DE3507176A1

DE3507176A1 - Fluegelzellenpumpe

Info

Publication number: DE3507176A1
Application number: DE19853507176
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Hertell; Robert 5608 Radevormwald Lange
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3507176C2

Description

"Flügelzellenpumpe"
Flügelzellenpumpe Eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff ist durch die japanische Gebrauchsmusterschrift 26-6486 bekannt.
Wie bei jeder Flügelzellenpumpe besteht auch bei dieser Flügelzellenpumpe das Problem, daß die Flügel in jeder Drehlage des Rotors dichtend am Umfang des Gehäuses anliegen und hierzu eine ständig wiederholte radiale Einfahr- und Ausfahrbewegung durchführen müssen. Bei der bekannten Pumpe besteht dieses Problem insbesondere deswegen, weil in der Drehlage des Rotors, in der die Gesamtlänge der Flügel gleich dem Gehäuseradius und daher maximal ist (Maximallage des Rotors), d.h. in der Stellung des einfahrenden Flügels, in der dieser vollständig in den Rotorschlitz eintaucht (unterer Totpunkt), der Abstand des Schwerpunkts des Flügels von dem Rotormittelpunkt sehr gering ist oder sogar jenseits der Rotorachse liegt. In einem gewissen Drehbereich des Rotors wirken daher keine ausreichenden oder überhaupt keine Zentrifugalkräfte, die die Anlage des Flügelkopfes an die Umfangswand des Gehäuses gewährleisten, auf die Flügel ein.
Bei der bekannten Ausführung werden daher die beiden Flügel durch eine Feder gegeneinander abgestützt. Das hat den Nachteil, daß die Federkräfte gerade in der Maximallage des Rotors am schwächsten sind, wo sie zum Ausfahren des Flegels aus dem unteren Totpunkt unbedingt gebraucht werden. In der um 90" zur Maximallage gedrehten Stellung des Rotors, in der die Gesamtlänge der Flügel minimal ist (Minimallage des Rotors), sind die Federkräfte maximal, während der Flügelschwerpunkt deutlich auf der Ausfahrseite der Rotorachse liegt. Die dadurch entstehenden, auf den Flügelkopf einwirkenden Zentrifugalkräfte werden daher ab der Minimal lage unnötig durch die maximalen Federkräfte unterstützt. Die hierdurch erhöhte Reibung hat eine entsprechende Verlustleistung zur Folge.
Es besteht daher die Aufgabe, bei einer Flügelzellenpumpe die ausfahrenden Flügel bei ihrer Ausfahrbewegung durch Einleitung einer zusätzlichen Kraft wirksam, jedoch nur so lange zu unterstützen, wie die Zentrifugalkräfte zur Wirkung dieser Ausfahrbewegung nicht ausreichen.
Hierzu werden nach der Erfindung der Rotor einerseits und die Flügel andererseits in ihren Dimensionen so ausgelegt, daß der Hakenraum, (d.h. der quaderförmige Spalt zwischen dem Hakenkopf eines Flügels und dem Steg fuß des anderen Flügels) in den Rotorschlitz eintaucht, wenn der Rotor in die Minimallage (90'Lage vor dem unteren Totpunkt) einfährt. Hierdurch wird der Hakenraum allseitig hermetisch abgeschlossen. Die Unterseite des Hakenkopfes taucht also in der 900Lage vor dem unteren Totpunkt in den Rotorschlitz ein. Weiterhin wird der Hakenraum erfindungsgemäß zwischen der 900Lage und dem unteren Totpunkt mit Ö1 gefüllt. Das wird dadurch begünstigt, daß der Hakenraum in diesem Drehbereich naturgemäß - da sich die Gesamtlänge der Flügel vergrößert - im Volumen zunimmt. Daher können unter Umständen bereits Leckagen dazu führen, daß eine ausreichende Menge von Schmieröl in den Hakenraum eingesaugt wird. Der Hakenraum kann jedoch an einer Stelle oder über einen Bereich des Drehbereichs oder über den gesamten Drehbereich zwischen der 900Lage und dem unteren Totpunkt an eine Ölquelle, vorzugsweise die Schmierölquelle angeschlossen sein. Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Hakenraum im Drehbereich zwischen dem unteren Totpunkt und der folgenden Minimal lage hinter dem unteren Totpunkt eine gedrosselte Verbindung zum Pumpeninnenraum oder auch nach außen, insbesondere zum Schmierölvorrat erhält. Dabei wird die Drosselung so ausgelegt, daß infolge der naturgegebenen Verkleinerung des Hakenraums in diesem Drehbereich zwischen dem unteren Totpunkt und der Minimal lage hinter dem unteren Totpunkt im Hakenraum ein ausreichender Druck entsteht, um den ausfahrenden Flügel nach außen und in Anlage an die Gehäuseumfangswand zu drücken.
