液体ポンプ

专利摘要:
本発明は、ポンプケーシング（１２）、運転圧力（ＰＢ）の形成のためのポンプユニット（１４）、ポンプユニット（１４）の駆動のための、駆動側及び被動側でポンプケーシング（１２）内に挿入案内された駆動軸（１６）、及び挿入案内孔を密閉するためのシールユニット（１８）を備える液体ポンプ（１０）であって、液体ポンプ（１０）を予圧（Ｐｖ）によって負荷する場合に、シールユニット（１８）の領域内の圧力下の液体は、シールユニット（１８）に対して、シールユニット（１８）に向けられた少なくとも１つの圧力場（２０）とシールユニット（１８）とは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力場（２２）とを形成する形式のものに関する。本発明によれば、圧力場（２０，２２）は互いに非対称に形成されている。
公开号:JP2011506837A
申请号:JP2010538516
申请日:2008-10-23
公开日:2011-03-03
发明作者:フェルヒ ディルク；ヘルマン ハラルト；ホーホデルファー マルティン
申请人:ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ；
IPC主号:F04C2-10

专利说明:

[0001] 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の液体ポンプに関する。]
[0002] 主に歯車ポンプとして形成される液体ポンプは、回転自在に配置された駆動軸を有しており、駆動軸は液体ポンプのポンプケーシング内に挿入案内されている。ポンプケーシング内には、少なくとも１つの歯車を備えていてポンプ機能を有するポンプユニットが配置されている。駆動軸は、ポンプケーシングの一方の側でのみ挿入案内されていて、駆動エネルギーを少なくとも１つの歯車に伝達するようになっている。挿入案内のための孔は、例えば半径方向軸シールリングとして形成された１つのシールユニットを用いて密閉されねばならない。液体ポンプが運転圧力ＰＢを形成する場合に、若しくは液体ポンプが予圧Ｐｖによって負荷される場合に、シールユニットは、該シールユニットによってポンプケーシングを周囲に対して密閉するために、発生する軸方向負荷を受け止める。軸方向負荷は、軸のシール直径Ｄ及び作用している予圧Ｐｖに基づき次の式：



で求められる。]
[0003] 独国特許出願公開第１９９２４０５７Ａ１号明細書に記載されている液体ポンプは、ポンプケーシング及び、ポンプケーシング内に配置されていて液体の運転圧力を形成するためのポンプ要素を備えている。ポンプ要素の駆動のために、駆動側及び被動側でポンプケーシング内に挿入案内された駆動軸が設けられており、駆動軸は軸受ユニットを介してポンプケーシング内に支承されている。挿入案内孔はシールユニットによって密閉されている。液体ポンプの負荷時には、シールユニットの領域内の圧力下の液体は、シールユニットに向けられた少なくとも１つの圧力場とシールユニットとは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力場とを形成している。]
[0004] 請求項１に記載の本発明に係る液体ポンプは、公知技術と異なり、圧力場の非対称的な形成を特徴としている。つまり、予圧により負荷される各面は、互いに異なる大きさである。液体ポンプが予圧で負荷される際に液体ポンプ内に発生する軸線方向力は、予圧に依存して形成される圧力場の非対称的な形成により補償することができる。即ち、駆動軸における力の釣り合いが形成される。これにより、液体ポンプの軸受ユニットは、半径方向の力のみを受け止めればよく、従って、軸受ユニットを簡略化することができ、ひいてはコストを節減することができる。有利には、シールユニットにおける圧力負荷が減少される。シールユニットは減少された圧力を受け止めればよいので、シールユニットを極めて安価に形成することができる。]
[0005] 従属請求項に記載の構成によれば、独立請求項に記載の発明に係る液体ポンプの有利な改良が可能である。]
[0006] 圧力場の非対称的な形成を達成するために、有利には、シールユニットに向けられた圧力場は、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力場よりも大きくなっている。このような構成により、ポンプケーシングの周囲に対する最適な密閉が得られる。ポンプユニットが複数の歯車を有している場合には、圧力場の面は各歯車に分配される。]
[0007] 特に有利には、シールユニットに向けられた圧力場は、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力場よりも、駆動軸の横断面の面積だけ大きくなっている。]
[0008] 有利には、シールユニットに向けられた圧力場の増大は、簡単であり、液体ポンプの１つのシール面における凹部によって経済的に行われている。このような構成により、予圧で負荷される各面は、互いに異なる大きさになっている。この場合には、シールユニットに対して圧力作用のない面が発生している。]
[0009] 有利には、液体ポンプの運転圧力に依存する圧力場は互いに対称に形成されている。このような構成により、予圧の圧力場に基づき駆動軸における力の釣り合いが発生する。]
[0010] 予圧の、シールユニットとは逆方向に向けられた圧力場は、予圧の、シールユニットに向けられた圧力場よりも小さく規定されており、かつ運転圧力の圧力場は互いに対称に規定されているので、シールユニットに対して圧力作用のない面が発生している。該圧力作用のない面を簡単かつ安価な構成によって負荷軽減するために、有利には、凹部とポンプユニット内の１つの室とを接続するための通路が設けられている。]
[0011] ポンプユニットは歯車装置である。この場合に、ポンプユニット内の室は、２つの歯車の歯間の１つの空間、即ちいわゆる歯間スペースである。有利には、歯間の遠のきかみ合いにより画定される歯間スペースが用いられ、このような構成により、歯間スペースの増大に基づき負圧が発生する。]
[0012] さらに、圧力作用のない面の負荷軽減のために、凹部と１つの蓄え室との間の接続のための管路を設けることができ、蓄え室は負荷軽減の簡単かつ経済的な調節を可能にしている。]
[0013] 次に、本発明の有利な実施の形態を図面に示して詳細に説明する。図面において、同一若しくは類似の機能を有する構成部分には同一の符号を付してある。]
図面の簡単な説明

