DE102012218972A1 - Vane pump for use in machine housing, has external rotor and inner rotor that are connected over four wings and swingably supported in bearing axial stop for wings provided in region of swingable bearing - Google Patents

Vane pump for use in machine housing, has external rotor and inner rotor that are connected over four wings and swingably supported in bearing axial stop for wings provided in region of swingable bearing Download PDF

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    • F01C21/0836—Vane tracking; control therefor by mechanical means comprising guiding means, e.g. cams, rollers

Abstract

The pump (1) has an external rotor (6) and an inner rotor (7) that are connected over four wings (8). The wings are swingably supported in a bearing (9) and guided with a line contact in grooves (10) upon rotation of the inner rotor and the external rotor. Fluid inflow to a fluid outlet is achieved by the rotation of the fluid. An annular axial stop (11) for the wings is provided in a region of the swingable bearing. The axial stop partly covers the swingable bearing along radial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vane pump with the features of the preamble of claim 1.

Sie geht von der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 054 009 A1 aus. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Flügelzellenpumpe in einem Maschinengehäuse mit einem Fluidzufluss und einem weitgehend diametral zu dem Fluidzufluss angeordneten Fluidabfluss bekannt. In dem Maschinengehäuse ist ein um eine erste Drehachse drehbar angeordneter, weitgehend rohrförmiger Käfig angeordnet, wobei im Innenraum des Käfigs ein um eine zweite, zur ersten Drehachse parallel ausgerichtete Drehachse drehbarer Rotor angeordnet ist. Der Käfig und der Rotor sind über zumindest vier, einerseits koaxial zu den Drehachsen schwenkbar gelagerte und andererseits sich in Richtung der Drehachsen erstreckende Flügel miteinander in Wirkverbindung. Bei einer Drehung des Rotors wird der Käfig mitgedreht, wobei durch die Drehung ein Fluid über von den Flügeln gebildete Pumpenkammern vom Fluidzufluss zum Fluidabfluss gefördert wird. Bei dieser gattungsgemäßen Flügelzellenpumpe wird das axiale Wandern der Flügel im Bereich des Fluidzuflusses und im Bereich des Fluidabflusses durch Stützstege verhindert (siehe 1). Durch diese Ausgestaltung werden die Flügel bei einem Umlauf immer durch eine, im Fluidzufluss und im Fluidabfluss stirnseitig unterbrochene Anlagefläche im Gehäuse axial geführt.It starts from the German publication DE 10 2008 054 009 A1 out. From this publication, a vane pump in a machine housing with a fluid inlet and a substantially diametrically disposed to the fluid flow fluid drain is known. In the machine housing a about a first axis of rotation rotatably arranged, largely tubular cage is arranged, wherein in the interior of the cage around a second, to the first axis of rotation aligned parallel axis of rotation rotatable rotor is arranged. The cage and the rotor are at least four, on the one hand coaxial with the axes of rotation pivotally mounted and on the other hand extending in the direction of the axes of rotation wings in operative connection. Upon rotation of the rotor, the cage is rotated, wherein the rotation of a fluid via pump chambers formed by the wings of the fluid inlet to the fluid outlet is promoted. In this generic vane pump, the axial wandering of the wings in the region of the fluid inlet and in the region of the fluid drainage is prevented by support webs (see 1 ). As a result of this embodiment, the vanes are always axially guided in the housing during one revolution by means of a contact surface in the housing which is interrupted at the end face in the fluid inflow and in the fluid outflow.