Ebenso wie der Hakenraum bei der Minimal lage vor dem unteren Totpunkt in den Flügelschlitz eingetaucht ist, taucht er in der Minimal lage hinter dem unteren Totpunkt wieder aus dem Flügelschlitz auf, so daß spätestens hier die zusätzliche Druckbeaufschlagung des ausfahrenden Flügels aufhört.
Es kann jedoch erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß über den Drehbereich zwischen dem unteren Totpunkt und der 900Lage hinter dem unteren Totpunkt ein Auslaß mit variabler Drossel vorgesehen ist. Diese Drossel kann insbesondere so gestaltet sein, daß bereits vor Erreichen der Minimal lage hinter dem unteren Totpunkt der Druck in dem Hakenraum sprunghaft abgebaut wird. Hierzu kann auch ein zusätzlicher Auslaß, z.B. in Form einer radial begrenzten Kerbe an der Vorderseite des Hakenkopfes dienen, die eine vorzeitige Verbindung des Hakenraumes mit dem Gehäuseinnenraum bewirkt.
Der Ölzulauf zu dem Hakenraum und der gedrosselte Ölablauf aus dem Hakenraum kann z.B. durch eine in die Gehäusestirnwand eingebrachte Nut bewirkt werden, deren Querschnitt entsprechend der gewünschten Drosselung variabel ist und die sich über einen von dem Hakenraum überstrichenen Teilkreis zwischen den Minimal lagen vor bzw. hinter dem unteren Totpunkt erstreckt.
Weiterhin kann der Ölzulauf und der gedrosselte Ölablauf durch eine Ausnehmung in einer Stirnwand des Rotors gebildet werden. Der Außenradius dieser Ausnehmung ist so groß, daß er zwischen der 900Lage und dem unteren Totpunkt von dem Hakenraum überfahren wird. Dadurch wird der Hakenraum mit der Ölzufuhr verbunden. Nach Durchfahren des unteren Totpunkts wird das eingelaufene Ö1 durch die Ausnehmung aus dem Hakenraum gepreßt. Durch die begrenzte Tiefe der Ausnehmung erfolgt eine gewünschte Drosselung. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Ausnehmung in radialer Richtung eine variable Tiefe hat, wobei die Tiefe in den Außenbereichen der Ausnehmung maximal ist, um kurz vor der Minimallage hinter dem Totpunkt ein nahezu ungedrosseltes Entweichen des in dem Hakenraum eingeschlossenen Öls zu erreichen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erhält zumindest eine Stirnwand kurz vor der Minimal lage hinter dem unteren Totpunkt eine zusätzliche, im wesentlichen radial gerichtete Nut oder Ausnehmung, die der Hakenraum beim Einfahren in diesen Drehbereich überstreicht. Hierdurch wird die sprunghafte Aufhebung der Drosselwirkung erreicht.
Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe wird vorzugsweise als Vakuumpumpe eingesetzt, z.B. für die Bremskraftverstärkung oder für Servoantriebe in Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen mit Kraftstoffeinspritzung. Sie hat den Vorteil, daß sie bei sehr großer volumetrischer Förderleistung eine sehr kleine Bauleistung erlaubt und dabei aufgrund der Erfindung nur eine geringe Verlustleistung hat.
Bei der Verwendung als Luftpumpe oder Vakuumpumpe werden ferner Maßnahmen vorgesehen, um den "Kaltstart" der Pumpe zu ermöglichen. Beim Kaltstart besteht das Problem, daß das Schmieröl zähflüssig ist. Ferner können sich beim Stillstand Verunreinigungen des Öls derart fest abgelagert haben daß die Flügelbewegung nachhaltig behindert wird. Um dies zu verhindern, wird bei einer Ausführung vorgesehen, daß im Hakenraum am Stegfuß oder an der Unterseite des Hakenkopfes eine Feder mit begrenztem Federweg vorgesehen ist, die in der Minimallage und einem gewissen, möglichst kleinen Dreh- bereich vor und hinter der Minimal lage die beiden Flügel federnd auseinanderdrückt. Es handelt sich insbesondere um eie Bimetall-Feder, die so ausgelegt ist, daß sie nur im kalten Zustand in den Hakenraum ragt.
Der Kaltstart kann auch dadurch ermöglicht werden, daß die in den Rotorschlitz eingetauchten Hakenräume oder einer der Hakenräume mit Drucköl beaufschlagt werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird die als Vakuumpumpe dienende Flügelzellenpumpe drucklos mit Schmieröl geschmiert. Es ist jedoch eine Ventileinrichtung vorgesehen, die sich bei Kälte schließt. Dieser Effekt kann z.B. durch Längenkontraktion bei Erkalten oder aber auch durch einen Bimetall-Effekt erreicht werden.
Eine weitere Ausführung der Pumpe, bei der diese mit Schmieröl geschmiert wird, macht sich in vorteilhafter Weise den Druck des Schmieröls zum Ausfahren der Flügel aus der Englage zunutze. Dabei handelt es sich vor allem um Vakuumpumpen, insbesondere Vakuumpumpen, die in Kraftfahrzeugen mit Kraftfahrzeugeinspritzung zur Bremskraftverstärkung oder zum Antrieb sonstiger Servomotoren dienen, die an das Schmieröl system des Motors angeschlossen sind und deren Auslaß mit dem Ölsumpf des Motors in Verbindung steht.
