DE2807721A1

DE2807721A1 - Rotierende verdraengerpumpe

Info

Publication number: DE2807721A1
Application number: DE19782807721
Authority: DE
Inventors: Roland Ehmann; Achill Ing Grad Kessler; Ernst Dipl Ing Linder; Helmut Dipl Ing Rembold; Walter Ing Grad Teegen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-23
Filing date: 1978-02-23
Publication date: 1979-09-06
Also published as: GB1582225A; JPS54123717A; BE881858A; FR2418354A1; IT7920258A0; US4229147A; FR2418354B1; IT1111733B

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer rotierenden Verdrängerpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine deratige Pumpe ist bekannt.(US-PS 3 904 321).

Solche Pumpen werden als Luftpumpen eingesetzt und laufen meist ohne Schmierung. Bei niedrigen Drehzahlen ist das Schmierproblem durch Verwendung von Kohle oder Graphit oder Molybdändisulf id zu lösen, hohen Drehzahlen ist aber auch eine solche "Trockenschmierung" nicht mehr gewachsen.

Zum Abschalten der Pumpwirkung verwendet die bekannte Bauart den von der Pumpe erzeugten Druck, indem die Flügel auslaßdruckabhängig festgehalten werden. Eine solche Bauart hat aber den Nachteil, daß der sich in einer Gehäusebohrung abwälzende Kolben bei jeder Umdrehung einmal den in seiner eingezogenen Stellung festgehaltenen Flügel berührt, wodurch dann doch noch Reibung entsteht, die besonders bei höheren Drehzahlen störend ist. Auch' störend sind die intermittierenden Geräusche, die dabei entstehen.

Vorteile der Erfindung

Die rotierende Verdrängerpumpe mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß auch höhere Drehzahlen der Pumpe möglich sind. Sie ist dann z.B. antreibbar von der Lichtmaschine eines Kraftfahrzeuges, die bis 15 000 ^u/min machen kann. Die Pumpe läuft mit einer solch hohen Drehzahl vorteilhafterweise jeweils nur kurze Zeit, sie wird dann in ihrer Pumpwirkung abgeschaltet, so daß sich der Wälzkolben samt Flügel leer durchdreht. Dabei sind die Flügel vollständig von der Lauffläche zurückgezogen, d.h. sie berühren ihre Lauffläche überhaupt nicht mehr. Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe ist in erster Linie zum Einsatz in Diesel-Kraftfahrzeugen

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bestimmt. Sie dient dort zur Unterdruckbeschaffung für einen Vakuum-Bremsverstärker und wird direkt von der Lichtmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben= Dies hat den Vorteils daß aufgrund der hohen Lichtmaschinen=Drehzahl_s die etwa doppelt so hoch ist wie die Drehzahl des sie antreibenden Fahrzeugmotors, die Pumpe verhältnismäßig klein dimensioniert werden kann. Außerdem ist es dann möglich_s bei nachträglichem Avj^ba der Pumpe an einer vorhandenen Lichtmaschine nur sehr wenig Änderungen vornehmen zu müssen. Dadurch ist eine Großserienfertigung sehr erleichtert.

Zeichnung

Mehrer Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine bevorzugte Bauart einer rotierenden Verdrängerpumpe_s Fig. 2 den Anbau einer Pumpe an eine Lichtmaschine und eine Flügel-Festhalteeinriehtung., Fig. 3 eine andere Festhalteeinrichtung. Fig. 4 und 5 eine weitere Festhalteeinrichtung in Vorder- und Seitenansicht. Fig. 6 noch eine Festhalteeinrichtung₅ Fig. 7 und 8 eine andersartige Festhalteeinrichtung in Vorder- und Seitenansicht, Fig. 9 eine weitere Festhalteeinrichtung _s Fig. 10 noch eine Festhalteeinrichtung., Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 10 _s Fig. 12 eine Ansicht eines Flügels nach Fig. 10 und Fig. 13 schließlich eine letzte Ausfuhrungsform einer Festhalteeinrichtung.

