DE3431719A1

DE3431719A1 - Fluegelzellenpumpe

Info

Publication number: DE3431719A1
Application number: DE19843431719
Authority: DE
Inventors: Ludwig 8726 Gochsheim Feuerer; Siegbert 8735 Oerlenbach Kessler; Manfred 8720 Schweinfurt Krug; Heinz 8721 Dittelbrunn Peter; Otmar Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Winkler
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-03-13
Also published as: US4666386A; FR2569782A1; GB2164096A; GB2164096B; GB8521528D0; FR2569782B1; JPS6166886A

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Lf Schweinfurt, 198 4-(

DE 84 025 DE TPA/vh.fk

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe, welche im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist.

Eine Flügelzellenpumpe der genannten Art ist bekannt, bei der an jedem Flügel auf Druck beanspruchte, mit ihrer Windungsachse radial verlaufende Schraubenfedern aus Draht angreifen (US-PS 2 011 451). Diese bekannte Flügelzellenpumpe hat den Nachteil, daß die in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Federn je Flügel aufgrund unvermeidlicher Fertigungstoleranzen der Federstützflächen den Flügel ungleichmäßig, d. h. mit Verkantung, gegen die Bohrung des Gehäuses andrücken können. Hinzu kommt, daß die Federn in radialer Richtung einen verhältnismäßig großen Bauraum beanspruchen,

so daß der zugehörige Pumpenraum zur Unterbringung der Federn in ungünstiger Weise verkleinert wird. Schließlich lassen sich die Federn der bekannten Flügelzellenpumpe nur schwierig einbauen und in Vertiefungen des betreffenden Flügels und des Rotors einsetzen.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die Federn die zugehörigen Flügel ohne Verkantung gegen die Bohrung des Gehäuses andrücken. Dabei soll die Flügelzellenpumpe vor allem in radialer Richtung gedrungen gebaut und wirtschaftlich herstellbar sein.

Mit der Anordnung der Erfindung wird erreicht, daß eine einzige Feder ausreicht, um das freie Ende des betreffenden Flügels gleichmäßig gegen die Bohrung des Gehäuses anzudrücken. Zur Unterbringung dieser Feder wird überdies ein in radialer Richtung gedrungen gebauter Hohlraum zwischen Flügel und Rotor benötigt, so daß der Pumpenraum durch diese Unterbringung kaum oder nur geringfügig verkleinert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Entsprechend der Weiterbildung nach Anspruch 2 können die Federn besonders einfach und platzsparend zwischen dem Flügel und dem Rotor untergebracht werden und die Wanddicke der Flügel kann vorteilhaft klein gehalten werden.

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Die Weiterbildung nach Anspruch 3 weist auf eine einfach herzustellende Verbindung zwischen Feder und Flügel hin. Falls der Flügel aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Kunststoff, gefertigt ist, können die Windungsabschnitte in die Aussparung des Zylinderabschnitts des Flügels eingeschnappt werden, so daß sich eine selbsthaltende Feder-Flügel-Baueinheit ergibt. Diese Feder-Flügel-Baueinheit kann übrigens ohne weiteres, z. B. durch Eindrücken jedes Zylinderabschnitts in die zugehörige nutförmige Vertiefung des Rotors, am Rotor schwenkbar befestigt werden.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe sind in den Unteransprüchen 4 bis gekennzei chnet.

Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe wird in der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Flügel zel1enpumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A durch die in Fig. 1 dargestellte Flügelzellenpumpe,

Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 2 auf einen Flügel mit eingebauter Feder,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B durch den in Fig. 3 dargestellten Flügel,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Flügelzellenpumpe,

Fig. 6 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles Y in Fig. 5 auf einen Flügel bei entfernter Feder,

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie C-C durch den in Fig. 6 dargestellten Flügel,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere abgeänderte Flügelzellenpumpe,

Fig. 9 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils Z in Fig. auf einen Flügel mit eingebauter Feder und

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie D-D durch den in Fig. 9 dargestellten Flügel.

Mit 1 ist in Fig. 1 und 2 das Gehäuse einer Flügelzellenpumpe bezeichnet, die als Unterdruck-Bremskraftverstärker in einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmotor dient. Durch Schrauben 2 ist das Gehäuse 1, welches aus einem Glockenteil 3 und einem Deckelteil 4 besteht, am Motorblock 5 des Brennkraftmotors (nicht gezeigt) angeflanscht.