Auch bei dieser Pumpe sind das Gehäuse, der Rotor und die Flügel so dimensioniert, daß die Hakenräume im Drehbereich zwischen 90e vor und 90° hinter dem unteren Totpunkt in den Führungsschlitz des Rotors eingetaucht sind. In diesem Drehbereich kommunizieren die Hakenräume mit einer Ölzufuhrleitung, die mit der Schmierölquelle, insbesondere Schmierölpumpe in Verbindung steht. Hierzu kann eine Stirnseite des Rotors oder eine Stirnseite des Gehäuses - wie dies bereits beschrieben wurde - eine kreisscheibenförmige Ausnehmung besitzen, in welche der Ölzufuhrkanal mündet und welche die Hakenräume nach ihrem Einfahren in den Rotorschlitz überdecken. Dabei sitzt die Ölzufuhrbohrung vorzugsweise konzentrisch zum Rotor. Bei einer solchen Ausführung besteht das Problem, daß das Schmieröl in die unter niedrigerem Druck stehenden Pumpräume eingesogen wird. Ferner wird bei einer derartigen Vakuumpumpe vorgesehen, daß auch der Auslaßraum mit einem Rückschlagventil versehen ist, so daß auch der Auslaßraum jedenfalls so lange unter Vakuum ist, bis in ihm durch entsprechende Kompression der Außendruck erreicht ist. Bei dieser Auslegung läßt sich der Leistungsbedarf der Vakuumpumpe entscheidend herabmindern, da der Druckunterschied auf den beiden Seiten eines Flügels sehr gering ist.
Hierdurch besteht jedoch auch die Gefahr, daß Ö1 in den Auslaßraum gesogen wird. Dadurch erhöht sich der Ölbedarf der Pumpe sehr stark. Dies führt zu einem Ölmangel an anderen Schmierstellen des Kraftfahrzeugmotors, und zwar gerade dann, wenn der Kraftfahrzeugmotor mit hoher Drehzahl betrieben wird und daher die Pumpe ein unnötig großes Vakuum saugt.
Zur Beschränkung der Ölzufuhr und zur Herstellung eines gezielten Ölflusses ist vorgesehen, daß die Flügelzellenpumpe mit einer Art Schiebersteuerung dadurch versehen wird, daß die Stege beider Flügel Ausnehmungen besitzen, die sich jeweils von dem Stegfuß aus über eine radiale Teillänge des Flügels erstrecken und die durch zeitweise Überdeckung der zum Rotor konzentrischen Ölzufuhrbohrung den Öl zufluß zwischen der Ölzufuhrbohrung und den Hakenräumen mittels ihrer die Ölzufuhrbohrung überfahrenden Endkanten in Abhängigkeit von der Drehlage des Rotors steuer.
Hierdurch können die Hakenräume derart gezielt mit Öl beaufschlagt werden, daß der Öldruck einerseits die Aufahrbewegung der Flügel in ausreichendem Maße unterstützt, ohne andererseits zu einem unnötig hohen verschleiß fördernden und leistungverbrauchenden Anlagedruck oder aber zu unerwünschtem Ölabfluß in den Saug- und/Qder Auslaßraum der Pumpe oder den Öl sumpf des Kraftfahrzeugmotors zu führen.
Die Ausnehmungen der Flügel können so dimensioniert sein, daß die Verbindung der Ölzufuhrbohrung zu den Hakenräumen unmittelbar nach dem Eintauchen des Hakenraumes in den Rotorschlitz aufgesteuert und unmittelbar vor dem Auftauchen des Hakenraums aus dem Rotorschlitz zugesteuert wird.
Die Ausnehmungen können vorzugsweise als Aussparungen in einer oder beiden Stirnflächen eines jeden Flügels gebildet sein. Ebenso lassen sich Aussparungen auf der von dem Hakenkopf abgewandten Rückseite eines jeden Flügels bilden. Ohne Auswirkungen auf die Andruckkräfte, mit der die Flügel aufeinander liegen, sind Ausschneidungen an einer oder beiden Stirnkanten eines jeden Flügels, die sich vom Stegfuß bis über eine radiale Teillänge des Flügels erstrecken.
Wie bereits erwähnt, kann die Ölzufuhrbohrung konzentrisch zum Rotor in einer Gehäusestirnwand liegen. Vorzugsweise liegt bei dieser Ausführung die Ölzufuhrbohrung im Rotor, und zwar ist ihr Durchmesser größer als die Schlitzbreite.
Dadurch bleibt auf jeder Seite des Flügelpaares ein halbmondförmiger Kanal stehen. Die Aussparungen bzw. Ausschneidungen verbinden zeitweise diese halbmondförmigen Kanäle mit den Hakenräumen.
