und der Erstreckung in axialer Richtung der Rotorfase sind.
  • Besonders bevorzugt ist der Kantenbruch eine Rotorfase, die in radialer Richtung wenigstens 300 µm und in axialer Richtung wenigstens 300 µm bei einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors misst, und der Innenkantenübergang ein Innenkantengrat, der in radialer Richtung wenigstens 300 µm und in axialer Richtung wenigstens 300 µm bei einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors misst.
  • In bevorzugten Ausführungen weist die Umfangslagerwand an der zweiten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands und/oder der Außenrotor an seiner zweiten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands keinen Kantenbruch oder nur einen kleinen zweiten Kantenbruch auf. In Fällen, in denen die Umfangslagerwand an der zweiten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands und/oder der Außenrotor an seiner zweiten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands keinen Kantenbruch aufweisen/aufweist, ist die Kante längs des Umfangsinnenrands der Umfangslagerwand und/oder längs des Umfangsaußenrands des Außenrotors scharfkantig ausgebildet.
  • In Fällen, in denen die Umfangslagerwand an der zweiten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands und/oder der Außenrotor an seiner zweiten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands keinen Kantenbruch oder nur einen kleinen zweiten Kantenbruch aufweisen/aufweist, kann wenigstens eine der Blindtaschen, vorzugsweise jede der Blindtaschen, an der zweiten Stirnseite des Außenrotors an der Umfangslagerwand und/oder an dem Außenrotor axial offen auslaufen. In diesem Fall sorgt der fehlende Kantenbruch oder der kleine zweite Kantenbruch längs des Umfangsinnenrands der Umfangslagerwand und/oder längs des Umfangsaußenrands des Außenrotors dafür, dass die Blindtaschen im Bereich der zweiten Stirnseite des Außenrotors längs des Umfangsinnenrands der Umfangslagerwand und/oder längs des Umfangsaußenrands des Außenrotors keine fluidische Verbindung, insbesondere in Form eines Fluidstroms, aufweisen. Der kleine zweite Kantenbruch, falls vorhanden, längs des Umfangsinnenrands der Umfangslagerwand und/oder längs des Umfangsaußenrands des Außenrotors ist bevorzugt so klein, dass sich kein Fluidstrom zwischen den einzelnen Blindtaschen ausbilden kann.
  • Unter einem sehr kleinen zweiten Kantenbruch wird insbesondere das Entgraten längs des Umfangsinnenrands der Umfangslagerwand und/oder längs des Umfangsaußenrands des Außenrotors verstanden, insbesondere das Entgraten durch Bürsten, Feilen oder Schleifen. Das bedeutet, wenn von einem kleinen zweiten Kantenbruch die Rede ist, dann ist dieser das Ergebnis einer entgratenden Maßnahme, jedoch keine maßlich in Breite und Winkel definierte Abschrägung. Das bedeutet, der kleine zweite Kantenbruch, falls vorhanden, ist keine Fase mit maßlich in Breite und Winkel definierter Abschrägung. Bevorzugt weist der kleine zweite Kantenbruch in axialer Richtung eine maximale Erstreckung von 100 µm auf. Insbesondere weist der kleine zweite Kantenbruch in radialer Richtung eine maximale Erstreckung von 100 µm auf.
  • Der Außenrotor kann an seiner ersten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands einen Kantenbruch, insbesondere eine Rotorfase, und an seiner zweiten Stirnseite längs seines Umfangsaußenrands einen kleinen zweiten Kantenbruch aufweisen, wobei der Kantenbruch, insbesondere die Rotorfase, in axialer Richtung wenigstens dreimal so groß, insbesondere viermal so groß, ist wie der zweite Kantenbruch.
