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Spiral- bzw. RingkolbenpumDe
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Die Erfindung betrifft eine Spiral- bzw. Ringkolbenoumpe nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige Pumpen sind durch den einsinnig ablaufenden Frdervorgang
für den Betrieb mit sehr hohen Drehzahlen geeignet, wodurch ein geringes Bauvolumen
und ein akzeptabier Wirkungsgrad erreichbar ist. Hierdurch sind diese Pumpen besonders
für den Einsatz als Vakuumpumpe oder Verdichterpumpe in Kraftfahrzeugen geeignet.
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Bei Einsatz als Verdichternumoe, beispielsweise bei einer aufladbaren
Brennkraftmaschine, treten infolge der bei der Verdichtung freiwerdenden Wärme und
dadurch, daß dem Fördermedium Luft keine Schmiermittel zugegeben werden können,
diese beeinflussen den Betrieb und die Abgaszusammensetzung der Brennkraftmaschine,
häufig Lagerschäden auf.
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Diese Lagerschäden können einmal dadurch begrenzt werden, daß die
Pumpe an den Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen wird, was
jedoch einen beträchtlichen Aufwand an Abdicht- und Anschlußmitteln erfordert und
ein erhöhtes Risiko für den Motor darstellt.
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Eine andere Moglichkeit,wie diese Lagerschäden begrenzt werden konnen,ist
durch die in der DE-OS 28 ol 206 beschriebene Spiralpumpe angeregt. Bei dieser Pumpe
wird ein Schmiermittelaustausch zwischen den Wellen- und Antriebslagern und einem
Öl reservoir mit Hilfe von Öl fingern erreicht, die bei Drehung der Kurbelwelle
periodisch in das 91 eintauchen und dieses beim Austauchen in das Gehäuse schleudern.
Das von Gehäusehohlräumen aufgefangene 01 soll durch eine Leitung einem besonders
gefährdeten Lager zugeführt werden.
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Ein derartiger Vorschlag ist jedoch nur bei einem groben Bauvolumen
der Pumpe zu realisieren. Der Öl austausch erfolgt mehr oder weniger zufällig und
es ist fraglich, ob dieser eine ausreichende Wärmeabfuhr, beispielsweise vom besonders
gefährdeten Hubzapfen-Lager im Verdrängungskorper gewährleisten kann.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde,
eine gattungsgemäße Spiral- bzw. Ringkolbenpumpe derart zu gestalten, daß ein Schmiermittel-Zwangsumlauf
von einem Sehäusereservoir zum Hubzapfenlager und zurück erreicht wird, ohne Anschluß
an einen externen Schmiermittelkreislauf und ohne das Bauvolumen zu verändern.
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Diese gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei eine vorteilhafte Weiterbildung im Anspruch
2 angegeben ist.
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Mit der Erfindung wird ein Schmiermittel-Zwangsumlauf zwischen den
Lagern der Pumpe erreicht. Hierdurch ergibt sich eine wirkungsvolle, gezielte Wärmeabführung
von den hochbeanspruchten Lagern und eine hervorragende Schmierung, so daß eine
lange Lebensdauer der Pumpe sichergestellt ist.
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Durch die gezielt erreichbare Schmiermittel-Beaufschlagung ergeben
sich eine einfache Anordnung der Dichtelemente und deren reduzierbare Abmessungen.
Die Abdichtung der Reservoire gegenüber den Förderkammern ist wirkungsvoll durchführbar
und sichert einen robusten Aufbau der Pumpe bei geringstem Bauvolumen.
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Ein Ausflihrungsbeisoiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folqenden beschrieben. Es zeigen: Fiq. 1 eine erfindungsgemaße Soiral- bzw. RingkolbenDumse
Fig. 2 einen Querschnitt durch deren Gehäusereservoir
Fig. 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Spiral- bzw. Ringkolben-Pumpe im Längsschnitt, bestehend aus
einem Gehäuse 1 mit einer Kurbelwelle 2, die mit einer Riemenscheibe 3 aus3estattet
ist, und aus einem Verdrängungskirper 4, der auf einem Hubzapfen 5 der Kurbelwelle
2 gelagert und an einem nichtdargestellten Element geführt ist.