In der Bohrung 6 des Gehäuses 1 ist ein Rotor 7 eingebaut. Der Rotor 7 ist im vorliegenden Fall durch einen radial verlaufenden Stift 8 mit einer zentrischen Achse drehfest verbunden. Über eine Antriebswelle 10 (siehe strichpunktierte Darstellung in Fig 1, welche in eine zentrische Polygonöffnung 11 der Achse 9 formschlüssig

eingreift, wird der Rotor 7 um seine Achse 13 drehend angetrieben. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind entlang dem Umfang des Rotors 7 vier, aus gleitreibungsbeständigem Kunststoff gefertige Flügel 12 angeordnet, deren Befestigungsenden am Rotor 7 um eine Schwenkachse schwenkbar angelenkt sind.

Aus den Darstellungen in Fig. 2, 3 und 4 geht hervor, daß eine gewundene Feder 14 zwischen jedem Flügel 12 und dem Rotor 7 eingebaut ist, welche das freie Ende des Flügels 10 radial nach außen gegen die Bohrung 6 des Gehäuses elastisch andrückt, so daß dieses Ende auf der Bohrung 6 des Glockenteils 3 dicht gleitet. Die Feder 14 ist aus Federdraht oder dgl. gefertigt.

Bei Drehung des Rotors 7 in Richtung des Pfeiles 15 (siehe Fig. 2) wird Luft über die Einlaßöffnung 16 des Glockenteils 3 angesaugt und in an sich bekannter Weise über eine Auslaßöffnung (nicht gezeigt) des Deckelteils 4 nach außen entlassen. Die Einlaßöffnung 16 steht - wie aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlieh - mit einem am Glockenteil 3 befestigten Saugventil 17 in Verbindung.

Durch eine zentrische ölzuführungsbohrung 18 in der Achse 9 mit radialen Anschlußbohrungen 19 in der Achse 9 werden die Gleitflächen des im Pumpenraum 20 rotierenden Rotors 7 geschmiert.

Jede Feder 14 greift mit ihren in Richtung des freien Endes des Flügels 12 weisenden beiden Stützenden 21 an der Innenfläche 22 des Flügels 12 an und stützt sich mit

ihrem Bügelabschnitt 23 auf der zylindrischen Stützfläche 24 des Rotors 7 ab. Ihre Windungsachse 25 verläuft dabei in Richtung der Schwenkachse des Flügels 12. Im vorliegenden Fall fällt die Windungsachse 25 mit der Schwenkachse des betreffenden Flügels 12 zus amnen.

Die Schwenkachse jedes Flügels 12 ist übrigens durch die Zylinderachse 26 eines über die Innenfläche 22 des Flügels 12 vorragenden, in eine zylindrische Vertiefung 27 des Rotors 7 formschlüssig eingreifenden Zylinderabschnitts 28 gebildet, der am Befestigungsende des Flügels 12 angeformt ist. Durch diesen Zylinderabschnitt 28 ist jeder Flügel 12 am Rotor 7 gleitend schwenkbar gehalten.

Die Feder 14 besitzt zwei koaxiale Windungsabschnitte 29, 30 mit z. B. je drei, einander entgegengesetzt schraubenförmig verlaufenden Windungen. Am äußeren Ende dieser beiden Windungsabschnitte 29, 30 schließt je ein Stützende 21 an. Beide Stützenden 21 verlaufen in einer gemeinsamen Richtung parallel zueinander. Zwischen dem inneren Ende der beiden Windungsabschnitte 29, 30 ist der über diese beiden Abschnitte 29, 30 radial vorstehende Bügelabschnitt 23 angeformt. Dieser Bügelabschnitt 23 verbindet die inneren Enden der beiden Windungsabschnitte 29, 30 fest miteinander.

Die beiden Windungsabschnitte 29, 30 jeder Feder 14 sind in jeweils einer, den betreffenden Windungsabschnitt 29, 30 eng umfassenden Aussparung 31 des Zylinderabschnitts 28 des Flügels 12 eingesetzt und gehalten.