  • Die Umfangslagerwand kann an der ersten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands einen Innenkantenübergang, insbesondere einen Innenkantengrat, und an der zweiten Stirnseite des Außenrotors längs ihres Umfangsinnenrands einen kleinen Kantenbruch aufweisen, wobei der Innenkantenübergang, insbesondere der Innenkantengrat, in radialer Richtung wenigstens dreimal so groß, insbesondere viermal so groß, ist wie der Kantenbruch der Außenumfangskante des Außenrotors an seiner ersten Stirnseite.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbarte Merkmale bilden die Gegenstände der Ansprüche und der vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter, beschränken die Erfindung aber nicht. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine Draufsicht auf den Förderraum der Rotationspumpe,
    Figur 2:
    einen Schnitt in Axialrichtung der Rotationspumpe mit Förderglied,
    Figur 3:
    eine Detailansicht des Schnitts aus Figur 2,
    Figur 4:
    einen axialen Schnitt durch den Außenrotors,
    Figur 5:
    eine Detailansicht des Axialschnitts aus Figur 4,
    Figur 6:
    eine Draufsicht auf den Förderraum der Rotationspumpe ohne Förderglied,
    Figur 7:
    einen axialen Schnitt durch die Rotationspumpe ohne Förderglied und
    Figur 8:
    eine Detailansicht des Axialschnitts aus Figur 7.
  • Alle Figuren zeigen eine Rotationspumpe sowie deren Bestandteile eines Ausführungsbeispiels. Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt und kann entsprechend den vorangegangenen Ausführungen ausgebildet sein.
  • Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf den Förderraum der Rotationspumpe, während Figur 2 einen Schnitt durch die Rotationspumpe nach Figur 1 in Axialrichtung der Rotationspumpe zeigt. Figur 3 zeigt eine Detailansicht der Figur 2. Die Figuren 6-8 zeigen die Rotationspumpe der Figur 1, nur ohne das Förderglied 3, 4.
  • Die Rotationspumpe umfasst ein Gehäuse 1 mit einem Förderraum 5, den das Gehäuse 1 umgibt und an den Stirnseiten axial begrenzt. Wie insbesondere in den Figuren 2 und 7 zu sehen ist, umfasst das Gehäuse 1 einen Gehäusetopf 11 und einen Gehäusedeckel 12. Der Gehäusedeckel 12 begrenzt den Förderraum in axialer Richtung, während der Gehäusetopf 11 den Förderraum in radialer Richtung umgibt und auf der dem Gehäusedeckel 12 abgewandten Seite axial begrenzt. Der Förderraum 5 weist auf einer Niederdruckseite der Rotationspumpe einen Einlass 6 für ein Fluid und auf der Hochdruckseite der Pumpe einen Auslass 7 für das Fluid auf.
  • In dem Förderraum 5 ist ein Förderglied ausgebildet, welches das Fluid von der Niederdruckseite der Rotationspumpe, insbesondere von dem Einlass 6, zu der Hochdruckseite der Rotationspumpe, insbesondere dem Auslass 7, fördert. Die Rotationspumpe ist als Innenzahnradpumpe bzw. Gerotorpumpe ausgebildet. Das Förderglied umfasst einen Außenrotor 3 und einen Innenrotor 4, wobei der Außenrotor 3 durch einen innenverzahnten Zahnring und der Innenrotor 4 durch ein außenverzahntes Zahnrad ausgebildet ist und die Zähne des Innenrotors 4 mit den Zähnen des Außenrotors 3 durch die Drehung der beiden Rotoren in einen Eingriff gelangen können. Der Innenrotor 4 weist vorzugsweise einen Zahn weniger auf als der Außenrotor 3. Im Ausführungsbeispiel weist der Außenrotor 3 fünf Zähne und der Innenrotor 4 vier Zähne auf, wobei die Anzahl der einzelnen Zähne nur beispielhaft ist und variieren kann.