Mit Ausschneidungen der Stirnkanten der Flügel kann man nicht nur die Ölzufuhr zu den Hakenräumen dadurch steuern, daß die Überdeckung der Ausschneidung mit der Ölzufuhrbohrung entsprechend dimensioniert wird. Von besonderer Wichtigkeit ist auch, daß man durch Dimensionierung der Überdeckung der Aussparungen relativ zueinander auch den Ölfluß von der Ölzufuhrbohrung in das Gehäuse steuern kann. Insbesondere ist vorgesehen, daß sich die Ausschneidungen der beiden Flügel auch in der Totlage der Flügel nicht überdecken. In der Totlage der beiden Flügel ist der eine Hakenraum vollständig aus dem Rotor aufgetaucht. In dieser Lage wird die Verbindung zwischen der Ölzufuhrleitung und dem aufgetauchten Hakenraum dadurch verhindert, daß sich die Flügel auf ihrer ganzen Breite gegenüberliegen, so daß sich die Ausschneidungen nicht überdecken.
Um eine ausreichende Dichtung zwischen der Ölzufuhrbohrung und dem Gehäuse zu erreichen, sollten die Hakenräume in den Rotorschlitz eintreten, bevor es zu der Überdeckung der Ausnehmungen bzw. Ausschneidungen mit der Ölzufuhrbohrung kommt. Dies sollte vorzugsweise bis 15§ vorher erfolgen.
Es kann und soll nach dieer Erfindung nicht vermieden werden, daß das in dem Hakenraum eingeschlossene Öl beim Auftauchen des Hakenraums aus dem Rotorschlitz in das Gehäuse, insbesondere in den Auslaßraum gelangt. Dort ist dieses Öl auch notwendig, da es zur Schmierung der Flügel gegenüber dem Gehäuse und gegenüber dem Rotor dient. Nach der Erfindung soll jedoch vermieden werden, daß diese Ölmengen über die Auslaßöffnungen wieder in den Kurbelraum des Motors abfließen. Denn zum einen ist das Ausstoßen dieser Ölmengen aus der Auslaßbohrung und insbesondere aus dem Auslaßventil mit einem erheblichen Leistungsverlust verbunden. Zum anderen ist es gerade dann, wenn die Förderkapazität der Ölpumpe durch den hohen Ölverbrauch anderer Verbraucher ausgeschöpft ist, unerwünscht, daß das Schmieröl wieder abfließt.
Es wird daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß in einer Stirnwand des Gehäuses am Ende des Auslaßraumes ein abgewinkelter Nutenzug eingebracht ist. Die wesentlichen Elemente dieses Nutenzuges sind: Ein Umfangsast, der sich über einen Teil des Auslaßraumes, vorzugsweise über den Endbereich des Auslaßraumes erstreckt. Vor allem überdeckt dieser Umfangsast den Teil des Auslaßraumes, der hinter dem Ende der Auslaßöffnung liegt. Hierzu sei bemerkt, daß die Auslaßöffnung aus Gründen der Fertigung wie auch der ausreichenden Dichtung nicht bis in den Totpunkt reichen kann. Daher ist das äußerste Ende des Auslaßraumes ein Totraum. Ein Radialast des Nutensystems erstreckt sich vom Ende des Umfangsastes bis kurz vor die Ölzufuhr. Der Radialast ist im wesentlichen durch die Totpunktebene begrenzt. Ein Verbindungsast erstreckt sich vom Ende des Radialastes aus im wesentlichen parallel zum Umfangsast, und zwar so weit, daß sein Endpunkt etwa 30°, vorzugsweise aber mehr als 30°, vorzugsweise 30° und 600 vor der Totpunktlinie liegt (gemessen von dem Mittelpunkt des Rotors aus). Über den Umfangsast, den Radialast und den Verbindungsast dieses Nuten systems und über die Ausschneidung des einen Flügels, der sich der oberen Totlage nähert, wird der Endbereich des Auslaßraumes beim Annähernd des anderen Flügels an den unteren Totpunkt mit der Ölzufuhr verbunden. Nunmehr wird der Inhalt des restlichen Auslaßraumes über den Nutenzug in die Ölzufuhr abgeschoben. Dabei ist jedoch die Nuttiefe relativ gering und außerdem ist der Nutenzug vor allem zwischen dem Umfangsast und dem Radialast so stark abgewinkelt, daß eine starke Drosselung entsteht. Aus diesem Grunde wird einerseits vermieden, daß Ö1 aus der Öl zufuhr in den Auslaßraum überströmen kann, solange dieser noch unter Unterdruck steht. Andererseits wird das in diesem Endbereich des Auslaßraumes sich ansammelnde Ö1 bei Erreichen des Öldruckes in der Ölzufuhr über das Nutensystem in die Öl zufuhr abgeschoben. Dort steht es wiederum zur Schmierung wie auch zur Herbeiführung der Ausfahrbewegung der Hakenflügel zur Verfügung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen Fig. 1, 3 den Normalschnitt durch je ein Ausführungsbeispiel; Fig. 2, 4 die Radialschnitte durch die jeweiligen Aus führungsbeispiele; Fig. 5 - 8 eine Ventileinrichtung zur Druckölbeaufschlagung; Fig. 9, 10 Normalschnitt und Radialschnitt durch eine kombinierte Vakuum-/Ölhydraulikpumpe; Fig. 11 den Radialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel; Fig. 12A, B die Ansicht von Hakenflügeln; Fig. 13A den Normalschnitt durch das Ausführungsbeispiel bis 13E nach Fig. 11 mit verschiedenen Drehstellungen des Rotors; Fig. 14A, B Detaildarstellungen des Auslaßventils.
