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Hintergrund der Erfindung
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[Technisches Gebiet der Erfindung]
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Die
Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, die ein Vakuum bzw. einen Unterdruck
erzeugt, der niedriger ist als der Atmosphärendruck und
mit der hauptsächlich Fahrzeuge wie beispielsweise Lastkraftwagen
oder Passagierfahrzeuge ausgerüstet sind.
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[Beschreibung des Standes der Technik]
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Wie
beispielsweise in der offengelegten
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 2007-100667 offenbart ist, ist eine Vakuumpumpe in Form
einer einen negativen Druck oder Unterdruck erzeugenden Quelle einer
Servobremse für ein Servobremssystem für Fahrzeuge
bekannt, mit welchem Dieselfahrzeuge ausgerüstet werden.
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Um
die Schmierung von gleitenden Abschnitten zu erhöhen, um
eine Reibung von Seitenabschnitten von Schaufeln (Flügeln)
zu reduzieren, ist es bekannt, dass ein Schlitz in einem Seitenabschnitt
eines Rotors angeordnet wird, an welchem sich Seitenabschnitte der
Schaufeln oder Flügel und der Rotor aneinander gleitend
berühren.
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Nebenbei
bemerkt, ergeben sich bei der herkömmlichen Vakuumpumpe,
die in dem oben erläuterten Dokument offenbart ist, die
folgenden Probleme:
- (1) Da der Schlitz für
ein Ölreservoir in dem Gleitabschnitt des Rotors angeordnet
ist, nehmen die Flächenbereiche der Kontaktierungsflächen
des Rotors und der Schaufeln oder Flügel ab, so dass ein
ebener Druck anwächst.
- (2) Da der Widerstand hoch wird, wenn die Innenseite des Schlitzes
des Rotors mit Öl gefüllt wird, kann die Wirkung
des Ölreservoirs nicht vollständig zur Wirkung
gelangen und demonstriert werden.
- (3) Da der Schlitz in den Gleitabschnitten des Rotors und der
Schaufeln oder Flügeln zwischengefügt ist, kann Öl
nicht in einfacher Weise zurückbleiben und es wird nur
schwer ein Ölfilm an den aneinander gleitenden Abschnitten
zwischen den Schaufeln oder Flügeln und dem Rotor ausgebildet.
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Daher
führt die Schmierung der aneinander gleitenden Abschnitte
der Flügel und des Rotors nicht zu der erwarteten Verbesserung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf einen Gesichtspunkt
entwickelt und zwar zu dem Zweck, um eine Vakuumpumpe vorzusehen,
welche die Schmierung der aneinander gleitenden Abschnitte zwischen
Rotor und den Flügeln erhöhen kann.
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Spezifischer
gesagt umfasst eine Vakuumpumpe für Fahrzeuge gemäß einem
ersten Aspekt eine Vakuumpumpe für Fahrzeuge mit einem
Gehäuse, welches einen zylinderförmigen Zylinder,
einen Rotor, der drehbar gehaltert ist und in einer Position angeordnet
ist, die exzentrisch vom Zentrum des Zylinders gelegen ist.
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Die
Vakuumpumpe für Fahrzeuge umfasst ferner einen Führungsschlitz,
der in dem Rotor ausgebildet ist und der sich entlang der Richtung
eines Durchmessers erstreckt, umfasst einen Flügel oder Schaufel,
der bzw. die in den Führungsschlitz gleitfähig
eingeführt ist, so dass dann, wenn sich der Rotor dreht,
eine Spitze des Flügels in Gleitberührung mit einem
Umfang in dem Zylinder gelangt; und mit einem Rahmen, der eine Öffnung
des Gehäuses verschließt, wo der Rotor und der
Flügel in dem Zylinder aufgenommen sind.
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Ferner
ist auch ein Ölschlitz an einer Fläche des Rahmens
oder dem Gehäuse ausgebildet, die einer Endfläche
des Flügels in der Richtung der Achse des Gehäuses
entspricht.
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Somit
können die sich kontaktierenden Flächen zwischen
Rotor und dem Flügel groß ausgebildet werden;
es kann somit der ebene bzw. planare Druck zwischen Rotor und dem
Flügel reduziert werden.
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Da
darüber hinaus der Ölschlitz an der Fläche
des Rahmens oder des Gehäuses ausgebildet ist, kann der
Widerstand im Falle des Auffüllens des Öles in
den Ölschlitz gering gehalten werden und die Wirkung eines Ölreservoirs
des Ölschlitzes 8 kann somit erhöht werden.
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Da
ferner der Gleitabschnitts des Rotors und des Flügels in
einer Ebene ohne Unebenheit ausgebildet werden kann, kann darin
in einfacher Weise ein Ölfilm erzeugt werden.
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In
Hinblick auf das oben erläuterte wird die Schmierung der
aneinander gleitenden Flächen zwischen Rotor und den Flügeln
erhöht.
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Bei
einer Vakuumpumpe für Fahrzeuge gemäß einem
zweiten Aspekt ist es wünschenswert, dass der Ölschlitz
länger angeordnet wird als eine Abdichtfläche,
bei der der Rotor den Rahmen oder das Gehäuse kontaktiert.