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Die Innenfläche 22 jedes Flügels 12 besitzt eine Ausnehmung 32, auf dessen Grund sich der in Richtung des freien Endes des Flügels 12 weisende Bügelabschnitt der zugehörigen Feder 14 abstützt. Diese Ausnehmung verläuft entlang dem Bügelabschnitt 23 bogenförmig und mündet seitlich in jeweils eine Aussparung 31 des Flügels 12 .

Die Innenfläche 22 weist außerdem zwei Ausnehmungen 33 auf, die jeweils einem Stützende 21 der Feder 14 radial gegenüberliegen. Die Tiefe dieser Ausnehmungen 33 ist so groß, daß die über die Stützfläche 24 des Rotors 7 radial vorragenden Stützenden 21 in diese Ausnehmungen 33 beim Einschwenken der Flügel 12 vollständig eintauchen können.

Im Inneren der beiden Windungsabschnitte 29, 30 jeder Feder 14 ist im vorliegenden Fall ein zylindrischer Stift 34 angeordnet, der diese Windungsabschnitte 29, 30 konzentrisch zueinander führt. Der Stift 34 ist übrigens in einer entsprechenden Haltevertiefung 35 des Flügels 12 eingesetzt und festgehalten.

In Fig. 5, 6 und 7 ist eine abgeänderte Flügelzellenpumpe dargestellt, welche ähnlich wie die in Fig. 1 bis 4 gezeigte Flügelzellenpumpe gebaut ist. Im Inneren der beiden schraubenförmigen Windungsabschnitte 29» 30 jeder Feder 14 ist jedoch kein Stift eingebaut, so daß die beiden Windungsabschnitte 29, 30 lediglich durch die Begrenzungswände der zugehörigen Vertiefung 27 des Rotors 7 und/oder der Aussparung 31 des Flügels 12 geführt und gehalten werden.

In der Stützfläche 24 des Rotors 7 ist eine rillenförmige Ausnehmung 36 je Stützende 21 der Feder 14 eingearbeitet, welche das zugehörige Stützende 21 aufnimmt Da die Stützenden 21 keinen radial über die Stützfläche 24 vorragenden Abschnitt haben, sind in den Flügeln 14 keine diesen Abschnitt aufnehmende Ausnehmungen eingearbei tet.

In Fig. 8, 9 und 10 ist eine Flügelzellenpumpe dargestellt die im Prinzip wie die in den beiden vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Flüge1 ze1lenpumpen konstruiert ist. Die Federn 14 haben wiederum zwei koaxiale Windungsabschnitte 29, 30 mit einander entgegengesetzt schraubenförmig verlaufenden Windungen, wobei die Windungsachse 25 jeder Feder in Richtung der Schwenkachse des Flügels 12 verläuft und mit dieser zusammenfällt. Die beiden Stützenden 21 sind hier jedoch jeweils am inneren Ende des betreffenden Windungsabschnittes 27, 30 und der in Rich tung des freien Endes des Flügels 12 weisende Bügelabschnitt 23 ist an den äußeren Enden der Windungsabschnitte 29, 30 anschließend angeordnet. Der Bügelabschnitt 23 verbindet somit die äußeren Enden der beiden Windungsabschnitte 29, 30 einer Feder 14 fest miteinander. Er steht über die beiden zugehörigen Windungsabschnitte 29, 30 radial vor und stützt sich auf der zylindrischen Stützfläche 24 des Rotors 7 radial ab, so daß dieser über die Stützfläche 24 radial vorragt.

Die Innenfläche 22 des Flügels 12 besitzt eine Ausnehmung 37 (siehe Fig. 9 und 10), welche dem Bügelabschnitt 23 radial gegenüberliegt und an ihren Enden in jeweils eine Aussparung 31 des ZyIinderabschnitts 28

des Flügels 12 einmündet. Die Tiefe der Ausnehmung 37 ist so groß, daß der Bügelabschnitt 23 in diese vollständig eintaucht, wenn der Flügel 12 beim Umlauf des Rotors 7 gegen den Rotor 7 einschwenkt.

