DE3150569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ist eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Diese Flügelzellenpumpe ist durch die DE 28 04 957-A1 bekannt.

Derartige Flügelzellenpumpen dienen zur Bremskraftverstärkung und für sonstige Servoantriebe in Kraftfahrzeugen, ins­ besondere solchen Kraftfahrzeugen, die einen Diesel-Motor oder einen Einspritz-Otto-Motor haben. Eine derartige Unterdruckpumpe stellt in einem Kraftfahrzeug ein Neben­ aggregat dar, für welches nur beschränkte Antriebsmöglich­ keiten bestehen und welches auch - je nach Motor- und Kraftfahrzeugmodell - erheblichen Einschränkungen in räumlicher Hinsicht unterworfen ist. So ist die bekannte Flügelzellenpumpe nach der DE 28 04 957-A1 zwar direkt an das Gehäuse des Antriebmotors angeflanscht und ragt mit einem Lagerbereich in das Kurbelgehäuse hinein. Wegen der fliegen­ den Lagerung des Pumpenrotors in zwei in axialem Abstand zwischen Motor und Pumpe angeordneten Lagern der Hohlwelle ist der Platzbedarf in axialer Richtung der Pumpe jedoch hoch.

Aus der DE 2 83 961-C ist eine Flügelzellenmaschine bekannt, bei der die paarweise sich gegenüberliegenden Kolbenplatten, die in Führungsschlitzen einer Kolbentrommel radial beweglich sind, durch jeweils ein Paar etwa mittig an der Innenseite je einer Kolbenplatte angreifender, schubstarr wirkender Federn gegeneinander abgestützt sind. Hierdurch ergibt sich keine kompakte Bauweise, da die Lagerung der Antriebswelle der Kolbentrommel in den beiden Gehäusedeckeln vorgesehen ist und ihre gemeinsame Länge etwa der axialen Breite der Kolben entspricht.

Aus der DE 6 17 020-C und der JP 56-23 588-A1 sind auch schon Flügelzellenverdichter bekannt, bei denen der Rotor an seinen Stirnseiten zur Antriebswelle konzentrische Aussparungen besitzt, in die an den stirnseitigen Verschlußplatten des Gehäuses ausgebildete Gleitlager axial hineinragen. Hierdurch wird zwar bereits eine kürzere Bauweise erreicht; ein direktes Anflanschen der antriebsseitigen Verschlußplatte des Gehäuses an einen Motor ist aber nicht vorgesehen und bei der gezeigten Ausführung auch nicht möglich.

Dagegen wird bei der DE 31 02 214-A1 eine kürzere Bauweise dadurch erreicht, daß der stirnseitige Gehäusedeckel eines Flügelzellenverdichters axial am Gehäuse eines elektrischen Antriebmotors zentriert ist. Die Kraftübertragung in den Rotor des Verdichters erfolgt durch die in den Rotor hineinragende Motorwelle, die an ihrem Ende eine Kupplung mit prismatischem Querschnitt trägt, welche in eine diesem entsprechende Ausnehmung der Nabe des Rotors formschlüssig eingreift.

Dazu ist aus der DE 25 14 179-A1 bei einer Rotationskolben­ maschine für ein Lenkgetriebe eine Kupplungsverbindung bekannt geworden, bei der die Antriebs- und Arbeitseinheit formschlüssig und kardanisch miteinander verbunden sind, indem eine an ihren Enden Außenverzahnungen aufweisende Welle in eine geeignete Hohlwelle bzw. Nabe mit Innenverzahnungen eingreift.

Schließlich ist in der DE 24 02 029-A1 bereits ein Schmier­ system für einen Rotationskolbenverdichter gezeigt, bei dem aufgeschleudertes Öl in einer Ölsammeltasche einer stirn­ seitigen Gehäusewand außerhalb des Arbeitsraumes gesammelt und durch eine Bohrung in der Gehäusewand in das Verdichter­ gehäuse hinein und zu einer Schmierstelle geführt wird.