In beiden Ausführungsbeispielen ist in einem Gehäuse 1 ein Rotor 2 drehbar gelagert. Der Rotor 2 ist mit der Welle 3 aus einem Stück gefertigt. Die Welle 3 wird durch einen nicht dargestellten Motor, z.B. von der Nockenwelle eines Kraftfahrzeugmotors aus angetrieben. Der Rotor wird über seine gesamte Breite hin durch einen Schlitz 4 geteilt. In den Schlitz 4 sind zwei Flügel 5 und 6 gleitend beweglich.
Die Flügel 5, 6 sind im Querschnitt hakenförmig ausgebildet. Jeder Flügel besitzt einen Steg 9, 10 und den sog.
Hakenkopf 7 bzw. 8, der doppelt so dick ist wie der Steg 9 bzw. 10. Die Flügel 5, 6 liegen mit ihren Stegen 9, 10 gleitend aufeinander. Um zu verhindern, daß die Stege, insbesondere bei Kaltstart aufeinanderkleben, können beide oder nur ein Steg über ihre gesamte oder eine Teilbreite mit einer Ausnehmung versehen sein. In radialer Richtung sind die Ausnehmungen indes so bemessen, daß sie in keiner Drehlage des Rotors aus dem Rotorschlitz auftauchen. Die Ausnehmungen werden also in jeder Drehlage durch die Stirnwände 11, 12 des Gehäuses 1 abgedichtet. Die Unterseiten 13 der Hakenköpfe bilden mit dem Fuß 14 der Stege 9 bzw. 10 die sog. Hakenräume 15.1 bzw. 15.2 Zur Klarstellung sei bemerkt, daß die Flügel 5, 6 in ihrer Form kongruent sind. Ferner: Die in den Fig. 1 und 3 eingezeichnete Lage bzw. Dreh lage des Rotors 2 wird als die Maximallage bezeichnet. In dieser Maximallage haben die Flügel vom Hakenkopf des einen bis zum Hakenkopf des anderen ihre größte Gesamtlänge in radialer Richtung. Die Gesamtlänge ist hier gleich dem Innenradius des Gehäuses 1. In der dargestellten Maximallage erreicht der Flügel 6 seine radial innerste Stellung (untere Totlage) relativ zum Rotor. Der Flügel 5 erreicht hier seine radial äußerste Stellung (obere Totlage). Das bedeutet, daß in der Maximallage auch die Hakenräume 15 ihre maximale Größe haben. Ferner: Die in den Fig. 1 und 3 gestrichelt eingezeichnete Drehlage des Rotors 2 bzw. Lage der Flügel wird als die Minimallage bezeichnet.
Hier ist die Gesamtlänge der Flügel in radialer Richtung des Rotors infolge der Exzentrizität des Rotors 2 gegenüber dem Gehäuse minimal. Folglich ist auch das Volumen der Hakenräume hier am kleinsten. Die radiale Länge der Hakenköpfe 7, 8 einerseits und die radiale Länge der Stege 9, 10 andererseits sind so bemessen, daß die Hakenräume 15 in der Minimallage ein möglichst kleines Volumen haben, d.h. daß die Unterkante 13 der Hakenköpfe 7 bzw. 8 fast an den Fuß 14 der Stege 9, 10 des jeweils anderen Flügels stößt.
Ferner: Bei beiden Ausführungsbeispielen sind der Einlaß 32 und der Auslaß 33 jeweils durch ein Rückschlagventil 34 und 35 in der Gegenstromrichtung verschlossen. Hierdurch wird einerseits bezüglich des Einlasses 32 verhindert, daß Öl im Gegenstrom in den Einlaß zurückströmt. Andererseits wird bezüglich des Auslasses 33 eine Leistungsverminderung erreicht.
Erfindungsgemäß ist nun die radiale Hakenkopflänge einerseits und der Rotorradius andererseits so bemessen, daß die Unterkanten 13 der Hakenköpfe im Bereich der Minimal lage vollständig in den Rotorschlitz eintauchen. Das bedeutet, daß von der Minimallage ab die Hakenräume 15 durch den Rotorschlitz 4 sowie die Stirnwandungen 11, 12 des Gehäuses abgeschlossen sind.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Hakenräume 15 bei ihrem Weg von der Minimal lage zur Maximal lage mit Öl gefüllt werden und daß sodann das Öl über eine Drossel zwischen der Maximallage bzw. dem unteren Totpunkt und der Minimal lage wieder ausgedrückt wird.