Nachteilig bei diesem bekannten Stand der Technik ist, dass das in die Pumpenkammern ein- und ausströmende Schmiermittel durch die Stützstege behindert wird, was Strömungsverluste zur Folge hat. Desweiteren verursacht das Vorbeistreichen der Flügelkanten an den Stützstegkanten ein Geräusch. Jedes Vorbeistreichen der Flügelkanten an den Stützstegkanten führt darüber hinaus zu einem Abscheren der Schmiermittelsäule. Dadurch werden die langen Molekülketten des Schmiermittels zerstört und die Viskosität des Schmiermittels in nachteiliger Weise verändert.A disadvantage of this known prior art is that the incoming and outgoing lubricant in the pump chambers is hindered by the support webs, resulting in flow losses. Furthermore, the passing of the wing edges at the support web edges causes a noise. Each passing of the wing edges on the support web edges also leads to a shearing of the lubricant column. This destroys the long molecular chains of the lubricant and adversely affects the viscosity of the lubricant.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden.Object of the present invention is to show a measure to avoid the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.

Erfindungsgemäß werden die Stützstege bei gleichzeitiger Minimierung der Anzahl der Kanten entfernt. In vorteilhafter Weise wird die axiale Führung der Flügel im Bereich des Fluidzuflusses und des Fluidabflusses ohne gehäuseseitige Stützstege gewährleistet. Vorzugsweise wird in eine, im Außenrotor stirnseitig umlaufende Nut der ringförmige Axialanschlag eingelegt. Alternativ kann der ringförmige Axialanschlag auch in eine stirnseitig umlaufende Nut im Bereich des Innenrotors eingelegt werden. Der ringförmige Axialanschlag ist somit in den Rotor eingelegt, in dem auch die Flügel schwenkbar gelagert sind. Der Axialanschlag überdeckt die Flügel vorzugsweise nur im Bereich der schwenkbaren Lagerung.According to the invention, the support webs are removed while minimizing the number of edges. Advantageously, the axial guidance of the wings is ensured in the region of the fluid inlet and the fluid outlet without housing-side support webs. Preferably, in a, in the outer rotor frontally circumferential groove of the annular axial stop is inserted. Alternatively, the annular axial stop can also be inserted into a frontally circumferential groove in the region of the inner rotor. The annular axial stop is thus inserted into the rotor, in which the wings are pivotally mounted. The axial stop preferably covers the wings only in the area of the pivotable mounting.

Alternativ haben die Flügel in dem vom Axialanschlag überdeckten Bereich eine Ausklinkung, in die der Axialanschlag einlegbar ist. Die Geometrie der Ausklinkung ist so ausgeführt, dass der radiale Spalt zwischen dem schwenkbeweglichen Flügel und dem Axialanschlag bei jeder Flügelstellung minimal ist, um die einzelnen Pumpenkammern gegeneinander abzudichten. Da der Axialanschlag im Gehäuse zwischen der Saug- und Druckkammer axial anliegt, ist durch die Überdeckung des Flügels mit dem Axialanschlag, der Flügel auch im Bereich des Fluidzuflusses und des Fluidabflusses axial geführt. Dadurch können erfindungsgemäß die störenden Stützstege entfallen.Alternatively, the wings in the area covered by the axial stop a notch, in which the axial stop can be inserted. The geometry of the notch is designed so that the radial gap between the pivoting blade and the axial stop at each blade position is minimal in order to seal the individual pump chambers against each other. Since the axial stop in the housing between the suction and pressure chamber abuts axially, the wing is axially guided by the overlap of the wing with the axial stop, in the area of the fluid inlet and the fluid drain. As a result, according to the invention, the disturbing support webs can be omitted.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Die Ausgestaltungen gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 sind zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele.The embodiments according to claims 2 and 3 are two particularly preferred embodiments.

Die Ausgestaltungen gemäß den Patentansprüche 4 und 5 haben sich akustisch als besonders vorteilhaft herausgestellt.The embodiments according to the claims 4 and 5 have been found to be acoustically particularly advantageous.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand des Standes der Technik und einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in 5 Figuren näher erläutert.In the following the invention with reference to the prior art and an embodiment of the invention in Figure 5 is explained in more detail.

1 zeigt einen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a section through a vane pump according to the prior art.