Ausgehend von der Flügelzellenpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs definierten Art ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Flügelzellenpumpe bereitzustellen, die eine in axialer Richtung besonders gedrungene Bauweise aufweist und die an dem Antriebsmotor platzsparend angebracht ist und von diesem mit Schmieröl versorgt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt für die im Obergegriff des Patentanspruchs beschriebene Flügelzellenpumpe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale 1.1 bis 1.6.

Die Flügelzellenpumpe nach dieser Erfindung zeichnet sich durch eine in axialer Ausdehnung besonders gedrungene Bauweise aus. Hierzu wird die bekannte Flügelzellenpumpe dahingehend verändert, daß jeder Flügel lediglich einen einzigen radial nach innen weisenden Koppelstift besitzt, welcher im wesentlichen in der axialen Mitte jedes Flügels angeordnet ist. Ferner weisen die Gehäusedeckel in den Gehäuseinnenraum ragende Lagerfüße für die Welle des Rotors auf und der Rotor besitzt zur Hohlwelle konzentrische Ausnehmungen, in welchd die Lagerfüße ragen. Die Kupplung der Hohlwelle mit einer fluchtenden Antriebswelle geschieht durch eine als selbständiges Bauelement ausgebildete Kupplungs­ welle, welche weit, vorzugsweise bis in den axial mittleren Bereich der Hohlwelle ragt und mit dieser kardanisch, jedoch formschlüssig z. B. über eine Verzahnung, Kerbverzahnung oder dgl. verbunden ist. Durch diese Kupplungswelle können Fluchtfehler zwischen Antriebswelle und der Hohlwelle der Flügelzellenpumpe ausgeglichen werden.

Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe mit ihrer axial gedrungenen Bauweise ist dazu noch in besonderer Weise geeignet, unmittelbar an das Motorgehäuse eines Kraftfahr­ zeuges angeflanscht zu werden. In dieser Ausführung weist der Verbindungsflansch eine - in der Einbaulage der Flügelzellen­ pumpe - nach oben weisende Ölsammeltasche auf, welche an ihrem Grund oder nahe ihrem Grund eine Austrittsöffnung in das Innere des Gehäuses der Flügelzellenpumpe besitzt. Der Verbindungsflansch, welcher gleichzeitig eine Stirnwand des Gehäuses darstellt, ist ferner auf der Pumpeninnenseite vorzugsweise mit einer Ausnehmung versehen, welche die Austrittsöffnung der Ölsammeltasche mit den Ringräumen verbindet, welche durch die Ausnehmungen des Rotors um die Lagerfüße gebildet werden. Von diesen Ringräumen aus gelangt das Öl in die Flügelfußräume der Führungsschlitze, in die Lagerbereiche und in das Innere der Hohlwelle. Hierdurch werden die Flügel in ihren Flügelschlitzen, die Laufflächen der Flügel am Gehäuse, die Gleitlager der Hohlwelle sowie die Kupplung im Inneren der Hohlwelle geschmiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels durch die Fig. 1 und 2 näher erläutert.

In Fig. 1 ist im Axialschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt eine Flügelzellenpumpe dargestellt. Sie besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1, in dem exzentrisch der Rotor 3 auf der drehbaren Hohlwelle 9 gelagert ist. Der Rotor 3 weist Führungsschlitze 4 für die Flügel 5 auf, die vorzugsweise in Axialebenen des Rotors liegen. Die Stirnflächen des Pumpen­ gehäuses werden gebildet durch den Boden 23 des topfförmigen Gehäuses 1 sowie durch den Verbindungsflansch 2. Die Flügel bilden in dem Gehäuse 1 Flügelzellen, welche durch die Stirnflächen des Pumpengehäuses, also durch Flansch 2 und Boden 23 und den Außenumfang des Gehäuses 1 und des Rotors 3 begrenzt sind und sich bei Rotation des Rotors kontinuierlich verkleinern und vergrößern und dadurch eine Pumpwirkung ausüben.