Hierzu weist das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 in den Stirnwänden 11 und 12 jeweils eine sichelförmige Nut 16 bzw. 17 auf, die über Leitungen 18, 19 an eine Ölquelle 20 angeschlossen sind. Es kann sich hierbei um Öl von sehr geringem Überdruck handeln, das im übrigen in der Pumpe als Schmieröl dient. Die Nuten 16, 17 sind so angelegt, daß sie bei der Drehbewegung des Rotors von den Hakenräumen 15 überstrichen werden. Ihr Querschnitt nimmt von der Minimal lage bis zum unteren Totpunkt zu und nimmt sodann vom unteren Totpunkt bis in den Bereich der Minimallage wieder ab. Kurz vor der Minimal lage erweitert sich der Nutquerschnitt unstetig zu einem Auslaßbereich 21.
Die Funktion ist nun folgende: Bei der gegebenen Drehrichtung 22 des Rotors 2 vergrößert sich das Volumen des in den Rotorschlitz 2 eingetauchten Hakenraumes 15.1 zwischen der Minimallage und dem unteren Totpunkt. Da der Hakenraum 15.1 in diesem Drehbereich die Nut 16 bzw. 17 überstreicht, saugt der Hakenraum aus dieser Nut Öl an. Im unteren Totpunkt hat nun der betreffende Flügel (hier sei es der Flügel 5) seine innerste radiale Stellung bzgl. des Rotors erreicht, als unterer Totpunkt bezeichnet. Gleichzeitig hat der andere Flügel (6) seine äußerste radiale Stellung, als oberer Totpunkt bezeichnet, erreicht. Das bedeutet, daß das Volumen des Hakenraums 15 sich vom unteren Totpunkt an wieder verkleinert. Dabei wird das in ihm eingeschlossene Öl über die Nuten 16, 17 ausgequetscht. Da die Nuten 16, 17 einen nur begrenzten engen Querschnitt haben, wird der Öldurchfluß durch die Nut gedrosselt, so daß sich in dem Hakenraum 15 ein Druck einstellt, der ausreicht, den Flügel (5) aus der unteren Totpunktlage radial nach außen zu drücken. Etwa 10 bis 20C vor der Minimallage überstreicht der Hakenraum 15 den erweiterten Auslaßbereich 21, so daß hier der Druck im Hakenraum 15 schlagartig abfällt. Dadurch wird vermieden, daß unnötig hohe Kräfte auf den ausfahrenden Flügel ausgeübt werden. Dieselben Funktionen werden erzielt, wenn Flügel 6 und Hakenraum 15.2 den Drehbereich zwischen Minimallage -Maximallage - Minimallage durchfährt. Es ist ersichtlich, daß durch Gestaltung des Nutquerschnitts der Druckverlauf im Hakenraum 15 und daher auch der Anpreßdruck, mit dem die Flügel nach außen gedrückt werden, auf einen optimalen Verlauf eingestellt werden kann. Dieser Druckverlauf hat insbesondere den Schwerpunktverhältnissen am Flügel zu entsprechen.
Erfindungsgemäß wird der Schwerpunkt der Flügel dadurch beeinflußt, daß in jeden Hakenkopf eine Gewichtseinlage 23, z.B. ein Metallstab eingebracht wird. Damit wird der Zweck verfolgt bzw. unterstützt, den Schwerpunkt jedes Flügels 5 bzw. 6 durch entsprechende geometrische Gestaltung und Massenverteilung so zu legen, daß der Schwerpunkt auch in der unteren Totlage des Flügels nicht die Mittelachse 24 des Rotors überschreitet.
Erfindungsgemäß sind die Flügel so eingelegt, daß die Hakenräume - in Bewegungsrichtung der Flügel gesehen - nach vorne weisen. Hierdurch wird erreicht, daß die an der Oberseite und Unterseite eines jeden Hakenkopfes auf der Druckseite angreifenden Druckkräfte ausgeglichen sind, während auf der Saugseite der Pumpe der Unterdruck die radiale Ausfahrbewegung der Flügel unterstützt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 4 erfolgt die Ölzufuhr über eine scheibenförmige Ausnehmung 26, die in eine Stirnseite des Rotors 2 eingebracht ist. Die Ausnehmung 26 ist gegenüber dem Umfang des Rotors 2 durch den radialen Steg 27 abgedichtet. Die Ausnehmung 26 kommuniziert über einen Ringspalt 28 mit dem Innenkanal 29 der Hohlwelle 3. In den Innenkanal 29 ist die Ölzufuhrleitung 30 gerichtet.
Durch die Ölzufuhrleitung 30 wird drucklos Öl in den Innenkanal 29 geführt. Da der Durchmesser des Innenkanals 29 größer ist als die Schlitzbreite des Schlitzes 4, kann das Öl die beiden Flügel umströmen. Es sei bemerkt, daß in Fig.