  • Durch den Eingriff des Innenrotors 4 mit dem Außenrotor 3 bilden die beiden Rotoren Förderzellen aus, welche ihr Volumen in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 mit Drehung der beiden Rotoren ändern können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Innenrotor 4, wie in Figur 2 offenbart wird, durch ein Antriebsmittel, insbesondere eine Antriebswelle, angetrieben. Der Innenrotor 4 ist drehbar um die Pumpendrehachse R4 gelagert und treibt den Außenrotor 3, insbesondere durch den Eingriff der einzelnen Zähne miteinander, an. Vorzugsweise wird der Innenrotor 4 mittels eines Elektromotors angetrieben. In alternativen Ausführungen kann der Innenrotor 4 beispielsweise auch durch das zu versorgende Aggregat angetrieben werden. Des Weiteren kann in alternativen Ausführungen auch der Außenrotor 3 mittels eines Antriebsmittels angetrieben werden, wobei der Innenrotor 4 über den Außenrotor 3 angetrieben wird.
  • Die Pumpendrehachse R4 des Innenrotors 4 ist zu der Pumpendrehachse R3 des Außenrotors 3 exzentrisch ausgebildet, d.h. die Pumpendrehachse R4 des Innenrotors 4 und die Pumpendrehachse R3 des Außenrotors 3 weisen einen Versatz auf. Die Exzentrizität der Pumpendrehachse R3 des Außenrotors 3 und der Pumpendrehachse R4 des Innenrotors 4 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konstant, kann in alternativen Ausführungen jedoch auch veränderlich sein. Bei einer variablen Exzentrizität der beiden Pumpendrehachsen kann diese, beispielsweise in Abhängigkeit des Betriebszustands der Rotationspumpe, geändert, insbesondere gesteuert, werden.
  • Der Gehäusetopf 11 bildet eine Umfangslagerwand 2, die den Außenrotor 3 umgibt und um die Pumpendrehachse R3 drehbar in einem Gleitkontakt lagert. In alternativen Ausführungen kann die Umfangslagerwand 2 beispielsweise auch durch einen separaten in den Förderraum 5 eingelegten Ring gebildet sein. Wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt, ist die Umfangslagerwand 2 mit dem Gehäusetopf 11, insbesondere einer Stirnwand des Gehäusetopfs 11, einstückig, insbesondere in einem Verfahren der Urformung, ausgebildet.
  • Wie in Figur 1 zu sehen ist, weist die Umfangslagerwand 2 mehrere zum Außenrotor 3 radial offene Blindtaschen 21, 22, 23, 24 auf, die im Bereich des Gleitkontakts von Außenrotor 3 und Umfangslagerwand 2 fluidisch voneinander getrennt sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst die Rotationspumpe vier Blindtaschen 21, 22, 23, 24, die in der Umfangslagerwand 2 ausgebildet sind. In alternativen Ausführungen kann die Anzahl der Blindtaschen variieren und soll nicht auf vier Blindtaschen beschränkt sein. Die Blindtaschen sind dabei in jeder Drehposition des Außenrotors 3 fluidisch voneinander getrennt. D. h. unabhängig von der Drehwinkelposition des Außenrotors 3 sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich des radialen Gleitkontakts von Außenrotor 3 und Umfangslagerwand 2 fluidisch voneinander getrennt.
  • In alternativen Ausführungen sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 in dem Außenrotor 3 und in Richtung der Umfangslagerwand 2 radial offen ausgebildet. Auch für den Fall, dass die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 in dem Außenrotor 3 ausgebildet sind, sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich des radialen Gleitkontakts von Außenrotor 3 und Umfangslagerwand 2 unabhängig von der Drehwinkelposition des Außenrotors 3 fluidisch voneinander getrennt.
  • Die Umfangslagerwand 2 umgibt den Außenrotor 3 im Bereich einer ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 in einem radialen Gleitkontakt. Insbesondere befindet sich die Außenumfangsfläche des Außenrotors 3 mit der Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand 2 im Bereich der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 über den gesamten Außenumfang des Außenrotors 3 bzw. den gesamten Innenumfang der Umfangslagerwand 2 in einem Gleitkontakt, um einen radialen Dichtspalt zu bilden. Der radiale Dichtspalt erstreckt sich in axialer Richtung des Außenrotors 3 wenigstens über 10%, insbesondere über wenigstens 15%, der axialen Abmessung des Außenrotors 3 von seiner ersten Stirnseite 31 bis zu seiner zweiten Stirnseite 32.