Der Ansaugkanal ist mit 24 und der Auslaßkanal mit 25 bezeichnet. Der Rotor 3 mit seiner Nabe 7 ist durch Stift 26 mit der Hohlwelle 9 verbunden. Die Hohlwelle 9 ist in den Lagerfüßen 12 und 13 gleitgelagert. Die Lagerfüße einerseits und die Hohlwelle andererseits bilden eine geeignete Materialpaarung für die Gleitlagerung der Hohlwelle. Die Lagerfüße 12 und 13 sitzen an den Stirnwänden 2 und 23 und ragen, um eine gedrungene Bauweise zu erreichen, in das Innere des Gehäuses 1. Der Rotor 3 weist an seinen beiden Stirnflächen konzentrische Ausnehmungen 6.1, 6.2 auf, welche die Lagerfüße umgeben und mit ihnen jeweils einen Ringraum bilden. Die Flügel 5 weisen in ihrer axialen Mitte jeweils einen Koppelstift 8.1, 8.2 auf. Die Koppelstifte sich gegenüberliegender Flügel fluchten miteinander. Die Koppel­ stifte sind so lang, daß die radiale Erstreckung eines Paares von Flügeln und Koppelstiften kleiner ist als die kleinste Gehäusesekante durch den Rotormittelpunkt. Dadurch wird erreicht, daß die Flügel stets nur unter ihrer Zentrifugal­ kraft am Außenumfang des Gehäuses anliegen. Andererseits können aber die Flügel nicht durch Verschmutzung oder zähflüssiges Öl in einer radial inneren Stellung klemmen, da sie dann durch die Koppelstifte und den gegenüberliegenden, radial einfahrenden Flügel wieder zwangsweise radial ausgefahren werden.

Die Flügelzellenpumpe wird durch den Verbindungsflansch 2 an das Motorgehäuse 19 des Kraftfahrzeuges angeflanscht (Flanschlöcher 18). Der Antrieb geschieht durch Antriebswelle 27 und Kupplungswelle 16. Diese weist beidseitig Kupplungs­ räder 15, 17 mit Verzahnungen oder anderen Formgebungen auf, mit denen die Kupplungswelle 16 einerseits mit der Antriebs­ welle 27 und andererseits mit der Hohlwelle 9, die die Verzahnung 14 aufweist, formschlüssig gekuppelt ist. Dabei ist jedes Kupplungsrad 15 bzw. 17 so ausgebildet, daß die Kupplungswelle 16 kardanisch gegenüber der Hohlwelle 9 und der Antriebswelle 27 beweglich ist.

Dadurch, daß die Kupplungswelle sehr weit und vorzugsweise bis in den Bereich der axialen Mitte der Hohlwelle ragt, wird es möglich, daß die Antriebswelle 27 fast bis vor den Verbindungsflansch ragt. Die Kupplungswelle 16 ist in der Lage, Fluchtfehler zwischen der Antriebswelle 27 und der Hohlwelle 9 auszugleichen.

Zur Schmierung weist der Verbindungsflansch 2 eine Ölsammel­ tasche 20 auf. Die Ölsammeltasche ist in der Einbaulage der Pumpe nach oben gerichtet. In ihr sammelt sich Öl, welches im Kurbelwellenraum des Motors aufgeschleudert wird. Durch die Austrittsöffnung 28 gelangt das Öl in den Bereich einer scheibenförmigen Ausnehmung 21, welche auf der Gehäuseinnen­ seite in den Verbindungsflansch 2 konzentrisch zum Gehäuse 1 eingebracht ist. Diese Ausnehmung kann auch anders, z. B. als Nut ausgebildet sein. Die Ausnehmung 21 ragt radial bis in den Bereich des Ringraums 6.2. Dieser steht mit den Fußräumen der Flügelschlitze und diese wiederum durch Öffnungen 10, 11 in der Nabe 7 des Rotors 3 und der Hohlwelle 9 mit dem Inneren der Hohlwelle und außerdem mit dem gegenüberliegenden Ringraum 6.1 und der Ausnehmung 22 im Gehäuseboden 23 in Verbindung.

