DE3321723A1 - Fluegelzellenpumpe - Google Patents

Description

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Flügelzellenpumpe

Gegenstand der Erfindung ist eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere mit den weiteren Merkmalen nach Patentanmeldung P 31 50 569.4 (= Bag. 1278), daß jeder Flügel im wesentlichen in seiner Längsmitte einen einzigen Stift besitzt und" daß eine Kupplungswelle um mehr als ein Drittel ihrer Länge in die Hohlwelle hineinragt und mit dieser über Verzahnung, Kerbverzahnung oder dgl. kardanisch, jedoch formschlüssig verbunden ist.

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Derartige Flügelzellenpumpen dienen zur Bremskraftverstärkung und für sonstige Servoantriebe in Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen Kraftfahrzeugen, die einen Diesel-Motor oder einen Einspritz-Otto-:-lotor haben. Line solche Flügelzellenpumpe wird als Unterdruckpumpe betrieben und stellt in einem Kraftfahrzeug ein Nebenaggregat dar, für welches nur beschränkte Antriebsmöglichkeiten bestehen und welches je nach Motor- und Kraftfahrzeugmodell - erheblichen Einschränkungen in räumlicher Hinsicht unterworfen ist.

Die Flügelzellenpumpe nach dem Hauptpatent (Hauptpatentanmeldung) zeichnet sich durch eine in ihrer axialen Ausdehnung gedrungene Bauweise aus. Dies wird dadurch erreicht, 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 beidseitig in den Gehäuseinnenraum ragende Lagerfüße für die Hohlwelle des Rotors auf, und der Rotor besitzt stirnseitige, zur Hohlwelle konzentrische

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Ausnehmungen, in welche die Lagerfüße axial hineinragen. Die Kupplung der Hohlwelle mit einer fluchtenden Antriebs¹-welle erfolgt durch eine als sebständiges Bauelement ausgebildete Kupplungswelle, welche weit, vorzugsweise bis in den axial mittleren Bereich der Hohlwelle hineinragt und mit dieser kardanisch, jedoch formschlüssig verbunden ist. Durch die Kupplungswelle können Flüchtungsfehler zwischen Antriebswelle und Hohlwelle der Flügelzellenpumpe ausgeglichen werden.

Durch dieses Zusatzpatent (Zusatzpatentanmeldung) wird gleichfalls eine in ihrer axialen Ausdehnung besonders gedrungene Bauweise einer Flügelzellenvakuumpumpe erzielt. Die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Lösung unterscheidet sich jedoch von der Bauweise der Flügelzellenpumpe nach dem Hauptpatent (Hauptpatentanmeldung) insbesondere durch die fliegende Lagerung des Rotors im Pumpengehäuse. Bei dieser Bauform ist der mit der Hohlwelle drehfest verbundene Rotor in einer Lagernabe an einem der Gehäusedeckel oder des Gehäusebodens auskragend gelagert. Der Rotor selbst sitzt am einen Ende der Hohlwelle, insbesondere dem der Antriebswelle abgewandten Ende. Er besitzt auf seiner der Lagernabe zugewandten Seite eine stirnseitige Ausdrehung, in die die Lagernabe teilweise axial hineinragt. Radial ist der Rotor in diesem Bereich über die Lagernabe hinaus ausgedreht. Vorzugsweise wird ein Gleitlager angewandt, um auch bei einer radial gedrungenen Bauweise noch eine ausreichende radiale Dicht- und Führungsbreite des Rotors zu erzielen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Rotors in Verbindung mit seiner fliegenden Lagerung in einem in das Pumpengehäuse axial hineinragenden Lagerelement wird eine Flügelzellenpumpe geschaffen, die bei vergleichbarer Saugleistung in axialer Richtung wesentlich kürzer baut als

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andere bisher bekanntgewordene Flügelzellenvakuumpumpen. Dabei ist es nach dieser Erfindung besonders wichtig, daß die Lagernabe so weit wie möglich in den Rotor verlegt wird, um eine geringe Gesamtlänge des Rotors einschließlich seiner Lagerung zu erhalten. Im übrigen ist die Ausdrehung des Rotors - soweit die Funktion der Flügelzellenvakuumpumpe gewährleistet ist - gewichtsreduzierend und vorteilhaft für die Dimensionierung des Lagerbereichs und der Hohlwelle, da der Abstand zwischen der Längsmitte des Rotors und der Lagermitte reduziert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Es zeigen

Fig* 1 den Axialschnitt einer Flügelzellenvakuumpumpe

gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Kormalschnitt der Pumpe gemäß Schnitt II-II in Fig. 1.