  • Wie in Figur 1 und Figur 6 zu sehen ist, sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 über den Umfang des Außenrotors 3 in Bezug auf die Umfangsrichtung in einer asymmetrischen Verteilung angeordnet. Insbesondere haben die Blindtaschen 22 und 23 über den Umfang des Außenrotors 3 in Bezug auf die Umfangsrichtung einen Abstand zueinander, welcher größer ist als die übrigen Abstände zwischen den einzelnen Blindtaschen. So ist beispielsweise der Abstand zwischen der Blindtasche 23 und der Blindtasche 24 kleiner als der Abstand zwischen den Blindtaschen 22 und 23.
  • Wie insbesondere aus der Figur 6 ersichtlich wird, können die Blindtaschen 23 und 24 in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 bzw. in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand 2 über mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Auslass 7 überlappen. Insbesondere überlappen die Blindtaschen 23 und 24 in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand 2 vollständig mit dem Auslass 7. Des Weiteren können die Blindtaschen 21 und 22 in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 bzw. in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand 2 über mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Einlass 6 überlappen. Insbesondere überlappen die Blindtaschen 21 und 22 in Umfangsrichtung der Umfangslagerwand 2 vollständig mit dem Einlass 6.
  • Wie in den Figuren 2 und 6 offenbart, weist die Rotationspumpe vier Blindtaschen 21, 22, 23, 24 auf, welche bezüglich des Innendurchmessers d der Umfangslagerwand 2 und/oder des Außendurchmessers D des Außenrotors 3 spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Dabei bilden jeweils die Blindtaschen 21 und 22 ein erstes Taschenpaar und die Blindtaschen 23 und 24 ein zweites Taschenpaar, wobei die beiden Taschenpaare bezüglich des Innendurchmessers d der Umfangslagerwand 2 und/oder des Außendurchmessers D des Außenrotors 3 spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Die Symmetrieachse bzw. der Innendurchmesser d der Umfangslagerwand 2 und/oder der Außendurchmesser D des Außenrotors 3 sind in Figur 6 als gestrichelter Doppelpfeil eingezeichnet. Die Blindtaschen 21, 22 des ersten Taschenpaars überlappen dabei mit mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Einlass 6 und die Blindtaschen 23, 24 des zweiten Taschenpaares überlappen mit mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung nur mit dem Auslass 7.
  • Bevorzugt erstrecken sich die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 wenigstens doppelt so weit, vorzugsweise wenigstens dreimal so weit, wie in radialer Richtung des Außenrotors 3. Wie insbesondere anhand der Figuren 3 und 8 am Beispiel der Blindtasche 24 erkennbar ist, kann die axiale Erstreckung der Blindtaschen 21, 22, 23, 24 von einem ersten Taschenende 24a bis zu einem zweiten Taschenende 24b wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, der axialen Erstreckung des Außenrotors 3 von einer ersten Stirnseite 31 bis zu einer zweiten Stirnseite 32 entsprechen.
  • In Bezug auf den Umfang des Außenrotors 3 weisen die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 zusammen eine Erstreckung auf, welche wenigstens 20%, insbesondere wenigstens 25%, des Umfangs des Außenrotors 3 entspricht. D.h. bevorzugt werden wenigstens 20% des Außenumfangs des Außenrotors 3, insbesondere wenigstens 25% des Außenumfangs des Außenrotors 3, von den Blindtaschen 21, 22, 23, 24 überlappt.
  • Bezogen auf den Außendurchmesser D des Außenrotors 3 weisen die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 eine radiale Erstreckung auf, welche bevorzugt maximal 10% des Außendurchmessers D des Außenrotors 3, insbesondere maximal 8% des Außendurchmessers D des Außenrotors 3, entspricht.