Beschreibung

Eine rotierenden Verdrängerpumpe ist als Flügelpumpe ausgebildet. Sie hat in einem Gehäuse 1 eine Bohrung 2_S an deren Bohrungswand sich ein drehbarer Kolben 3 abwälzt_s der im weiteren Text Rotor genannt wird. Der Rotor 3 hat vier Schlitze 4 _s in die je ein Flügel 5 eingesetzt ist. Auf der

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im Bild linken Seite ist eine Saugnut 6 und auf der rechten Seite eine Auslaßnut 7 vorgesehen. Die Pumpe arbeoet als Luftpumpe. Sie saugt über die Saugnut 6 Luft ein und gibt sie auf der Seite der Auslaßnut 7 wieder ab. Als Vakuumpumpe schafft sie also auf der Saugseite Vakuum, das als Hilfskraft z.B. für die Vakuumbremsen eines Kraftfahrzeuges Anwendung finden soll.

Die Fig. 2 zeigt links ein Gehäuseende 8 einer Lichtmaschine 28 eines Kraftfahrzeuges. Ein einreihiges Kugellager einer Lichtmaschine wurde durch ein zweireihiges Lager 30 ersetzt, um die zusätzlichen, durch eine Pumpe 27 entstehenden Belastungen aufzunehmen. Ein Rotor 12 wird durch eine Inbusschraube 31 kraft- oder formschlüssig mit einer verlängerten Lichtmaschinenläuferwelle 9 verbunden. Ein Pumpen-Befestigungsflansch 32 wird über ein weiteres Lager 33 zum Rotor 12 zentriert. Dieses Lager 33 ist als Kugellager ausgeführt, es kann aber auch ein Rollen- oder Nadellager sein. Die Fixierung des Befestigungsflansches 32 an der Lichtmaschine 28 erfolgt durch Blattfedern 15. über eine Distanzhülse 31' erfolgt die Einstellung des Luftspalts zwischen Rotor 12 und der Stirnfläche des Befestigungsflansches 32.

Der Rotor 12 ist in einer Gehäusebohrung 13 eines Pumpengehäuses 14 drehbar, das mit dem Befestigungsflansch 32 verbunden ist. Im Rotor 12 sind vier Flügel 16 gelagert, von denen nur zwei dargestellt sind.

Jeder Flügel 16 hat innen eine mit einer Schrägfläche 17 versehene Aussparung 18, in die ein Greifer 19 eingreifen kann. Vier federnde Greifer 19 sind in gleichem Winkelabstand an einer Hülse 20 befestigt, die mittels einer gleichachsig zum Hohlzapfen 11 angordneten Stange 21 in axialer Richtung beweglich ist. Diese Bewegung wird erzeugt durch einen Membrankolben 22 eines Arbeitszylinders 23, der eine

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Arbeitskammer 24 mit einer Rückholfeder 25 sowie eine Außenluftkammer 26 aufnimmt. Die Teile 19 bis 25 bilden eine Festhalte-Einrichtung der Pumpe 27·

Bei der Arbeit der Pumpe 27 können sich die Flügel 16 zuerst frei bewegen, um durch Anlage an der Wand der Bohrung 13 den Pumpvorgang durchführen zu können. Auf diese Weise wird mit Drehzahlen, die bis auf 15 000 ^u/min ansteigen können, ein zur mehrmaligen Betätigung der Vakuumbremse ausreichendes Vakuum erzeugt. Dieser Saugdruck greift auch am Membrankolben 22 an und wenn er groß genug ist, überwindet der Kolben 22 die Kraft der Rückholfeder 25. Die Stange 21 mit der Hülse und den vier Greifern 19 verschieben sich nach links. Dabei geraten die Greifer 19 bei dem jeweils seinen inneren Totpunkt durchlaufenden Flügel auf die Schrägfläche 17 und ziehen jeden Flügel 16 über seinen inneren Totpunkt noch weiter nach innen, so daß jeder Flügel seine Berührung mit der Bohrungswand 43 völlig verliert. Am Ende der Schrägflächen 17 ist durch eine axiale Stufe 17' eine Raste gebildet. Auf diese Weise werden bei einem Umlauf nacheinander alle vier Flügel 16 ergriffen, zurückgezogen und festgehalten. Durch die festgehaltenen Flügel 16 ist nicht nur die Arbeit der Pumpe unterbrochen, es ist auch mit Sicherheit dafür gesorgt, daß die Flügel 16 die Bohrungswand 43 nicht mehr berühren. Reibung und Verschleiß sind damit vermieden. In dieser Lage verbleiben alle Flügel l6, bis die Vakuum-Hilfskraft mindestens zum Teil verbraucht ist. Dann schiebt die Rückholfeder 25 die Stange 21 mit Hülse 20 und die Greifer 19 wieder nach rechts. Die Greifer 19 gleiten aus der Aussparung 18 heraus, und die Flügel 16 können sich wieder frei bewegen. Die Pumpe arbeitet dann wieder«