Die in Fig. 1 im Axialschnitt dargestellte Flügelzellenvakuumpumpe besteht aus einem kreiszylindrischen Gehäuse 1, das durch die Deckel 2 und 17 stirnseitig abgeschlossen ist. Der Deckel 17 und das Gehäuse 1 können aber auch ein gemeinsames, topfförmiges Bauteil bilden, in dem der angeflanschte Deckel 17 zum Boden des Pumpengehäuses wird. Der Deckel 17 besitzt eine exzentrisch im Pumpengehäuse 1 angeordnete Lagernabe 3, in welcher die Hohlwelle 4 des Rotors 6 drehbar gelagert und durch eine Kupplungswelle 5 mit Antriebswelle 18 angetrieben ist. Die Kupplungswelle ragt bis in den axial mittleren Bereich der Hohlwelle 4 hinein und ist mit dieser durch ein Vielkantprofil 19 formschlüssig verbunden. Durch die Kupplungswelle 5 werden geringe Fluchtungsfehler und Winkelversetzungen der Wellen 4 und 18 im Rahmen des vorhandenen Spiels des

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Vielkantprofils 19 ausgeglichen.

Der Rotor 6 sitzt drehfest am einen Ende der Hohlwelle Diese weist beispielsweise in ihrem Endbereich eine Rändelung oder dgl. auf oder ist mit einem Preßsitz in der Bohrung des Rotors 6 befestigt. Bei dem Rotor 6 handelt es sich um einen kreiszylindrischen, massiven Körper, in welchen vorzugsweise vier Schlitze 7 eingearbeitet sind, die auf Axialebenen des Rotors 6 liegen. In jedem

10· der Schlitze 7 ist ein Flügel 8 radial beweglich. Die Stifte 9, welche mit den Flügeln 8 fest verbunden sind, verhindern, daß einer der Flügel 8 in seiner unteren Totlage hängenbleibt. Dabei fluchten die Stifte 9 sich gegenüberliegender Flügel 8 miteinander und haben eine solche Länge, daß die radiale Erstreckung eines Paares von Flügeln 8 mitsamt ihrer Koppelstifte 9 kleiner ist als die kleinste Gehäusesekante durch den Rotormittelpunkt. Hierdurch wird erreicht, daß die Flügel 8 stets nur unter der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft am Umfang des Gehäuses 1 anliegen. Andererseits können die Flügel 8 aber nicht durch Verunreinigungen oder zähflüssiges öl in einer radial inneren Stellung klemmen oder hängenbleiben, da sie durch die Koppelstifte 9 und die gegenüberliegenden, bei Drehung des Rotors 6 radial einfahrenden Flügel 8 zwangsweise in ihren Schlitzen 7 radial herausgeschoben werden. Die Stifte 9 sind im Rotor 6 in Bohrungen geführt, die mit entsprechenden Radialbohrungen der Hohlwelle 4 fluchten. Die Stifte 9 benachbarter Flügel 8 sind in Längsrichtung der Flügel etwas versetzt, um sich nicht zu behindern.

Der Rotor 6 weist in seiner der Lagernabe 3 zugewandten Stirnfläche eine zentrische Ausdrehung 20 auf, die sich axial bis annähernd zur Längsmitte des Rotors 6 erstreckt. In radialer Richtung ist die Ausdrehung 20 so bemessen,

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daß der in der Lagernabe 3 auf seiner Hohlwelle 4 fliegend gelagerte Rotor 6 die Lagernabe 3 mit geringem radialen Spiel übergreift, so daß das Gleitlager im wesentlichen in den Rotor 6 hineinverlegt ist und die axiale Baulänge der Flügelzellenpumpe erheblich verringert wird.

In Fig. 1 ist einerseits eine übliche Flanschverbindung zwischen dem kreiszylindrischen Pumpengehäuse 1 und dem Deckel 17 mit einem zwischengelegten Dichtungsring und umfangsverteilten Schrauben dargestellt. Wie bereits oben erwähnt, können beide Teile auch ein gemeinsames, topfförmiges Pumpengehäuse bilden. Dagegen ist die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem ebenen Deckel 2 so ausgeführt, daß in den Flansch 10 des Pumpengehäuses 1 und den Deckel 2 jeweils kreisförmige Nuten 11 bzw. 12 eingearbeitet sind, die in der Trennfuge 16 miteinander kommunizieren. Die Nuten 11 und 12 sind zueinander gegensinnig geneigt, so daß sie im Axialschnitt V-förmig gegeneinander abgewinkelt sind. Die hier gezeigte Verbindung des Pumpengehäuses 1 mit dem ebenen Deckel 2 geschieht nun dadurch, daß der Deckel 2 auf das Pumpengehäuse 1 gelegt und sodann die Nuten 11, 12 durch den Angußkanal 13 mit einem schmelzflüssigen oder plastisch fließfähigen Material 'iber den ganzen Umfang gefüllt v/erden. Der Füllvorgancj wird so lange fortgesetzt, bis Material aus der diametral gegenüberliegenden Entlüftungsbohrung 14 austritt. Wenn beim Verfüllen der Nuten 11, 12 Dichtmasse in die Fuge 16 gelangt, fließt diese in die Sammelnut 15 und sammelt sich dort. Es wird hierdurch verhindert, daß die Dichtmasse in das Innere des Pumpengehäuses 1 austritt.