  • Wie insbesondere anhand der Figuren 3 und 8 anhand der Blindtasche 24 erkennbar ist, erstreckt sich der Außenrotor 3 im Gleitkontakt in Richtung seiner ersten Stirnseite 31 axial über die Blindtasche 24 hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich der Außenrotor 3 im Gleitkontakt in Richtung seiner ersten Stirnseite 31 axial über jede der Blindtaschen 21, 22, 23, 24 hinaus. Gemäß dem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Außenrotor 3 in axialer Richtung weiter als die Blindtaschen 21, 22, 23, 24.
  • Auch die Umfangslagerwand 2 erstreckt sich im Gleitkontakt in Richtung der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 axial über die Blindtasche 24 hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich die Umfangslagerwand 2 im Gleitkontakt in Richtung der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 axial über jede der Blindtaschen 21, 22, 23, 24 hinaus. Wie insbesondere in Figur 3 zu sehen ist, weisen die Umfangslagerwand 2 und der Außenrotor 3 die gleiche axiale Erstreckung auf. Die Blindtasche 24 indes weist eine axiale Erstreckung auf, die kleiner ist als die axiale Erstreckung der Umfangslagerwand 2 und des Außenrotors 3.
  • Dadurch, dass sich der Außenrotor 3 und die Umfangslagerwand 2 im Gleitkontakt in Richtung einer ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 axial über die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 hinaus erstrecken, enden die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich der im Gleitkontakt befindlichen Außenumfangsfläche des Außenrotors 3 bzw. der im Gleitkontakt befindlichen Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand 2 sackförmig. Des Weiteren bilden der Außenrotor 3 und die Umfangslagerwand 2 im Bereich der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 einen radialen Dichtspalt. Der radiale Dichtspalt wird durch keine der Blindtaschen 21, 22, 23, 24 durchbrochen. Auf diese Weise sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 fluidisch voneinander getrennt.
  • Im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 läuft die Blindtasche 24, vorzugsweise jede der Blindtaschen 21, 22, 23, 24 an der Umfangslagerwand 2 axial offen aus. D. h. die Blindtasche 24, vorzugsweise jede der Blindtaschen 21, 22, 23, 24, weist im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 ein zweites Taschenende 24b auf, welches offen ausgebildet ist.
  • Der Außenrotor 3 und die Umfangslagerwand 2 erstrecken sich im Gleitkontakt in Richtung der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 axial nicht über die Blindtasche 24, vorzugsweise jede der Blindtaschen 21, 22, 23, 24, hinaus. Die Umfangslagerwand 2 und der Außenrotor 3 trennen die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 am offen auslaufenden Ende 24b im Gleitkontakt zwischen den einzelnen Blindtaschen 21, 22, 23, 24 untereinander fluidisch.
  • Des Weiteren liegt der Gehäusedeckel 12, welcher die Förderkammer 5 an der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 axial begrenzt, an der Umfangslagerwand 2 mit einem axialen Dichtkontakt an und bildet mit der Umfangslagerwand 2 einen axialen Dichtspalt. Der Gehäusedeckel 12 liegt in einem axialen Gleitkontakt an dem Außenrotor 3 an. Insbesondere weisen die zweite Stirnseite 32 des Außenrotors 3 und der Gehäusedeckel 12 einen axialen Dichtspalt auf. Der Gehäusedeckel 12 liegt in einem axialen Gleitkontakt, insbesondere einem axialen Dichtkontakt, an dem Außenrotor 3 an. Der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Umfangslagerwand 2 ist dabei kleiner als der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Außenrotor 3.
  • Der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Umfangslagerwand 2 ist in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 über den kompletten Umfang der Umfangslagerwand 2 ausgebildet. Auf diese Weise sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 durch die Umfangslagerwand 2 und den Gehäusedeckel 12 fluidisch voneinander getrennt.