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Zwischen Hauptlagern 6 der Kurbelwelle 2 ist im Gehäuse 1 ein Schmiermittelreservoir
7 ausgebildet, das mit einem Einfüllschacht 8 ausgestattet ist. Die Hauptlager 6
weisen nicht dargestellte Dichtelemente zur Abdichtung des Gehäusereservoirs 7 gegenüber
der Atmosphäre und einer inneren, einen Anschluß 9 für die Zu- oder Abführung des
Fördermediums aufweisende Gehäusekammer 1o auf. Zwischen den Lagern 11 des Hubzapfens
5 ist im Verdrängungskörper 4 ebenfalls ein Schmiermittelreservoir 12 angeordnet,
das durch Dichtelement der Lager 11 abgedichtet ist.
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Die Kurbelwelle 2 weist einen Zulaufkanal 13 und einen Rücklaufkanal
14 für die Verbindung der Reservoire 7,12 auf, wobei der Zulaufkanal 13 einerseits
über ein in Umlaufrichtung der Kurbelwelle 2 gebogenes Schopfrohr 15 mit dem Gehäuse
reservoir 7 verbunden ist, das in eine Querbohrung 16 der Kurbelwelle 2 eingeDaßt
ist und mit definiertem Abstand zur Kurbelwellenmitte 17 in den Zulaufkanal 13 hineinragt.
Der Zulaufkanal 13 ist andererseits durch eine aus der den grsßten Abstand zur Kurbelwellenmitte
17 aufweisenden Seite des Hubzapfens 5 austretenden Bohrung 18 mit dem Verdrängungskor-Derreservoir
12 verbunden.
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Der Rücklaufkanal 14 ist ausgehend von der den geringsten Abstand
zur Kurbelwellenmitte 17 aufweisenden Seite des Hubzapfens 5 und aus der den Hubzapfen
5 aufweisenden Seite der Kurbelwelle 2 austretend angeordnet und verbindet das Verdrängungskörperreservoir
12 mit dem Gehäusereservoir 7.
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Wenn die Kurbelwelle 2 über die Riemenscheibe 3 in Drehung versetzt
wird, dann fährt der Verdrängungskörper 4 im entsprechend geformten Gehause 1 eine
Verdrängungsbewegung aus, durch die ein Firdermedium einsinnig, kontinuierlich gefjrdert
werden kann.
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Das Gehäusereservoir 7 ist bis unterhalb der Kurbelwellenmitte 17
mit Schmiermittel gefüllt, aus dem bei jedem Kurbelwellenumlauf durch das eintauchende
Schöpfrohr 15 ein bestimmter Betrag in den Zulaufkanal 13 der Kurbelwelle 2 gefördert
wird. Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß der beim Eintauchen durch
das in Umlaufrichtung ausgerichtete Schöpfrohr 15 im Schpfrohr 15 wirkende Staudruck
größer sein muß als der durch die Fliehkraft bedingte Druck, wenn die Bedingung
erfüllt ist, daß das SchnDfrohr 15 mit Abstand zur Kurbelwellenmitte 17 in den Zulaufkanal
13 hineinragt.
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Aus dem Zulaufkanal 13 gelangt das dort hineingeschöpfte Schmiermittel
durch die bei Dehnung herrschenden Fliehkräfte über die Bohrung 18 des Hubzapfens
5 in das Verdrängungskörperreservoir 12. Dort erfüllt es die Aufgabe der Schmierung
der Lager und des WärmetransDortes.
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Wenn das Verdrangungskjrperreservoir 12 soweit gefüllt ist, daß dessen
Schmiermittel spiegel den aus der der Kurbelwellenmitte 17 zugewandten Seite des
Hubzapfens 5 ausmündenden Rücklaufkanal 14 erreicht hat, wird das Schmiermittel
von den herrschenden Fliehkräften durch den Rücklaufkanal 14 zurück in das Gehäusereservoir
7 gefördert Bei anhaltender Drehung der Kurbelwelle 2 wird dieser Schmiermittelumlauf
zwischen den Reservoiren 7,12 aufrecht erhalten.
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