Als Füllmaterial kommen Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, insbesondere aber auch thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe in Betracht, die zum Zweck des Füllens der Nuten 11, 12 aufgeschmolzen v/erden und sodann in den Nuten 11, 12 aushärten.

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Die gezeigte Verbindung hat den Vorteil, daß sie sehr einfach ist und es ermöglicht, die Verbindung im wesentlichen automatisch, d.h. ohne Handbetrieb, mittels einer Spritzgießmaschine herzustellen. Durch diese wird die thermoplastische oder duroplastische Dichtmasse aufgeschmolzen und in die Nuten 11, 12 eingespritzt. Eine mechanische Bearbeitung der Dichtflächen und das Einlegen einer Flachdichtung sind nicht mehr erforderlich.

Fig. 2 zeigt den Normalschnitt der Flügelzellenvakuumpumpe gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II. Neben den bereits beschriebenen Bauteilen der Flügelzellenvakuumpumpe ist hier noch der Saugstutzen 21 kurz vor dem oberen Totpunkt der Flügel 8 und die Auslaßniere 22 kurz vor dem unteren Totpunkt der Flügel 8 dargestellt. Die Drehrichtung des Rotors 6 ist in Fig. 2 mit der Bezugszahl 23 bezeichnet. Vvie aus Fig. 2 zu erkennen ist, bilden die Flügel 8 in dem Pumpengehäuse 1 Flügelzellen, welche durch die Stirnflächen des Pumpengehäuses, also durch die Deckel 2 und 17, den inneren Umfang des Gehäuses 1 und den Außenumfang des Rotors 6 begrenzt sind und sich bei Drehung des Rotors 6 kontinuierlich verkleinern und vergrößern und dadurch eine Pumpwirkung ausüben.

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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1	Pumpe
2	Gehäusedeckel
3	Lagernabe, Gleitlager
4	Hohlwelle
5	Kupplungswelle
6	Rotor
7	Schlitz
8	Flügel
9	Stift
10	Flansch
11	Nut
12	Nut
13	Angußöffnung, Angußkanal
14	Entlüftungsöffnung, -bohrung
15	Sammelnut
16	Trennfuge
17	Deckel oder Gehäuseboden
18	Antriebswelle
19	Vielkantprofi1
20	Ausdrehung des Rotors
21	Saugstutzen
22	Auslaßniere
23	Drehrichtung des Rotors

-40-L eerseite

Claims (2)

1. barmag Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Sitz Remscheid, Bundesrepublik Deutschland

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   Ansprüche

   ο Flügelzellenpumpe

   zur Erzeugung eines Luftunterdrucks, insbesondere für die Bremskraftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diesel= oder Einspritz-Otto-Motor, mit einem Rotor (6), der auf einer drehbar angetriebenen Hohlwelle (4) sitzt und radiale Führungsschlitze (7) für die Flügel (8) aufweist, wobei die Flügel (8) mittels radial fluchtender Stifte (9) in einem Abstand von Flügelspitze zu Flügelspitze gehalten werden, der geringfügig kleiner als die kleinste Gehäusesekante durch die Drehmitte des Rotors (6) ist, insbesondere mit den weiteren Merkmalen nach Patentanmeldung P 31 50 569.4, daß jeder Flügel (8) im wesentlichen in seiner Längsmitte einen einzigen Stift (9) besitzt und daß eine K^plungswelle (5) um mehr als ein Drittel ihrer Länge in die Hohlwelle (4) ragt und mit dieser über Verzahnung, Kerbverzahnung oder dgl. kardanisch-, jedoch formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   der Rotor (6) drehfest am einen Ende der Hohlwelle (4) sitzt und in einer am Deckel (17) des Pumpengehäuses (1.) exzentrisch angeordneten Lagernabe (3) frei auskragend gelagert, insbesondere gleitgelagert ist, wobei sich die Lagernabe (3) am Deckel (17) axial in eine zentrische, stirnseitige Ausdrehung (20) des Rotors (6) erstreckt,

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   welche radial über die Lagernabe (3) und den Grund der Führungsschlitze (7) der Flügel (8) im Rotor (6) hinausgeht.
2. 2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Lagernabe (3) im Boden eines topfförmig ausgebildeten Pumpengehäuses (1) angeordnet ist, welches durch einen ebenen Deckel (2) verschlossen ist. 10