  • Der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Außenrotor 3 ist in Umfangsrichtung des Außenrotors 3 über den kompletten Umfang des Außenrotors 3 ausgebildet. Der axiale Dichtspalt erstreckt sich zwischen der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 und dem Gehäusedeckel 12. Auf diese Weise sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 fluidisch voneinander getrennt. Insbesondere da die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 ein offen auslaufendes Taschenende 24b aufweisen, sind die Blindtasche 21, 22, 23, 24 im Bereich des zweiten Taschenendes 24b durch den axialen Dichtspalt fluidisch voneinander getrennt. Insbesondere sind die Blindtaschen 21, 22, 23, 24 durch den axialen Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Umfangslagerwand 2 und den axialen Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel 12 und Außenrotor 3 im Bereich der zweiten Stirnseite 32 des Außenrotors 3 fluidisch voneinander getrennt.
  • Wie insbesondere die Figuren 4 und 5 zeigen, weist der Außenrotor 3 an seiner ersten Stirnseite 31 längs seines Umfangsaußenrands einen Kantenbruch 31a auf. Wie insbesondere aus der Figur 5 hervorgeht, ist der Kantenbruch 31a gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Rotorfase ausgebildet. Die Rotorfase weist dabei vorzugsweise einen Winkel von 45° auf und erstreckt sich in radialer und axialer Richtung wenigstens 300 µm weit. In alternativen Ausführungen kann die Rotorfase auch einen anderen Winkel, beispielsweise einen Winkel von 60°, aufweisen. Insbesondere weist der Außenrotor 3 an seiner ersten Stirnseite 31 längs seines Umfangsaußenrands keinen scharfkantigen Übergang zwischen erster Stirnseite 31 und Umfangsaußenfläche auf.
  • Wie insbesondere in Figur 8 offenbart, weist die Umfangslagerwand 2 an der ersten Stirnseite 32 des Außenrotors 3, d.h. auf der axialen Seite der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3, längs ihres Umfangsinnenrands einen Innenkantenübergang 2a auf. Der Innenkantenübergang 2a kann abgerundet sein, d. h. einen Radius aufweisen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Innenkantenübergang 2a über die gesamte Länge des Umfangsinnenrands in Form eines Innenkantengrats ausgebildet. Die Umfangslagerwand 2 ist mit der der ersten Stirnseite 31 des Außenrotors 3 zugewandten Stirnwand des Gehäuses 1, insbesondere des Gehäusetopfs 11, einstückig ausgebildet, und der Innenkantenübergang 2a ist entlang der Innenkante zwischen Stirnwand und Umfangslagerwand 2 ausgebildet.
  • Der Innenkantenübergang ist vorzugsweise ein Innenkantengrat, welcher in radialer und axialer Richtung wenigstens 300 µm misst. Dabei weist der Innenkantengrat einen Winkel von 45° zur Axialrichtung des Außenrotors 3 auf.
  • Der Innenkantengrat und die Rotorfase 31a überlappen im eingebauten Zustand des Außenrotors 3 einander. D.h. der Innenkantengrat ist bezüglich der Abmessungen und Winkel entsprechend der Rotorfase ausgebildet, und/oder die Rotorfase 31a ist bezüglich der Abmessungen und Winkel entsprechend dem Innenkantengrat ausgebildet. Der Außenrotor 3 bildet im Bereich der Rotorfase 31a mit der Umfangslagerwand 2 vorzugsweise einen Gleitkontakt.
  • Der Außenrotor 3 weist an seiner zweiten Stirnseite 32 keinen Kantenbruch auf bzw. nur einen kleinen zweiten Kantenbruch 32a. Der kleine zweite Kantenbruch 32a erstreckt sich in radialer und axialer Richtung maximal 100 µm weit. Vorzugsweise ist die Außenumfangskante 32a des Außenrotors 3 an seiner zweiten Stirnseite 32 scharfkantig ausgebildet.