In der Fig. 3-13 sind im wesentlichen etwas andere Festhalte-Einrichtungen dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt einen Flügel 35» der einen fest mit ihm verbundenen Greifer 36 trägt. Am freien Ende jedes Greifers 36 ist ein Keilstück 37 vorgesehen, das in eine entsprechende

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Aussparung 38 eines Hülseneinsatzes 39 eingreifen kann. Der Hülseneinsatz 39 ist drehbar in eine Hülse 40 eingesetzt, die mit der Stange 21 vergleichbar ist, also axial verschoben werden kann. Eine Schrägfläche 4l jedes Keilstüekes 37 dient als Auflauffläche, wie die Schrägfläche 17 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, und gewährleistet ein Zurückziehen des Flügels 35 über die untere Totpunktlage hinaus. Das innere Ende der Schrägfläche 4l bildet die Raste. Im übrigen arbeitet die Festhalte-Einrichtung geradeso wie die nach der Fig. 2.

In den Fig. 4 und 5 sind wiederum abgewandelte Teile einer Festhalte-Einrichtung dargestellt. Hier ist ein Hülseneinsatz 42 verwendet , der mit Längsschlitzen 43 versehen ist. Die stehengebliebenen Finger des Hülseneinsatzes 42 sind federnd ausgebildet,und sie sind an ihre Stirnfläche konisch verjüngt, damit'/%uch über den sich gerade im unteren Totpunkt befindlichen Flügel schlüpfen können. Jeder Flügel 44 hat einen Zapfen 45 mit einem Keilfuß 46. Jeder Keilfuß 46 hat außer seiner Keilform noch Schrägflächen 47 als Auf lauf flächen... Bei einer solchen Bauart ist eine feste Zuordnung von Flügel 44 und Längsschlitz 43 erforderlich. Aus diesem Grunde ist der drehbar gelagerte Hülsenteil 42 mittels eines Stiftes 48 mit dem Rotor 12 gekuppelt. Auch bei dieser Ausführung sorgen die Schrägflächen 47 für ein zuverlässiges Zurückziehen des Flügels 44. Die Raste ist am Zapfen 45 gebildet,

Die Fig. 6 zeigt in Weiterbildung der Bauart nach den Fig. 4 und 5 einen Flügel 49 mit einem anderen Zapfen 50. Dieser Zapfen 50 besteht aus zwei Federstücken 51 und 52, deren freie Enden 53 und 54 zu einem V federnd auseinandergebogen sind. Diese V-Form ist zum Eingreifen in den Hülseneinsatz-Längsschlitz als Raste bestimmt. Schrägflächen 55 und 56 sorgen für das zusätzliche Zurückziehen des Flügels 49.

Diese Einrichtung ist eine Umkehrung der Bauart nach den Fig. 4 und 5, weil jetzt ein Hülseneinsatz 57 starr sein

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kann. Der Flügel 49 ist in seiner festgehaltenen Stellung dargestellt.

