ROTORPUMPE

Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe mit einem einen Stator bildenden Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse drehbar gelagerten Rotor, und einem im Rotor im Wesentlichen radial versch.ieblich gelagerten Flügel, der mit wenigstens einer Flügelspitze an einer Innenumfangsfläche des Stators anliegt und dadurch einen Saugraum und einen Druckraum definiert.

Derartige Pumpen sind zum Beispiel aus der DE 10 2004 034 919 B3 bekannt. Sie werden unter anderem auch in Kraftfahrzeuge eingesetzt und unterliegen mitunter extremen Temperaturschwankungen. Werden derartige Pumpen insbesondere im Bereich der Abgasanlage, zum Beispiel neben dem Auspuffkrümmer montiert, dann werden diese Pumpen zusätzlich von außen erwärmt, so dass das Material der Pumpe nicht nur mechanischen, sondern auch extremen thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Dies muss bei der Auswahl des Materials für die Pumpe berücksichtigt werden. Obwohl Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufgrund der leichten Verarbeitbarkeit und des geringen Gewichts optimal für die Herstellung des Gehäuses der Pumpe wäre, kann dieses Material für derartig temperaturbelastete Pumpen nicht verwendet werden, da es diesen hohen Temperaturen von über 150°C bis 200°C nicht standhält. Am höchsten belastet wäre die Gleitfläche, an welcher die Spitze des Flügels entlang gleitet. Hier käme es zu einem nicht tolerierbaren Materialabtrag.

Die JP 59-180087, die als nächstliegender Stand der Technick angesehen wird, sowie die DE 197 10 976 offenbaren eine Flügelgellenpumpe, deren Stator von einem Stahlband gebildet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rotorpumpe bereitzustellen, welche auch erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden kann und dennoch einfach und preiswert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das den Stator bildende Metallband die Umfagswand eines Gehäusedeckels ist, der auf eine die Achse des Rotors aufnehmenden Gehäuseplatte aufgesetzt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Rotorpumpe besteht der Rotor, welcher die Lauffläche aufweist, an welcher die Flügelspitze entlang gleitet, aus einem Metallband, welches die geforderten Eigenschaften, zum Beispiel die geeignete Temperaturfestigkeit und/oder die erforderliche Abriebfestigkeit, aufweist. Es muss also nicht das gesamte Pumpengehäuse aus diesem Material hergestellt werden, sondern lediglich das Metallband. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass der Preis dieses Materials nur eine geringe Rolle spielt, da das eigentliche Gehäuse der Rotorpumpe aus dem herkömmlichen Material, zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, weiterhin auf einfache Weise hergestellt werden kann. So wird das Gehäuse oder zumindest ein Teil des Gehäuses weiterhin als Druckgussteil hergestellt. Liegen die Temperaturen noch in einem für Kunststoff vertretbaren Bereich, so kann das Gehäuse durchaus auch ein Spritzgussteil sein.

Erfindungsgemäß ist das Metallband die Umfangswand eines Gehäusedeckels, der auf eine die Achse des Rotors aufnehmenden Gehäuseplatte aufgesetzt ist. Dabei wird der Gehäusetopf zum Beispiel von einem Tiefziehteil gebildet. Der Gehäusetopf besteht aus dem temperaturfesten Material und weist die Lauffläche für die Metallspitze auf. Ein derartiger Gehäusetopf kann sehr präzise hergestellt werden und muss lediglich mit der aus dem herkömmlichen Material bestehenden Gehäuseplatte verbunden werden. Außerdem kann im Reparaturfalle der Gehäusetopf leicht gegen einen neuen Gehäusetopf ausgetauscht werden.

In bevorzugter Weise ist das Metallband ein Stahlband. Dieses Stahlband kann derart geformt werden, dass es die erforderliche Krümmung besitzt, wobei der in das Pumpengehäuse einzusetzende Abschnitt von einem Endlosstahlband abgeschnitten werden kann. Bei einem geschlossenen Ring sind die beiden Enden miteinander verschweißt, wohingegen bei einem offenen Ring die beiden Enden dichtend am Rotor anliegen.

Wie bereits erwähnt, besitzt das Metallband die gewünschte Krümmung, wobei es wenigstens abschnittsweise teilkreisförmig gebogen ist. Eine derartige Krümmung kann relativ einfach hergestellt werden, und genügt den Ansprüchen an eine einfache Rotorpumpe.

Sowohl bei einem als offenen Ring ausgebildeten Metallband, als auch bei einem geschlossen Ring besitzt das Metallband einen Dichtungsabschnitt zum Rotor, wodurch der Saugraum vom Druckraum getrennt und abgedichtet wird. Dabei können die freien Enden direkt oder über Dichtstücke am Rotor anliegen.