  • Für den Fall, dass der Außenrotor 3 an seiner Außenumfangskante der zweiten Stirnseite 32 einen zweiten kleinen Kantenbruch 32a aufweist, entspricht dieser maximal einem Drittel des ersten Kantenbruchs 31a.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäuse
    11
    Gehäusetopf
    12
    Gehäusedeckel
    2
    Umfangslagerwand
    2a
    Innenkantenübergang
    21
    Blindtasche
    22
    Blindtasche
    23
    Blindtasche
    24
    Blindtasche
    24a
    erstes Taschenende
    24b
    zweites Taschenende
    3
    Außenrotor
    31
    erste Stirnseite
    31a
    erster Kantenbruch
    32
    zweite Stirnseite
    32a
    zweiter Kantenbruch
    4
    Innenrotor
    5
    Förderraum
    6
    Einlass
    7
    Auslass
    d
    Innendurchmesser
    D
    Außendurchmesser
    R3
    Pumpendrehachse
    R4
    Pumpendrehachse Innenrotor

Claims (15)

  1. Rotationspumpe zur Förderung eines Fluids, wobei die Rotationspumpe Folgendes umfasst:
    - ein Gehäuse (1) mit einem Förderraum (5), den das Gehäuse (1) umgibt und an den Stirnseiten axial begrenzt und der einen Einlass (6) für das Fluid auf einer Niederdruckseite der Rotationspumpe und einen Auslass (7) für das Fluid auf einer Hochdruckseite der Rotationspumpe aufweist,
    - einen im Förderraum (5) drehbaren Innenrotor (4),
    - einen Außenrotor (3), der im Förderraum (5) um eine Pumpendrehachse (R3) drehbar ist und mit dem Innenrotor (4) Förderzellen bildet, und
    - eine vom Gehäuse (1) gebildete oder im Gehäuse (1) angeordnete Umfangslagerwand (2), die den Außenrotor (3) umgibt und um die Pumpendrehachse (R3) drehbar in einem radialen Gleitkontakt lagert,
    - wobei die Umfangslagerwand (2) mehrere zum Außenrotor (3) radial offene Blindtaschen (21, 22, 23, 24) und/oder der Außenrotor (3) mehrere zur Umfangslagerwand (2) radial offene Blindtaschen (21, 22, 23, 24) aufweist, die im Bereich des Gleitkontakts von Außenrotor (3) und Umfangslagerwand (2) fluidisch voneinander getrennt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Blindtaschen (21, 22, 23, 24) über den Umfang des Außenrotors (3) und/ oder über den Umfang der Umfangslagerwand (2) in Bezug auf die Umfangsrichtung in asymmetrischer Verteilung angeordnet sind, so dass wenigstens zwei benachbarte Blindtaschen über den Umfang des Außenrotors und/ oder über den Umfang der Umfangslagerwand in Bezug auf die Umfangsrichtung einen Abstand zueinander haben, welcher im Vergleich zu den übrigen Abständen zwischen den Blindtaschen verschieden ist.
  2. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich der Außenrotor (3) und/oder die Umfangslagerwand (2) im Gleitkontakt in Richtung einer ersten Stirnseite (31) des Außenrotors (3) axial über wenigstens eine der Blindtaschen (21, 22, 23, 24), vorzugsweise jede der Blindtaschen (21, 22, 23, 24), hinaus erstrecken/erstreckt, so dass die jeweilige Tasche (21, 22, 23, 24) im Bereich der im Gleitkontakt befindlichen Außenumfangsfläche des Außenrotors (3) bzw. der im Gleitkontakt befindlichen Innenumfangsfläche der Umfangslagerwand (2) an einem ersten Taschenende (24a) sackförmig endet und dadurch an der ersten Stirnseite (31) des Außenrotors (3) von der oder den anderen Blindtaschen fluidisch getrennt ist.
  3. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Blindtaschen (21, 22, 23, 24), vorzugsweise jede der Blindtaschen (21, 22, 23, 24), an einer zweiten Stirnseite (32) des Außenrotors (3) an der Umfangslagerwand (2) und/oder an dem Außenrotor (3) axial offen ausläuft.
  4. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Umfangslagerwand (2) und/oder der Außenrotor (3) die jeweilige Blindtasche (21, 22, 23, 24), vorzugsweise jede Blindtasche (21, 22, 23, 24), am offen auslaufenden Ende im Gleitkontakt von der oder den anderen Blindtaschen fluidisch trennen/trennt.