In den Fig. 7 und 8 ist im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Bauarten.eine Zwangsführung für die Flügel dargestellt. Am inneren Ende jedes Flügels 60 ist eine Lasche 6l als Greifer angebracht ι die Lasche 6l ist mit einer Bohrung 62 versehen. Eine axial verstellbare Stange 63 ist mit einem Kegelstumpf-Zwischenstück 64 und einem verjüngten Ende 65 ausgerüstet., Bei Förderstellung der Pumpe ragt die Stange gerade so weit in die Laschenbohrung 62 hinein ₃ daß nur das verjüngte Ende 65 übergriffen wird. Zum Ausschalten der Pumpenförderung wird die Stange nach links gedrückt und weiter in die Laschenbohrung 62 hineinbewegt. Über das Kegelstumpf-Zwischenstück 64 wird
der Flügel 60 dann in seinem inneren Totpunkt festgehalten und auf dem großen Durchmesser der Stange 63 als Raste fixiert. Dann ist der Flügel 60 von der Wand der Gehäusebohrung abgehoben₅ und es besteht keine Reibung mehr.

Die Fig. 9 zeigt eine Variante, bei der ein Flügel 66
einen elastischen Greifer 67 trägt. Ein innerer
Teil 68 des Greifers 67 ist V-förmig abgeknickt und an seinem Endbereich 69 noch einmal um 180*"umgebogen.

Zwischen einer axialbeweglichen Stange 70 und dem
Greifer 67 ist eine Glocke 71 angeordnet. Diese Glocke hat eine Schrägfläche 72, die eine Ringfläche ist.

Wenn die Stange 70 nach links geht_s greift die Schrägfläche 72 am Endbereich 69 an_s drückt den Greifer 67
seitlich gegen den Rotor und hält den Flügel 66 im unteren Totpunkt fest. Beim Weiterbewegen der Stange 70
arbeitet der freie Schenkel des V-förmigen Teils 68 des

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Greifers 67 als Kniehebel und zieht den Flügel 66 noch weiter zurück. Dadurch hat der Flügel 66 hier eine Raste. Beim Rückgang der Stange 70 löst sich die Festhalte-Einrichtung wieder, das Lösen kann aber auch noch durch eine nicht gezeichnete federnde Büchse unterstützt werden.

Die Fig. 1O₃ 11 und 12 behandeln eine Bauart mit einem in einem Rotor 73 schwenkbar gelagerten Hebel 74. Der Hebel 74 hat einen Greifer 75 mit Schrägfläche 76. Der Greifer greift in einer in der Fig. 10 dargestellten Endstellung in ein Fenster 77 (Fig. 12) eines Flügels 78 ein und hat eine Raste 76' in Form einer anschließenden Geradfläche. In Eingreifrichtung unterliegt der Hebel 74 der Kraft einer Feder 79, die sich am Rotor 73 abstützt. Das andere Ende 80 des Hebels 74 ist in einem Schnitt 11 - 11 von Fig. 10 in der Fig. 11 dargestellt. Es hat eine Auflauffläche 8l*für eine Rolle 82, die an einer Glocke 83 der Betätigungsstange gelagert ist. In der Lage nach der Fig. 10 ist der Flügel 78 im unteren Totpunkt festgehalten. Durch die Schrägfläche 76 am Greifer 75 wird der Flügel 78 abgehoben und durch die Geradflächen-Raste 76' fixiert.

In der Fig. 13 ist eine Festhalte-Einrichtung dargestellt, bei welcher die Flügel immer zwangsgeführt sind. An jedem Flügel 85 ist eine Rolle 86 angebracht. Die Betätigungsstange drückt über eine Kugel 87 auf eine Glocke 88s die über mindestens einen Führungsstift 89 von einem Rotor 90 mitgenommen wird. Die Glocke 88 hat eine Ring-Schrägfläche 91 und ist gegenüber dem Rotor durch eine Rückholfeder 92 abgestützt. Auf der anderen. Seite hat der Rotor 90 eine Aussparung 93 zum Eintauchen der Glocke 88.