2 zeigt eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe. 2 shows an exploded view of a vane pump according to the invention.

3 zeigt eine Anordnung von Flügeln mit zwei Axialanschlägen der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe in einer dreidimensionalen Darstellung. 3 shows an arrangement of wings with two axial stops of the vane pump according to the invention in a three-dimensional view.

4 zeigt einen Flügel der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe in einer dreidimensionalen Darstellung. 4 shows a wing of the vane pump according to the invention in a three-dimensional view.

5 zeigt den Schnitt aus 1 durch die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe. 5 shows the cut 1 by the vane pump according to the invention.

Im Folgenden gelten in den 1 bis 5 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.The following apply in the 1 to 5 for same components the same reference numbers.

1 zeigt einen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe 1, auch Pendelschieberpumpe genannt, gemäß dem Stand der Technik. Die Flügelzellenpumpe 1 ist in einem Gehäuse 2 angeordnet und besteht im Wesentlichen aus einem Außenrotor 6 und einem Innenrotor 7, mit einer in dieser Darstellung gemeinsamen Drehachse 5. Zur Verschiebung der gemeinsamen Drehachse 5, um einen Volumenstrom des zu fördernden Fluids zu verändern, ist ein Federelement 15 vorgesehen. 1 shows a section through a vane pump 1 , also called pendulum slide pump, according to the prior art. The vane pump 1 is in a housing 2 arranged and consists essentially of an outer rotor 6 and an inner rotor 7 , with a common axis of rotation in this illustration 5 , To shift the common axis of rotation 5 to change a volume flow of the fluid to be delivered, is a spring element 15 intended.

Der Außenrotor 6 und der Innenrotor 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel über sechs Flügel 8 miteinander verbunden, wobei die Flügel 8 im Außenrotor schwenkbar gelagert sind und im Innenrotor 7 in korrespondierenden, axial ausgerichteten Nuten 10 mit Linienberührung geführt sind. Vom Außenrotor 6 und Innenrotor 7 und den Flügeln 8 werden somit Kammern 14 gebildet. Bei einer Drehung des Innenrotors 7 wird der Außenrotor 6 über die Flügel 8 automatisch mit angetrieben, wobei das Fluid, vorzugsweise ein Schmiermittel, von einem Fluidzufluss 3 zu einem weitgehend diametral gegenüberliegenden Fluidabfluss 4 in den Kammern 14 gefördert wird. Eine Ausfließrichtung des Schmiermittels ist im Fluidabfluss 4 schematisch mit einem Pfeil dargestellt.The outer rotor 6 and the inner rotor 7 are in this embodiment over six wings 8th connected to each other, with the wings 8th are mounted pivotably in the outer rotor and in the inner rotor 7 in corresponding, axially aligned grooves 10 are guided with line contact. From the outer rotor 6 and inner rotor 7 and the wings 8th thus become chambers 14 educated. With a rotation of the inner rotor 7 becomes the outer rotor 6 over the wings 8th automatically driven with the fluid, preferably a lubricant, from a fluid inlet 3 to a largely diametrically opposed fluid drain 4 in the chambers 14 is encouraged. An outflow direction of the lubricant is in the fluid drain 4 shown schematically with an arrow.

Damit die Flügel 8 bei einer Rotation von Innenrotor 7 und Außenrotor 6 axial nicht auswandern können, sind im Bereich des Fluidabflusses 4 und des Fluidzuflusses 3 gemäß dem Stand der Technik Stützstege 13 vorgesehen.So that the wings 8th during a rotation of the inner rotor 7 and outer rotor 6 can not migrate axially, are in the range of fluid drainage 4 and the fluid inflow 3 according to the prior art supporting webs 13 intended.