4 die Darstellung so gewählt ist, als ob die Flügel nicht in den Schlitz eingelegt seien. Die Flügelkonturen sind lediglich punktiert eingezeichnet.
Ferner sei erwähnt, daß der Schlitz sich in der Welle 3 in einer Ausnehmung 31 über eine kurze axiale Länge fortsetzt.
Über diese Ausnehmung 31 kann Öl in den Lagerbereich zum Zwecke der Schmierung eindringen.
Die Ausnehmung 26 ist mit geringer, vorzugsweise mit über den Radius unterschiedlicher, Tiefe ausgeführt. Jeder Hakenraum 15 saugt zwischen der Minimallage und dem unteren 'Totpunkt aus der Ausnehmung 26 Öl an und schiebt dieses Öl bei der Drehbewegung zwischen dem unteren Totpunkt und der Minimallage wieder aus. Dabei ist der Ölfluß jedoch infolge der nur geringen Tiefe der Ausnehmung 26 gedrosselt. Durch die Formgebung der Tiefe wird eine über die Drehbewegung variable Drosselung erreicht. Der Bereich der größten Tiefe, in der keine nennenswerte Drosselung mehr erfolgt, wird kurz vor der Minimal lage überfahren, so daß hier der Druck in dem betreffenden Hakenraum wieder abgebaut wird.
Die Druckentlastung vor Erreichen der Minimallage hinter dem unteren Totpunkt kann auch - wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet - durch eine Kerbe 36 erfolgen, die in die Vorderseite des Hakenkopfes eingebracht wird und in einem vorgewählten engen Bereich vor der Minimal lage, in der der vollständige Druckabbau erwünscht ist, die Ausnehmung 26 des Rotors über den Steg 27 hinweg mit dem Umfang des Rotors verbindet. Diese Maßnahme ist insbesondere alternativ zu der umlaufenden Vertiefung der Ausnehmung 26 anwendbar.
Beim Kaltstart einer Vakuumpumpe, insbesondere bei Temperaturen unter 0 OC ist das Schmieröl erfahrungsgemäß sehr zähflüssig. Aus diesem Grunde besteht die Gefahr, daß die Flügelbewegung behindert wird und die Pumpwirkung nicht eintritt. Wenn eine derartige Vakuumpumpe z.B. zur Bremskraftverstärkung dient, hat ein Ausfall der Funktion nachteilige Folgen.
Abhilfe wird für diesen Fall erfindungsgemäß geschaffen, indem bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 kurzzeitig über Leitung 20 Drucköl zugeführt wird. Der Druck wird so hoch gewählt, daß er ausreicht, die Flügel nach außen in dichtender Anlage mit der Gehäusewand zu drücken.
Zur Druckbeaufschlagung des Öls kann ein entsprechendes thermo-empfindliches Ventil vorgesehen sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 4 ist in der Hohlwelle als derartiges Thermoventil ein Ring 47 in eine Nut 48 eingelegt. Im kalten Zustand verengt der Ring 47 den Ausströmquerschnitt zwischen der Ölzuleitung 30 und dem Innenumfang der Zuleitung 29 so weit, daß sich in dem Innenkanal 29 ein Druck aufbaut. Einzelheiten hierzu ergeben sich aus den Fig. 5 bis 8. Der Ring 37 ist, wie Fig. 6 und 7 zeigen, an einer Stelle geteilt. Dabei überlappen sich die Enden des Ringes 37. Der Ring besitzt auf seinem Innenumfang eine metallische, stark wärmeempfindliche, ringförmige, jedoch nicht geschlossene Einlage 39, die - wie Fig. 8 zeigt - mit dem übrigen Körper des Ringes fest verbunden ist. Der Ring 37 selbst besteht aus einem thermisch nicht empfindlichen Material, z.B. einem Kunststoff, der bei Abkühlung eine im Vergleich zur metallischen Einlage 39 lediglich geringe Kältekontraktion besitzt. Infolge der starken Kältekontraktion der metallischen Einlage 39 verringert der Ring 37 infolge des entstehenden Bimetall-Effekts seinen Innendurchmesser. Dadurch wird die Spaltweite zwischen dem Rohr 29 und der Ölzufuhrleitung 30 ebenfalls verringert, so daß sich in dem Rohr 29 ein Öldruck aufbauen kann. Bei Erwärmung vergrößert sich der Innendurchmesser des Rings 37, so daß das Öl aus Rohr 29 wieder ungedrosselt abströmen kann.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist eine Hakenflügelpumpe, die gleichzeitig als Vakuumpumpe und Ölhydraulikpumpe wirkt, Die Pumpe kann gleichzeitig zum Antrieb pneumatischer Servoverbraucher wie z.B. Bremskraftverstärker und für hydraulische Verbraucher wie z.B. Niveauregelungen in Kraftfahrzeugen dienen. Es sei bemerkt, daß der Axialschnitt der in Fig. 9 dargestellten Pumpe im wesentlichen Fig. 2 entspricht. Daher wird im folgenden auch auf Fig. 2 Bezug genommen.