[0014] 本発明に係る液体ポンプの概略的な縦断面図である。
本発明に係る液体ポンプの概略的な横断面図である。]
[0015] 図１には、本発明に係る液体ポンプ１０が示してあり、液体ポンプ１０は歯車ポンプとして形成され、ポンプケーシング１２を有しており、ポンプケーシング１２は、吸込側の入口４８及び吐出側の出口５０を備える内室４６を有している。ポンプケーシング１２内には、密閉すべき軸貫通部を介して、回転自在に配置された駆動軸１６が案内されており、駆動軸１６は、ポンプケーシング１２の内室４６内に配置されたポンプユニット１４を駆動する。] 図１
[0016] ポンプユニット１４は、液体を吐出して、液体の相応に高い圧力レベルを形成するために、即ち所定の運転圧力ＰＢを形成するために用いられる。この場合に液体は、液体ポンプ１０の吸込側から吐出側に送られる。このために、ポンプユニット１４は有利には歯車装置を有しており、歯車装置は、図２に示すように一般的に少なくとも２つの歯車３８，４０を含んでおり、２つの歯車３８，４０のうちの１つは駆動軸１６を介して駆動される。液体ポンプは、歯車等の配置及び大きさに応じて、有利には、外歯車ポンプ、内歯車ポンプ、トロコイド内歯車ポンプ若しくはねじポンプであってよい。液体ポンプ１０は、圧送すべき液体を通常一様に吐出する。運転圧力ＰＢの圧力場３０，３２は対称に形成されている。] 図２
[0017] 駆動軸１６はポンプケーシング１２内に軸受ユニット５２，５４を介して回転自在に支承されている。軸貫通部と駆動軸１６との間には、軸シールリングとして形成されたシールユニット１８が、ポンプケーシング１２を駆動軸１６に沿って外部に対して、若しくは周囲に対して密閉するために設けられている。軸シールリングとしてのシールユニット１８は、ポンプケーシング１２の切欠き内に密着した状態で配置されている。有利にはシールユニット１８は、駆動軸１６の表面を半径方向で締め付ける半径方向軸シールリングとして形成されている。軸シールリング１８は、液体ポンプ１０に作用せしめられる所定の予圧Ｐｖ及びポンプケーシング１２内に発生する運転圧力ＰＢに対応して形成され、つまり、軸シールリング１８は、軸シールリング自体の機能を満たすための圧力レベルに応じて、十分に大きな半径方向力を発生するようになっていなければならない。液体ポンプ１０が予圧Ｐｖで負荷される場合に、シールユニット１８の領域内の圧力下の液体は、シールユニット１８において、シールユニット１８に向けられた少なくとも１つの圧力場２０とシールユニット１８とは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力場２２とを形成する。]
[0018] 予圧Ｐｖにより発生して直接に液体ポンプ１０内に作用する軸線方向の力Ｆを補償するために、本発明によれば、圧力場２０，２２の非対称的な形成が行われている。図示の実施の形態によれば、シールユニット１８に向けられた圧力場２０は、シールユニット１８とは逆方向に向けられた圧力場２２よりも大きくなっている。有利には、シールユニット１８に向けられた圧力場２０は、シールユニット１８とは逆方向に向けられた圧力場２２よりも、駆動軸１６の横断面２４の面積だけ大きくなっている。]
[0019] シールユニット１８に向けられた圧力場２０の増大は、図２の実施の形態によれば、液体ポンプ１０の１つのシール面２８内の凹部２６によって行われている。圧力が作用しない面を画成する凹部２６の負荷軽減のために、凹部２６とポンプユニット１４内の１つの室３６とを接続するための通路３４が設けられている。ポンプユニット１４内の室３６は、有利には両方の歯車３８，４０の歯間の１つの空間である。さらに、凹部として形成されかつ圧力が作用しない面２６の上記負荷軽減に加えて、凹部と蓄え室４４との間の接続のための管路４２が設けられている。もちろん負荷軽減のための上記構成を単独に設けることも可能である。] 図２
[0020] １０液体ポンプ、 １２ポンプケーシング、 １４ポンプユニット、 １６駆動軸、 １８シールユニット、 ２６ 凹部、 ２８シール面、 ３０，３２圧力場、 ３４通路、 ３６ 室、 ３８，４０歯車、 ４２管路、 ４６内室、 ４８ 入口、 ５０出口、 ５２，５４ 軸受ユニット]