2 zeigt eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 1. Prinzipiell gilt das Gleiche wie zu 1 Ausgeführte. Gleiche Bauteile sind, wie bereits oben erwähnt, gleich beziffert. Im Unterschied zu 1 sind jedoch die Stege 13 erfindungsgemäß entfallen und durch zwei ringförmige Axialanschläge 11 ersetzt. Die Axialanschläge 11 sind beidseitig im Bereich des Außenrotors 6 zwischen den schwenkbaren Lagerungen der Flügel 8 und dem Maschinengehäuse 2 angeordnet. Bevorzugt weisen die Flügel 8 für die Axialanschläge 11 Ausklinkungen 12 auf, in denen die Axialanschläge 11 angeordnet werden. 2 shows an exploded view of a vane pump according to the invention 1 , In principle, the same applies as to 1 Executed. The same components are, as already mentioned above, numbered the same. In contrast to 1 but are the bars 13 omitted according to the invention and by two annular axial stops 11 replaced. The axial stops 11 are on both sides in the area of the outer rotor 6 between the hinged bearings of the wings 8th and the machine housing 2 arranged. Preferably, the wings 8th for the axial stops 11 notches 12 on where the axial stops 11 to be ordered.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch nur ein einziger Axialanschlag 11 vorgesehen werden. Dieser oder diese, im Fall von zwei Axialanschlägen 11, können auch im Bereich des Innenrotors 7 zwischen den Flügeln 8 und dem Maschinengehäuse angeordnet sein, wenn die schwenkbare Lagerung der Flügel 8 ebenfalls im Innenrotor 7 vorgesehen ist.In a further embodiment, only a single axial stop 11 be provided. This or this, in the case of two axial stops 11 , also in the area of the inner rotor 7 between the wings 8th and the machine housing when the pivotal mounting of the wings 8th also in the inner rotor 7 is provided.

Auch der Entfall der Ausklinkungen 12 ist möglich, wenn der Axialanschlag 11 direkt zwischen dem Rotor 6, 7, den Flügeln 8 und dem Maschinengehäuse 2 angeordnet wird.Also the omission of the notches 12 is possible if the axial stop 11 directly between the rotor 6 . 7 , the wings 8th and the machine housing 2 is arranged.

3 zeigt nochmals die Anordnung der sechs Flügel 8 mit den zwei Axialanschlägen 11 der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 1 aus 2 in einer dreidimensionalen Darstellung. Der Innenrotor 7, der Außenrotor 6 und das Maschinengehäuse 2 sind in dieser Figur nicht dargestellt. 3 shows again the arrangement of the six wings 8th with the two axial stops 11 the vane pump according to the invention 1 out 2 in a three-dimensional representation. The inner rotor 7 , the outer rotor 6 and the machine housing 2 are not shown in this figure.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Flügelzellenpumpe 1 auch mehr Flügel 8 oder weniger Flügel 8 aufweisen.In further embodiments, the vane pump 1 also more wings 8th or less wings 8th exhibit.

4 zeigt einen Flügel 8 der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 1 aus den 2 und 3 mit der Ausklinkung 12 in einer dreidimensionalen Darstellung. 4 shows a wing 8th the vane pump according to the invention 1 from the 2 and 3 with the notch 12 in a three-dimensional representation.

5 zeigt den gleichen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe 1 wie 1, in diesem Fall jedoch für eine erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe 1. Es gilt das Gleiche wie zu 1 gesagte, jedoch fehlen, wie deutlich erkennbar ist, die Stützstege im Bereich des Fluidzuflusses 3 und des Fluidabflusses 4, die erfindungsgemäß durch den Axialanschlag 11 ersetzt sind. 5 shows the same section through a vane pump 1 as 1 , in this case, however, for a vane pump according to the invention 1 , It applies the same as to 1 said, but missing, as can be clearly seen, the support webs in the field of fluid flow 3 and the fluid drain 4 according to the invention by the axial stop 11 are replaced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
FlügelzellenpumpeVane pump
22
Maschinengehäusemachine housing
33
Fluidzuflussfluid inflow
44
Fluidabflussfluid outflow
55
Drehachseaxis of rotation
66
Außenrotorouter rotor
77
Innenrotorinner rotor
88th
Flügelwing
99
Lagerungstorage
1010
Nutgroove
1111
Axialanschlagaxial stop
1212
Ausklinkungnotch
1313
Stützstegsupporting web
1414
Kammerchamber
1515
Federelementspring element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008054009 A1 [0002] DE 102008054009 A1 [0002]