  5. Rotationspumpe nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) einen Gehäusedeckel (12) aufweist, der die Förderkammer (5) an der zweiten Stirnseite (32) des Außenrotors (3) axial begrenzt, und wobei der Gehäusedeckel (12) an der Umfangslagerwand (2) mit axialem Dichtkontakt und/oder der Gehäusedeckel (12) an dem Außenrotor (3) mit einem axial dichtenden Gleitkontakt anliegt.
  6. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) einen Gehäusedeckel (12) aufweist, der die Förderkammer (5) an der zweiten Stirnseite (32) des Außenrotors (3) axial begrenzt und mit der Umfangslagerwand (2) und dem Außenrotor (3) einen axialen Dichtspalt ausbildet, und wobei der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel (12) und Umfangslagerwand (2) kleiner ist als der axiale Dichtspalt zwischen Gehäusedeckel (12) und Außenrotor (3).
  7. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Außenrotor (3) an seiner ersten Stirnseite (31) längs seines Umfangsaußenrands einen Kantenbruch (31a), insbesondere eine Rotorfase, und/oder die Umfangslagerwand (2) an der ersten Stirnseite (31a) des Außenrotors (3) längs ihres Umfangsinnenrands einen Innenkantenübergang (2a), insbesondere einen Innenkantengrat, aufweisen oder aufweist.
  8. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kantenbruch (31a) am Außenrotor (3) mit dem Innenkantenübergang (2) an der Umfangslagerwand (2) überlappt.
  9. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umfangslagerwand (2) an der zweiten Stirnseite (32) des Außenrotors (3) längs ihres Umfangsinnenrands und/oder der Außenrotor (3) an seiner zweiten Stirnseite (32) längs seines Umfangsaußenrands keinen Kantenbruch oder nur einen kleinen zweiten Kantenbruch (32a), der sich in axialer und/oder radialer Richtung maximale 100 µm erstreckt, aufweisen/aufweist.
  10. Rotationspumpe nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenrotor (3) an seiner zweiten Stirnseite (32) längs seines Umfangsaußenrands einen zweiten Kantenbruch (32a) aufweist und der erste Kantenbruch (31a) in radialer und/oder axialer Richtung wenigstens dreimal so groß oder viermal so groß ist wie der zweite Kantenbruch (32a).
  11. Rotationspumpe nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenrotor (3) an seiner ersten Stirnseite (31) längs seines Umfangsaußenrands einen Kantenbruch (31a), insbesondere eine Rotorfase, aufweist und der Kantenbruch (31a) in radialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder 500 µm misst, und/oder wobei der Kantenbruch (31a) in axialer Richtung wenigstens 200 µm oder wenigstens 300 µm und/oder maximal 400 µm oder maximal 500 µm misst.
  12. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Blindtasche (21, 22, 23, 24) über mehr als 80% oder mehr als 90% ihrer Umfangserstreckung, bevorzugt über die gesamte Umfangserstreckung, entweder nur mit dem Einlass (6) oder nur mit dem Auslass (7) überlappt.
  13. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotationspumpe vier Blindtaschen (21, 22, 23, 24) umfasst und die Blindtaschen (21, 22, 23, 24) bezüglich eines Innendurchmessers (d) der Umfangslagerwand (2) und/oder eines Außendurchmessers (D) des Außenrotors (3) spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
  14. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Blindtaschen (21, 22, 23, 24) in Umfangsrichtung des Außenrotors (3) wenigstens doppelt so weit erstrecken, vorzugsweise wenigstens dreimal so weit, wie in radialer Richtung des Außenrotors (3).
  15. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die axiale Erstreckung der Blindtaschen (21, 22, 23, 24) von dem ersten Taschenende (24a) bis zu dem zweiten Taschenende (24b) wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, der axialen Erstreckung des Außenrotors (3) von der ersten Stirnseite (31) bis zu der zweiten Stirnseite (32) entspricht.
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