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"FLUGELZELLEMASCHINE"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenmaschine der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Es sind bereits verschiedene Schmiermittelsysteme zum Schmieren der
beweglichen Teile einer Flügelzellenmaschine bekannt. Diese Systeme haben sich allgemein
bewährt (VE-Gm 77 08 908).
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Werden Flügelzellenmaschinen als Pumpen in Kraftfahrzeugen verwendet,
um die Hilfskraft bei Bremskraftverstärkern zu erzeugen, so werden sie üblicherweise
an den olkreislauf des Araftfahrzeugmotors angeschlossen. Hierbei treten sehr unterschiedliche
Betriebsbedingungen auf, so daß es - je nach Einsatz - möglich sein kann, daß nicht
alle Stellen der Maschine regelmäßig mit Schmiermittel versorgt werden Diese Betriebszustände
können beispielsweise zu niedriger bestand und kaltes, zähflüssiges öl im Winter
sein.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, den Schmiermittelkreislauf
der Flügelzellenmaschine zu verbessern.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des hennzeichens
des ersten Anspruchs. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch dss Verbinden
von Auslaßkanal und Schmiermittellauf eine zusätzliche Förderwirkung im Schmiermittelsystem
auftritt, die gewährleistet, daß das Schmiermittel sicher alle erforderlichen Schmierstellen
erreicht.
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Hierbei ist die Verbindung an jeder Stelle innerhalb der Schmiermittelzufuhr
möglich.
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Durch Anspruch 2 wird eine spezielle Ausbildung des Auslaßkanals und
der Verbindung zum Schmiermittel fluß beschrieben.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 3 bezweckt, daß unabhängig von der
Schmiermittelzufuhrart und -höhe nur eine Strömungsrichtung sicher erreicht wird.
Damit wird der Vorteil erreicht, daß wesentlich geringere Schmiermittelmengen ausreichen
als ohne Verbindung von Auslaßkanal zu Schmiermittellauf.
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Als Drossel läßt sich vorteilhaft nach Anspruch 4 ein Wellenlager
verwenden. Zur Unterbringung des Lagers ist besonders der Ringkanal nach Anspruch
2 geeignet. Dabei ist es auch möglich, die Flügelzellenmaschine fliegend zu lagern.
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Um einen in der Flügelzellenmaschine geschlossenen Schmiermittelkreislauf
zu erreichen, in dem das Schmiermittel nur über interne Bohrungen und Kanäle innerhalb
des Maschinengehäuses geführt wird, wird die Weiterbildung nach Anspruch 5 vorgeschlagen.
Damit entfällt der zusätzliche Aufwand für externe Leitungen. Des weiteren ist dadurch
die Gefahr gebannt, daß diese externen Leitungen brechen, wodurch der Schmiermittelkreislauf
zusammenbricht und schwere Schäden an der Flügelzellenmaschine auftreten können.
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Wird die Flügelzellenmaschine als Vakuumpumpe eingesetzt, entsteht
der weitere Vorteil, daß der innere Raum der Pumpenhohlwelle und die Flügelfußräume
unter Atmosphärendruck stehen, wodurch das Schmiermittel in die Pumpenhohlwelle
eingespritzt werden kann. Dadurch entfällt die Dichtung zwischen der Einspritzdüse
und der Pumpenhohlwelle. Des weiteren werden die Flügel nur durch Fliehkraft beaufschlagt,
wodurch ihre Reibleistung gering gehalten wird.
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Durch Anspruch 6 wird eine dichtungsfreie Begrenzung des Ringkanals
erreicht. Anspruch 7 beschreibt eine Alternativausführung
des Maschinenauslaßkanals.
Auch hier wird eine ausreichende Förderwirkung auf das in der Flügelzellenmaschine
geführte Schmiermittel ausgeübt.
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Geeignete und fertigungstechnisch einfach herzustellende Verbindungskanäle
innerhalb des Schmiermittelkreislaufs werden durch die Ansprüche 8 und 9 beschrieben.
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Anspruch 10 beschreibt eine vorteilhafte Ausbildung des zweiten Maschinenlagers.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnunyen näher erläutert. Hierbei wird die Erfindung
anhand einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Flügelzellenvakuumpumpe erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Es stellen dar: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine stehend eingebaute
Flügelzellenpumpe mit diagonal verlaufendem Pumpenauslaßkanal; Fig. 2 einen Axialschnitt
durch die Pumpe nach Fig. 1 mit einem spiralförmig verlaufenden Pumpenauslaßkanal.
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Die Pumpe nach Fig. 1 besteht aus einem Pumpengehäuse 1, das mit seinem
Anschlußflansch auf dem schematisch angedeuteten Motorgehäuse 2 aufliegt. Das Motorgehäuse
beherbergt den ölspeicher 14. Es wird durch geeignete Verbindungselemente, beispielsweise
Schrauben und Unterlegscheiben, befestigt.
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Das Pumpengehäuse wird durch einen Deckel 3, der auch die Ansaugöffnung
4 beinhaltet, verschlossen.