Claims (5)

Flügelzellenpumpe (1) in einem Maschinengehäuse (2) mit einem Fluidzufluss (3) und einem weitgehend diametral zu dem Fluidzufluss (3) angeordneten Fluidabfluss (4) und mit einem, in dem Maschinengehäuse (2) um eine Drehachse (5) drehbar angeordneten, weitgehend rohrförmigen Außenrotor (6) und mit einem, in einem Innenraum des Außenrotors (6) angeordneten drehbaren Innenrotor (7), wobei der Außenrotor (6) und der Innenrotor (7) über zumindest vier Flügel (8) miteinander verbunden sind, die einerseits in einer Lagerung (9) schwenkbar gelagert und andererseits in Nuten (10) mit Linienberührung geführt sind, wobei bei einer Drehung des Innenrotors (7) der Außenrotor (6) über die Flügel (8) mitdrehbar ist, wobei durch die Drehung ein Fluid vom Fluidzufluss (3) zum Fluidabfluss (4) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der schwenkbaren Lagerung (9) zumindest einerseits ein ringförmiger Axialanschlag (11) für die Flügel (8) vorgesehen ist.Vane pump ( 1 ) in a machine housing ( 2 ) with a fluid inflow ( 3 ) and a largely diametrically to the fluid flow ( 3 ) arranged fluid outflow ( 4 ) and with one, in the machine housing ( 2 ) about a rotation axis ( 5 ) rotatably arranged, largely tubular outer rotor ( 6 ) and with a, in an interior of the outer rotor ( 6 ) arranged rotatable inner rotor ( 7 ), wherein the outer rotor ( 6 ) and the inner rotor ( 7 ) over at least four wings ( 8th ) are connected to each other in a storage ( 9 ) pivotally mounted and on the other hand in grooves ( 10 ) are guided with line contact, wherein upon rotation of the inner rotor ( 7 ) the outer rotor ( 6 ) over the wings ( 8th ) is rotatable, wherein the rotation of a fluid from the fluid inlet ( 3 ) to the fluid drain ( 4 ) is conveyed, characterized in that in the region of the pivotable storage ( 9 ) at least on the one hand an annular axial stop ( 11 ) for the wings ( 8th ) is provided. Flügelzellenpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (11) im Bereich des Außenrotors (6) vorgesehen ist.Vane pump according to claim 1, characterized in that the axial stop ( 11 ) in the region of the outer rotor ( 6 ) is provided. Flügelzellenpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (11) im Bereich des Innenrotors (7) vorgesehen ist.Vane pump according to claim 1, characterized in that the axial stop ( 11 ) in the region of the inner rotor ( 7 ) is provided. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (11) in radialer Richtung die schwenkbare Lagerung (9) zumindest teilweise abdeckt.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the axial stop ( 11 ) in the radial direction, the pivotable mounting ( 9 ) at least partially covers. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (8) im Bereich der schwenkbaren Lagerung (9) in Richtung der Drehachse eine Ausklinkung (12) für den Axialanschlag (11) aufweisen.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wings ( 8th ) in the region of the pivotable mounting ( 9 ) in the direction of the axis of rotation a notch ( 12 ) for the axial stop ( 11 ) exhibit.
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DE102008054009A1 (en) 2008-10-30 2010-05-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vane pump for use as lubricant pump in internal combustion engine, has four flanks comprising only line contact with corresponding groove, where flanks of spring elements are pressable against rotation direction and against line contact

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