Von den Führungsschlitzen aus werden die Flügel und die Stirn- und Umfangswandungen des Gehäuses geschmiert. Von den Ringräumen 6.1 und 6.2 gelangt Öl in die Gleitlagerungen. Hierzu können die Lagerfüße 12 bzw. 13 oder aber die Hohlwelle axiale Lagernuten aufweisen.

Das in das Innere der Hohlwelle gelangte Öl dient zur Schmierung der Kupplungsverbindung zwischen dem Kupplungsrad 15 und der Hohlwelle 9. Da die Hohlwelle in den Kurbelwellen­ raum ragt, kann das aus dem Inneren der Hohlwelle und aus den Gleitlagerungen austretende Öl in den Ölsumpf des Motors abfließen.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Gehäuse
 2 Flansch, Verbindungsflansch, Stirnwand, Gehäusedeckel
 3 Rotor
 4 Flügelschlitz, Führungsschlitz
 5 Flügel
 6.1 Ausnehmung, Ringraum
 6.2 Ausnehmung, Ringraum
 7 Nabe
 8.1 Koppelstift, Stift
 8.2 Koppelstift, Stift
 9 Hohlwelle
10 Durchtrittsöffnung
11 Durchtrittsöffnung
12 Lagerfuß
13 Lagerfuß
14 Verzahnung
15 Kupplungsrad
16 Kupplungswelle
17 Kupplungsrad
18 Flanschlöcher
19 Motorgehäuse
20 Öltasche, Ölsammeltasche, Tasche
21 Ausnehmung
22 Ausnehmung
23 Boden, Gehäuseboden, Stirnwand, Gehäusedeckel
24 Ansaugkanal
25 Auslaß, Auslaßkanal
26 Stift
27 Antriebswelle
28 Austrittsöffnung, Ölauslaß

Claims (1)

1. Flügelzellenpumpe zur Erzeugung eines Luftunterdrucks, insbesondere für die Bremskraftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder Einspritz-Otto-Motor,
   mit einem Rotor (3), der auf einer drehbar angetriebenen Hohlwelle (9) sitzt und radiale Führungsschlitze (4) für die Flügel aufweist, wobei die Flügel (5) mittels radial fluchtender Stifte (8.1, 8.2) von Flügelspitze zu Flügel­ spitze in einem Abstand gehalten werden, der geringfügig kleiner ist die kleinste Gehäusesekante durch die Drehmitte des Rotors (3) ist,
   und wobei die Stifte (8.1, 8.2) in radialen Durchtritts­ öffnungen (10, 11) der Hohlwelle (9) geführt sind und das von den Schmierstellen der Flügelzellenpumpe kommende Schmieröl drucklos in das Kurbelwellengehäuse des Motors zurückläuft, dadurch gekennzeichnet, daß

   • 1.1 jeder Flügel (5) im wesentlichen in seiner Längsmitte einen einzigen Stift (8.1, 8.2) besitzt,
   • 1.2 der Rotor (3) an seinen Stirnseiten zur Hohlwelle (9) konzentrische Ausnehmungen (6.1, 6.2) zur Aufnahme von Gleitlagern (12, 13) aufweist,
   • 1.3 die Gleitlager (12, 13) zur Lagerung der Hohlwelle (9) an der jeweiligen Gehäuseinnenseite eines Gehäusedeckels (2,23) ausgebildet sind und axial in den Gehäuseinnenraum ragen,
   • 1.4 eine Kupplungswelle (16), die vom Motor angetrieben wird, um mehr als ein Drittel ihrer Länge in die Hohlwelle (9) ragt und mit ihr kardanisch, jedoch formschlüssig verbunden ist,
   • 1.5 die Pumpe mit einem Gehäusedeckel (2, 23) am Motorgehäuse (19) befestigt ist und dieser Gehäusedeckel (2) in das Kurbelwellengehäuse hineinragt,
   • 1.6 und der Gehäusedeckel (2) auf seiner Außenseite eine nach oben offene Ölsammeltasche (20) aufweist, die einen Ölauslaß (28) in das Pumpengehäuse (1) im Bereich der zur Hohlwelle (9) konzentrischen Ausnehmung (6.2) des Rotors (3) hat.