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Für
eine Vakuumpumpe für Fahrzeuge gemäß einem
dritten Aspekt ist es auch wünschenswert, dass der Ölschlitz
in einem Bereich zwischen 90 Grad und 180 Grad in einer Anti-Drehrichtung
von einer minimalen Spaltposition des Rotors und des Gehäuses
angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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1 eine
axiale Schnittansicht der Vakuumpumpe gemäß der
vorliegenden Ausführungsform;
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2 eine
Richtungs-Schnittansicht eines Pfades der Vakuumpumpe der vorliegenden
Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß den
beigefügten Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben. 1 zeigt
eine axiale Schnittansicht der Vakuumpumpe eine Ausführungsform,
und 2 zeigt eine Richtungsschnittansicht eines Pfades
der Vakuumpumpe der Ausführungsform.
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Wie
in diesen Figuren gezeigt ist, ist die Vakuumpumpe dieser Ausführungsform
so ausgebildet, dass diese ein Gehäuse 1, einen
Rotor 2, eine Vielzahl an Flügeln oder Schaufeln 3 und
einen Rahmen 5 enthält. Das Gehäuse 1 umaßt
einen zylinderförmigen Zylinder und bildet ein Pumpengehäuse,
um eine Pumpenkammer auszubilden. Das eine Ende des Gehäuses 1 in
Richtung einer Achse ist offen und diese Öffnung wird durch
den Rahmen 5 verschlossen.
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Ein
Lager 9 ist an dem anderen Ende des Gehäuses 1 in
Richtung einer Achse angeordnet, und es ist eine Welle 6 drehbar
durch das Lager 9 gehaltert. Der Rotor 2 ist in
die Welle 6 eingepasst und zwar mit Hilfe einer Keilwellenverbindung
oder ähnlichem. Der Rotor 2 besitzt zwei oder
mehr Rotorschlitze 7 in Form eines Führungsschlitzes,
der sich entlang der Richtung eines Durchmessers erstreckt und die
Flügel 3 bilden Schaufeln und sind gleitfähig
in diesen Rotorschlitzen 7 eingesetzt.
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Eine
Einlassöffnung 50 ist in einem Teil des Rahmens 5 ausgebildet.
Ein Rückschlagventil 52 ist an dem Rahmen 5 über
die Einlassöffnung 50 an der gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses 1 angebracht. Das Rückschlagventil
oder Absperrventil 52 dient dazu, um Luft in den Zylinder
des Gehäuses 1 einzuleiten und zwar bei Unterbrechung
der Luftströmung derselben in der entgegengesetzten Richtung.
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Der
Rotor 2 ist in die Welle 6 eingepasst oder eingesetzt,
die durch das Lager 9 gehaltert wird, welches in dem Gehäuse 1 vorgesehen
ist, und der Rotor 2 dreht sich zusammen mit der Welle 6.
Der Rotor 2 umfasst eine Vielzahl von Rotorschlitzen 7 als
Führungsschlitze, die sich entlang der Richtung eines Durchmessers
erstrecken und die Flügel 3 befinden sich in den
Schlitzen 7.
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Eine
Vielzahl an Flügeln 3 sind in jeden der Rotorschlitze 7 gleitfähig
eingeführt und, wenn sich der Rotor 2 dreht, ragen
die Flügel 3 aus den Rotorschlitzen 7 in
der Richtung des Durchmessers nach außen hin vor und zwar
auf Grund der Wirkung der Zentrifugalkraft. Die Spitzen (Umfangsenden)
der Flügel 3 ragen von den Rotorschlitzen 7 vor
oder heraus und berühren gleitfähig einen Umfang 4 in
dem Zylinder, wobei sie in den Rotorschlitzen 7 hin und her
gehen.
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In
einem Zustand, bei dem jede Spitze der Flügel 3 gleitfähig
den Umfang 4 in dem Zylinder berührt, wird in
dem Zylinder ein Raum durch den Umfang 4 aufgeteilt, wobei
zwei Flügel 3 sich in Richtung des Umfangs in
einem Umfangsteil des Rotors 3 aneinander anschließen
und wobei der Rahmen 5 als eine Pumpenkammer 10 dient.
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Das
oben erwähnte Lager ist an einer Position angeordnet, die
exzentrisch vom Zentrum des Zylinders an dem Ende des Gehäuses 1 in
Richtung der Achse gelegen ist.
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Der
Rotor 2 wird an zwei Stellen durch das Lager 9 und
durch ein Metalllager 11, welches in dem Rahmen 5 angebracht
ist, koaxial mit dem Lager 9 gehaltert und dreht sich im
Ansprechen auf eine Antriebskraft einer Maschine (nicht gezeigt) über
ein Getriebe oder Zahnrad 12, welches an einer Spitze der
Welle 6 angeordnet ist.