Eine Möglichkeit zum Schutz gegen Überhitzung besteht darin, dass zwischen dem Metallband und dem das Metallband umgebenden Gehäuseabschnitt Kühlkanäle vorgesehen sind, in welchem Kühlmittel umläuft. Dadurch wird zumindest die Lauffläche der Rotorpumpe gekühlt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten;

Figur 2

eine Draufsicht auf die Rotorpumpe gemäß Figur 1 mit abgenommenen Gehäusedeckel;

Figur 3

eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten; und

Figur 4

eine Draufsicht auf die Rotorpumpe gemäß Figur 3 mit abgenommenen Gehäusedeckel.

In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt eine Rotorpumpe bezeichnet, bei welcher das Gehäuse 12 aus einer Gehäuseplatte 14 und einem aufgesetzten, bei diesem Ausführungsbeispiel topfförmigen Gehäusedeckel 16 aufgebaut ist. Das Gehäuse 12 besitzt einen Sauganschluss 18, der in einen Innenraum 20 ausmündet, welcher einen Arbeitsraum 22 darstellt. Im Arbeitsraum 22 befindet sich ein insgesamt mit 24 bezeichneter Rotor, in welchem ein Flügel 26 orthogonal zur Drehachse 28 (Figur 2) verschieblich gelagert ist.

Hierfür weist der Rotor 24 eine Quernut 30 auf, in welcher der Flügel 26 geführt ist.

Wie aus Figur 2 deutlich erkennbar ist, berührt nicht nur der Rotor 24 eine Innenumfangsfläche 32 des Gehäusedeckels 16, sondern auch der Flügel 26, indem er mit seinen einander gegenüberliegenden Flügelspitzen 34 den Arbeitsraum 22 in einen Saugraum 36 und einen Druckraum 38 unterteilt. In der Figur 2 ist außerdem ein Auslass 40 dargestellt, in welchen das geförderte Fluid ausgestoßen wird.

Aus der Figur 1 ist deutlich erkennbar, dass der Gehäusedeckel 16 von einem Blechteil gebildet wird, welches zum Beispiel tiefgezogen ist und aus einem temperaturfesten Stahl besteht. Dieser Gehäusedeckel 16 besitzt einen umlaufenden nach außen abgekröpften Rand 42, welcher auf der Gehäuseplatte 14 aufsitzt und über welchen der Gehäusedeckel 16 mit der Gehäuseplatte 14 verbunden ist. Der Gehäusedeckel 16 besteht, wie bereits erwähnt, aus einem Stahlblech, wohingegen die Gehäuseplatte 14 zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung besteht. Die Temperaturbeständigkeit des Gehäusedeckels 16 ist daher höher als diejenige der Gehäuseplatte 14.

Ein Abschnitt des Gehäusedeckels 16 wird von einem ein Metallband 44 darstellenden Abschnitt gebildet, welcher als Stator 46 anzusehen ist und die Innenumfangsfläche 32 trägt. Dieses Metallband 44 dient nicht nur als Lauffläche für die Flügelspitzen 34, sondern an diesem Metallband 44, welches als geschlossener Ring anzusehen ist, liegt auch der Rotor 34 an und dichtet den Auslass 40 gegenüber dem Sauganschluss 18 und somit den Saugraum 36 gegenüber dem Druckraum 38 ab.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotorpumpe 10, wobei im Gehäuse 12 ebenfalls der Rotor 24 mit dem darin verschieblich gelagerten Flügel 26 angeordnet sind. Die topfförmige Gehäuseplatte 14 besitzt einen in Richtung der Drehachse 28 und in Richtung auf den Gehäusedeckel 16 hochgezogenen Rand 48, an dessen Innenseite das Metallband 44 anliegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gehäusedeckel 16 scheibenförmig ausgebildet. Das Metallband 44 ist also in die Gehäuseplatte 14 eingesetzt, insbesondere eingegossen. Dabei ist das Metallband 44 bei dieser Variante als offener Ring ausgebildet und die freien Enden 50 liegen an der Umfangsfläche des Rotors 24 an. Daher sind die freien Enden 50 in Form von Dichtelementen ausgeführt oder tragen (nicht dargestellte Dichtleisten), so dass sie den Sauganschluss 18 vom Auslass 40 abdichten. Selbstverständlich können die freien Enden 50 auch mit anderen Dichtelementen versehen sein. Der Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Gehäuse 12 nach wie vor aus dem herkömmlichen Material, zum Beispiel einer Aluminiumlegierung hergestellt werden kann, wobei aber der Stator 46 als Metallband 44, zum Beispiel als Stahlband, ausgeführt ist und im Gehäuse 12 liegt und die Innenumfangsfläche 32, an welcher die Flügelspitzen 34 entlanggleiten, bildet. Das Gehäuse 12 wird daher von den Flügelspitzen 34 nicht abgenutzt.

In Figur 3 ist noch andeutungsweise ein Kühlkanal 52 gezeigt, der im Rand 48 liegt und die radial nach außen weisende Seite des Metallbandes 44 kühlt.

Eine derart ausgebildete Rotorpumpe 10 ist auch bei hohen Umgebungstemperaturen verscheißfest, da die Innenumfangsfläche 32 von einem Metallband 44 gebildet wird, welches aus einem temperaturfesten Material besteht.