权利要求:

請求項1
ポンプケーシング（１２）、運転圧力（ＰＢ）の形成のためのポンプユニット（１４）、該ポンプユニット（１４）の駆動のための、駆動側及び被動側で前記ポンプケーシング（１２）内に挿入案内された駆動軸（１６）、及び挿入案内孔を密閉するためのシールユニット（１８）を備える液体ポンプ（１０）であって、前記液体ポンプ（１０）を予圧（Ｐｖ）によって負荷する場合に、前記シールユニット（１８）の領域内の圧力下の液体は、前記シールユニット（１８）に対して、前記シールユニット（１８）に向けられた少なくとも１つの圧力場（２０）と前記シールユニット（１８）とは逆方向に向けられた少なくとも１つの圧力場（２２）とを形成する前記液体ポンプ（１０）において、前記圧力場（２０，２２）は互いに非対称に形成されていることを特徴とする液体ポンプ。
請求項2
前記シールユニット（１８）に向けられた前記圧力場（２０）は、前記シールユニット（１８）とは逆方向に向けられた圧力場（２２）よりも大きくなっている請求項１に記載の液体ポンプ。
請求項3
前記シールユニット（１８）に向けられた前記圧力場（２０）は、前記シールユニット（１８）とは逆方向に向けられた前記圧力場（２２）よりも、前記駆動軸（１６）の横断面（２４）の面積だけ大きくなっている請求項１又は２に記載の液体ポンプ。
請求項4
１つのシール面（２８）に凹部（２６）が設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載の液体ポンプ。
請求項5
前記運転圧力（ＰＢ）の圧力場（３０，３２）は互いに対称に形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の液体ポンプ。
請求項6
前記凹部（２６）と前記ポンプユニット（１４）内の１つの室（３６）とを接続するための通路（３４）が設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の液体ポンプ。
請求項7
前記ポンプユニット（１４）は、歯車装置である請求項１から６のいずれか１項に記載の液体ポンプ。
請求項8
前記ポンプユニット（１４）内の前記室（３６）は、２つの歯車（３８，４０）の歯間の１つの空間である請求項１に記載の液体ポンプ。
請求項9
前記凹部（２６）と１つの蓄え室（４４）との間の接続のための管路（４２）が設けられている請求項１に記載の液体ポンプ。