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In der,l PuiQpengehäuse 1 ist die aufgebohrte Pumpenwelle 5 auf der
Hühe der Befestigung im Motorblock in einem ersten Gleitlager 6 und kurz vor dem
Pumpenraum in einem zweiten Gleitlager 7 gelagert. Das erste Gleitlager wird von
dem Gehäuse 1 gebildet. Das zweite Gleitlager 7 ist ein auswechselbares Gleitlager,
das in einem Ringkanal 8 im Gehäuse 1 eingepaßt ist.Dieser Ringkanal vcrläuft von
dem Pumpenraum bis zu dem ersten Gleitlager 6. Das Gleitlager 7 weist eine oder
mehrere auf den Umfang verteilte, axial verlaufende Schmiernuten 7.1 und eine oder
mehrere blrücklaufnuten 7.2 auf.
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Das obere-auskragende Lnue der Pumpenwelle trägt vier radial angeordnete
Flügel 9, die radial ein- und ausfahren können.
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Sinne derartige Pumpe ist beispielsweise in dem DE-Gm 77 07 853 beschrieben.
Die Flügelfußräume 10 sind über einen radialen Ringraum 11 (Vertiefung im Deckel
3) mit der Bohrung in der Pumpenwelle 5 verbunden. Ferner sind die Flügelfußräume
über einen weiteren Ringraum 12 mit dem zweiten Gleitlager 7 verbunden.
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Der Pumpenauslaßkanal 13 verläuft von geeigneter Stelle im Pumpenraum
diagonal im Pumpengehäuse zum Ringkanal 8. Er verläßt den Ringkanal 8 diametral
zu seinem Einlaß und mündet - bei Verwendung in einem Kraftfahrzeugmotor - in dem
Motorgehäuse.
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Im folgenden soll die Funktion des olkreislaufes näher erläutert werden.
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Die Pumpenwelle 5 wird durch einen geeigneten Antrieb - bei Verwendung
in einem Kraftfahrzeugmotor - beispielsweise über eine Zahnradpaarung von der Nockenwelle
angetrieben. Dabei evakuiert sie über den Ansaugstutzen 4 den Speicherraum eines
Bremskraftverstärkers
(hier nicht dargestellt).
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Zur Schmierung sämtlicher beweglicher Teile innerhalb der Pumpe wird
durch die aufgebohrte Pumpenwelle 5 üblicherweise öl eingespritzt. Das öl wird üblicherwoise
unter Druck von der ölpumpe des Motors gefördert (olspeicher 14). Das ol wird dabei
mit einem solchen Druck in die Pumpenwelle 5 eingeleitet, daß es bis in den Ringraum
11 gelangt. Von dort gelangt es zu den Flügelfußräumen 10.Ebenso gelangt es in die
Flügelfußräume 10 durch die Bohrungen für die Koppelstifte, welche an der Flügelunterseite
angeordnet sind.
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Von den Flügelfußräumen wird es aufgrund der Fliehkraft zu den Gleitflächen
der Flügel mit dem Gehäuse bzw. dem Deckel verteilt.
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Durch den Ringkanal 12 gelangt das öl aus den Flügelfußräumen 10 zu
aem zweiten Lager 7. Das Durchströmen des Lagers 7 geschieht durch die ölrücklaufnuten
7.2 und wird dadurch unterstützt, daß unterhalb des Lagers 7 die ausströmende Luft
den Ringkanal 8 durchquert. Dadurch entsteht eine Saugwirkung, die sich durch die
Nuten 7.2 im Lager bis in den Ringraum 12 und in die Flügelfußräume 10 fortpflanzen
kann. Das Lager 7 wird über die Schmiernut(en) 7.1 mit öl versoryt.
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Das in den Ringkanal 8 gelangende öl wird zum großen Teil mit der
verdichteten Luft in den Motorraum abgeführt. Ein Teil des Öles aus dem Ringkanal
8 dient zur Schmierung des ersten Lagers 6. Die in den Motorraum gelangende Luft
wird über eine Leitung,aufgrund vom Umweltschutzbestimmungen, in den Luftfilter
zurückgeführt. Das öl sammelt sich wieder in der ölwanne, von wo es aus von der
ölpumpe wieder erfaßt werden kann.
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In Fig. 2 verläuft der Pumpenauslaßkanal 13.1 nicht zu dem Ringkanal
8, sondern in spiralförmigen Windungen zu dem Ringraum
12. Die
spiralförmigen Windungen sind deshalb notwendig, damit die rotierenden Flügel nicht
an dem Auslaßkanal hängen bleiben. Bei dieser Ausführungsform wird die mit Schmieröl
angereicherte Luft aufgrund der Förderwirkung der Pumpe durch das erste Lager 6
und die darin angeordneten Nuten 7.2 gedrückt. Das Luft-/Olgemisch wird sodann auf
die in Fig. 1 beschriebene Art und Weise aus dem Ringkanal 8 in den Motorraum abgeführt.
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Wird die Flügelzellenmaschine nicht als Pumpe in einem Kraftfahrzeug
verwendet, so ist unter Motorgehäuse 2 jedes andere Gehäuse - an dem die Maschine
befestigt ist - zu verstehen.
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Bevorzugt werden solche Gehäuse, die einen Schmiermittelvorrat für
die Maschine beiiihalten, da dazu keine externen Scllmiermittelzufuhr- und -abfuhrleitungen
vorgesehen werden müssen. Werden jedoch externe Leitungen vorgesehen, so ist es
möglich, das Schmiermittel durch den Deckel 3 direkt in den Ringraum 11 zu- und
aus dem Ringraum 12 mit der Abluft abzuführen. Diese Abführleitung ist dann mit
irgendeinem geeigneten Schmiermitteispeicher 14 verbunden.