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ΑΛ

Beim axialen Verschieben der an der Betätigungsstange anliegenden Glocke 88 läuft die Rolle 86 an der Schrägfläche 91 ab, und der Flügel 85 wird nach innen gezogen.

Nach Beendigung des Flügelhubes geht die Schrägfläche 91 in eine axial verlaufenden Kontur über, die als Raste Sh für den Flügel 85 wirksam ist. In dieser Stellung ist der Flügel 85 vollständig abgehoben und ohne Reibung.

Nach Beendigung der Leerlaufphase gibt die Betätigungsstange die Glocke 88 wieder frei, und die Rückholfeder drückt die Glocke 88 wieder nach rechts. Dann ist der Flügel 85 wieder frei und die Pumpe kann wieder arbeiten.

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Claims

R. ι /, 6 B

1.2.1978 He/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

1.) Rotierende Verdrängerpumpe _s insbesondere zum Erzeugen >> '

eines Vakuums, mit einem sich exzentrisch in einer Gehäusebohrung drehenden bzw. abwälzenden Kolben, ferner mit mindestens einem Flügel zum Trennen einer Einlaßseite von einer Auslaßseite und mit einer förderdruckabhängigen Einrichtung zum Pesthalten des Flügels in einer die Pumpwirkung ausschaltenden Lage₃ dadurch gekennzeichnet₃ daß die Festhalte-Einrichtung eine Raste aufweist _s die den Flügel formschlüssig in seiner die Pumpwirkung ausschaltenden Lage festhält.

2„ Verdrängungspumpe „nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet_s daß die Raste an einer Überhubstufe für den Flügel gebildet ist.

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3· Verdrängungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalte-Einrichtung für den Flügel einen Greifer aufweist, der im wesentlichen V-förmig gebogen ist und dessen einer Schenkel zur Zusammenarbeit mit der Raste bestimmt ist, und daß die Überhubstufe durch eine Kniehebelwirkung des letztgenannten Schenkels erreichbar ist (Figur 9).

4. Verdrängerpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die überhubstufe mit einer Halteeinrichtung versehen ist.

5- Verdrängungspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Raste zusammenarbeitende Schenkel des Flach-Federstückes mit seinem wirksamen Ende mit Haftreibung auf eine Schrägfläche (72) aufsetzbar ist und dadurch die Festhalte-Einrichtung bildet (Fig. 9)·

6. Verdrängungspumpe nach Anspruch 4 qder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalte-Einrichtung mit Hilfe eines Lösegliedes zu lösen ist.

7. Verdrängungspumpe nach einem der Ansprüche 3 bis mit mehreren Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Greifer um einen gemeinsamen Mittelpunkt herum angeordnet sind und dort mit einem förderdruckabhängig axialbeweglichen Glied (Stange 21, 63, 70) kuppelbar sind, wodurch die Formschlüssigkeit der Verbindung mit den Flügeln ein- und ausschaltbar ist (Figur 2 bis 13).

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8. Verdrängungspumpe nach Anspruch 7₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (19) der Festhalte-Einrichtung an dem förderdruckabhängig axialbeweglichen Glie^/(Stange 21) befestigt und mit den Flügeln (l6) kuppelbar sind (Figur 2).

9. Verdrängungspumpe nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greifer (36) am Flügel befestigt und mit der förderdruckabhängig axialbeweglichen Stange kuppelbar ist (Figur 3).

10. Verdrängungspumpe nach Anspruch 9_S dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greifer (Lasche öl) im Bereich der förderdruckabhängigen axialbeweglichen Stange (63) ein Durchgangsloch (62) aufweist, -daß ferner die axialbewegliche Stange eine Verjüngung (65) und eine über ein Kegelstück (64) anschließende Mantelfläche größeren Durchmessers hat und daß bei arbeitender Pumpe die Verjüngung (65) die Flügel unbeeinflußt läßt und bei ausgeschalteter Pumpwirkung die Flügel (60) von der Mantelfläche mit dem größeren Durchmesser außer Eingriff mit der Gehäusebohrung haltbar sind (Figur 7 und 8).