Die Innenfläche 22 hat außerdem zwei weitere Aussparungen 38, welche jeweils ein Stützende 21 der Feder 14 aufnehmen. Das Stützende 21 stützt sich auf dem Grund der zugehörigen Aussparung 38 ab.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv abändern. Zum Beispiel brauchen die Befestigungsenden der Flügel nicht über eine zylindrische Vertiefung des Rotors, in die ein Zylinderabschnitt des Flügels gleitend eingreift, schwenkbar gehalten zu sein. Vielmehr kann im Rotor auch eine ballig konkave, z. B. kugelige Vertiefung vorhanden sein, in die ein entsprechend ballig konvexer Abschnitt des Flügels gleitend schwenkbar eingreift. Die Einhaltung der Schwenkachse parallel zur Drehachse des Rotors wird dann durch die freien Enden der Flügel bewirkt, deren freien Enden in der Bohrung des Gehäuses gleiten und somit den Flügel ausrichten.

Außerdem können die Befestigungsenden der Flügel in an sich bekannter Weise über Wälzkörper oder Wälzlager am Rotor schwenkbar angelenkt sein.

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Claims

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 1984-08-27

DE 84 025 DE TPA/vh.fk

Patentansprüche

/ 1. Flügelzellenpumpe mit einem in einer Bohrung eines Gehäuses eingebauten, drehend angetriebenen Rotor, am Umfang des Rotors an ihren Befestigungsenden schwenkbar angelenkten Flügeln mit einer parallel zur Drehachse des Rotors verlaufenden Schwenkachse und am Rotor sich abstützenden, gewundenen Federn aus Draht oder dgl., welche, an einer Innenfläche des Flügels angreifend, das freie Ende des Flügels gegen die Bohrung des Gehäuses andrückend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Flügel (12) eine Feder (14) mit in Richtung der Schwenkachse des Flügels (12) verlaufender Windungsachse (25) eingebaut ist, wobei die Feder

(14) durch zwei koaxiale Windungsabschnitte (29, 30) mit einander entgegengesetzt schraubenförmig verlaufenden Windungen mit je einem am äußeren oder inneren Ende anschließenden, in einer gemeinsamen Richtung weisenden Stützende (21) und einem zwischen dem inneren bzw. äußeren Ende der beiden Windungsabschnitte (29, 30) angeordneten, die inneren bzw. äußeren Enden dieser Windungsabschnitte (29, 30) fest miteinander verbindenden,

über die Windungsabschnitte (29, 30) radial vorstehenden Büge labschnitt (23) gebildet ist und die beiden Stützenden (21) oder der Bügelabschnitt (23) auf einer Stützfläche (24) des Rotors (7) und der Bügelabschnitt (23) bzw. die Stützenden (21), zum freien Ende des zugehörigen Flügels (12) weisend, auf der Innenfläche (22) des Flügels (12) elastisch andrückend angeordnet sind.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsachse (25) der Feder (14) mit der Schwenkachse des betreffenden Flügels (12) zusammenfal 11.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse jedes Flügels (12) durch die Zylinderachse (26) eines über die Innenfläche (22) des Flügels (12) vorragenden, in einer zylindrischen Vertiefung (27) in der Stützfläche (24) des Rotors (7) schwenkbar gehaltenen Zylinderabschnitts (28) gebildet ist und die beiden Windungsabschnitte (29, 30) der Feder (14) in jeweils einer, den betreffenden Windungsabschnitt (29, 30) eng umfassenden Aussparung (31) des Zylinderabschnitts (28) gehalten sind.
4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (22) des Flügels (12) eine oder mehrere, die Stützenden (21) und/oder den Bügelabschnitt (23) der Feder (14) aufnehmende Ausnehmungen (32, 33, 37, 38) aufweist.
5. Flügel ze1lenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (24) des Rotors (7) eine oder mehrere, die Stützenden (21) und/oder den Büge labschnitt (23) der Feder (14) aufnehmende Ausnehmungen (36) aufwe ist.
6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf der Stützfläche (24) des Rotors (7) abstützenden Stützenden (21) bzw. der auf dieser sich abstützende Bügelabschnitt (23) der Feder (14) zumindest mit einem Abschnitt über diese Stützfläche (24) radial vorragt und die Tiefe der radial gegenüberliegenden Ausnehmung (33, 37) des Flügels (12) zur vollständigen Aufnähme dieses Abschnitts in dieser Ausnehmung (33, 37) ausgelegt ist.
7. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der beiden Windungsabschnitte (29, 30) einer Feder (14) ein die Windungsabschnitte (29, 30) konzentrisch zueinander führender, in eine entsprechende Haltevertiefung (35) des betreffenden Flügels (12) einsetzbarer Stift (34) eingebaut ist.