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Wenn
sich somit der Rotor 2 dreht, ändert sich das
Volumen der Pumpenkammer 10, die durch den Umfang 4 in
dem Zylinder umschlossen ist, ferner mit den zwei aneinander grenzenden
Flügeln 3 und dem Rahmen 5, und diese
arbeitet dann als Vaku umpumpe, indem komprimierte interne Luft aus
einer Austragsöffnung 54 ausgetragen wird.
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Nebenbei
bemerkt ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Ölschlitz 8 an
der Oberfläche des Rahmens 5 ausgebildet, welche
der Endfläche der Flügel 3 in der Richtung
der Achse des Gehäuses entspricht.
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Der Ölschlitz 8 ist
länger angeordnet oder länger ausgebildet als
eine Abdichtfläche, bei der der Rotor 2 den Rahmen 5 (in 2 die
Domäne, über welcher sie konzentrischen Kreisen
a und b gegenüber liegt und zwar von dem Außendurchmessers
des Rotors 2, wobei in 2 die Dichtfläche
dargestellt ist) kontaktiert.
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Der Ölschlitz 8 ist
in dem Bereich zwischen 90 Grad und 180 Grad in der Anti-Drehrichtung
von der minimalen Spaltposition P des Rotors 2 und des Gehäuses 1 aus
angeordnet.
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Obwohl
ein Ölschlitz 8 bei dem in 2 gezeigten
Beispiel ausgebildet ist, können auch zwei oder mehrere Ölschlitze
ausgebildet sein. Da die beste Position des Ölschlitzes 8 von
der Zahl der Flügel 3, der Form des Gehäuses 1 usw.
abhängt, ist es wünschenswert, die Position des Ölschlitzes 8 anzupassen
und zwar so, dass der Verschleiß der Flügel-Seite
am größten wird und zwar nach der Ausführung
verschiedener Härtetests.
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Somit
ist bei der Vakuumpumpe der vorliegenden Ausführungsform
der Ölschlitz 8 an der Oberfläche des
Rahmens 5 ausgebildet, die den Endflächen der
Flügel 3 in der Richtung der Achse des Gehäuses
entspricht, und es können die Kontaktierungsflächen
zwischen Rotor 2 und den Flügeln 3 groß ausgebildet
werden, so dass dadurch der planare Druck zwischen dem Rotor 2 und
den Flügeln 3 abgesenkt werden kann.
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Da
der Ölschlitz 8 an der Fläche des Rahmens 5 ausgebildet
ist, kann ein Widerstand im Falle des Auffüllens von Öl
in den Ölschlitz 8 hinein, klein gehalten werden
und es kann die Wirkung eines Ölreservoirs des Ölschlitzes 8 erhöht
werden.
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Da
ferner der Gleitabschnitt des Rotors 2 und der Flügel
oder Schaufeln 3 in einer Ebene ohne Unebenheit realisiert
werden kann, kann ein Schlicköl darin in einfacher Weise
ausgebildet werden.
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Wie
sich aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt, wird die Schmierung
der Gleitflächen zwischen Rotor 2 und den Flügeln 3 erhöht.
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Da
darüber hinaus der Ölschlitz 8 länger
ausgebildet ist als die Dichtfläche, an welcher der Rotor 2 den
Rahmen 5 kontaktiert, kann zwischen dem inneren Raum und
dem äußeren Raum, die sich über der Abdichtfläche
gegenüberliegen, über den Ölschlitz 8 eine
Verbindung hergestellt werden.
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Dadurch
ergibt sich eine Druckdifferenz an beiden Enden des Ölschlitzes 8 und
es wird dadurch einfach das Öl in den Ölschlitz 8 einzufüllen,
(der innere Raum des Rotors 2 hat immer einen höheren Druck
als derjenige des äußeren Raumes).
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Da
darüber hinaus der Ölschlitz 8 in dem
Bereich zwischen 90 Grad und 180 Grad in der Anti-Drehrichtung von
der minimalen Spaltposition P des Rotors 2 und dem Gehäuse 1 angeordnet
ist, wird es möglich das Öl aus dem Ölschlitz 8 an
der Position zuzuführen, wo die Reibung des Seitenabschnitts
des Flügels am höchsten ist und es kann speziell
der Ölschlitz 8 das Entstehen eines Flügel-Geräusches
in der Niedrigdrehzahl-Zone verhindern.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben erläuterte Ausführungsform
beschränkt und es sind vielfältige Ausführungsformen
und Modifikationen möglich, die in den Rahmen der wesentlichen
Punkte der vorliegenden Erfindung fallen.
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Obwohl
der Ölschlitz 8 an dem Rahmen 5 bei der
oben erläuterten Ausführungsform ausgebildet ist,
kann der Ölschlitz 8 auch beispielsweise an der Oberfläche
des Gehäuses 1 ausgebildet sein, die den Endflächen
der Flügeln 3 in der Richtung der Achse des Gehäuses
entspricht oder es kann der Ölschlitz 8 an beiden
Oberflächen des Rahmens 5 und dem Gehäuse 1 ausgebildet
sein. In Bezug auf die Form des Ölschlitzes 8 ist
es wünschenswert, dass dieser geändert wird, indem
die Strömung des Öls durch Experiment usw. überprüft
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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