In dem Gehäuse 1 ist der Rotor 2 exzentrisch gelagert und mit Drehrichtung 22 durch Welle 3 angetrieben.
Die beiden Flügel der Pumpe sind in einem Rotorschlitz 4 aufeinander gleitend beweglich geführt. Die Flügel sind hakenförmig ausgebildet. Dabei ist das Ende eines jeden Flügels, das in dieser Anmeldung als Hakenkopf 7, 8 bezeichnet wird, jeweils so dick wie die Summe der aufeinander gleitenden Stege 9, 10 der Flügel.
Jeder Hakenkopf besitzt in der Ausführung nach Fig. 10, die als Detail einen der Hakenköpfe zeigt, eine Lagerschale 40, in der eine Rolle 38 drehbar gleitgelagert. Die Lagerschale ist durch mehrere in Achsrichtung hintereinander angeordnete Druckausgleichskanäle 39 jeweils mit dem zugehörigen Hakenraum 15.1 bzw. 15.2 verbunden.
Die Pumpe ist so ausgelegt, daß der Hakenraum 15.1 bei Rotation des Rotors in Richtung Pfeil 22 bereits in oder kurz vor der gestrichelt eingezeichneten Minimallage (900-Lage) in den Rotorschlitz 4 eintritt, so daß der Hakenraum 15.1 hier einen in sich abgeschlossenen Raum bildet. Bei Weiterdrehung des Rotors kämmt nunmehr dieser in sich abgeschlossene Hakenraum 15.1 zunächst bis zum unteren Totpunkt mit der Eintrittsniere 37 und sodann hinter dem unteren Totpunkt mit der Austrittsniere 45. Die Austrittsniere erstreckt sich zwischen dem unteren Totpunkt und der folgenden Minimal lage, jedoch so, daß der jeweilige Hakenraum 15.1 bzw. 15.2 keinen Kurzschluß im unteren Totpunkt zwischen der Austrittsniere und der Eintrittsniere herstellt.
Die Eintrittsniere und die Austrittsniere liegen in einem Verbraucherstromkreis, der in Fig. 9 lediglich schematisch dargestellt ist. Er umfaßt einen Verbraucher 42, ein steuerbares Ventil 43, den Tank 44 und ein Druckbegrenzungsventil 46. Die Eintrittsniere stellt die mit dem Tank 44 verbundene Saugseite der Hydraulikpumpe dar. Hier saugen die Hakenräume zwischen der Minimal lage und dem unteren Totpunkt bei sich vergrößerndem Volumen Öl an. In dem folgenden Drehbereich zwischen dem unteren Totpunkt und der folgenden Minimal lage wird diese Ölmenge bei sich verkleinerndem Volumen der Hakenräume wieder ausgestoßen und unter Druck zu dem Verbraucher 42 gefördert. Zwischen der von der Austrittsniere kommenden Verbraucher leitung und der zu der Eintrittsniere führenden Tankleitung ist ein Druckbegrenzungsventil 46 angeordnet, an dem ein bestimmter optimaler Druck eingestellt werden kann, der gewährleistet, daß die Hakenköpfe der Flügelzellenpumpe stets satt an der Gehäusewand 1 der Vakuumpumpe anliegen, ohne eine unnötig große Reibung zu verursachen.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 11 bis 14 ist in dem Gehäuse 1 der Rotor 2 mit Welle 3 drehbar gelagert.
Rotor und Welle sind aus einem Stück geformt. Welle und Rotor weisen den Innenkanal 29 auf. Der Innenkanal 29 steht mit einer Ölzufuhrleitung in Verbindung. Die Ölzufuhrleitung kommt von einer nicht dargestellten Schmierölpumpe. Die Ö1-zufuhrleitung 30 ist gegenüber dem Innenkanal 29 durch einen Ring 47 abgedichtet. Dieser liegt in einer Nut 48. Im kalten Zustand verengt der Ring 47 den Ausströmquerschnitt zwischen der Ölleitung 30 und dem Innenumfang des Innenkanals 29 so weit, daß sich in dem Innenkanal 29 ein Druck aufbaut.
Einzelheiten hierzu ergeben sich aus den Figuren 5 bis 8, die oben beschrieben worden sind.
Der Rotor besitzt in einer Normalebene einen Schlitz 4. Die Breite dieses Schlitzes entspricht der Summe der Dicke der Flügel 5, 6. Der Durchmesser des Innenkanals 29 ist größer als die Breite des Schlitzes 4. Dadurch bilden sich beidseits der in dem Rotorschlitz geführten Flügel 5, 6 halbmondförmige Kanäle, die sich längs durch den Rotor beidseits der Flügel erstrecken. Die beiden Flügel 5, 6 besitzen einen Hakenkopf 7, 8 und einen Steg 9, 10. Die Stege sind gleich dick; die Hakenköpfe sind so dick wie beide Stege zusammen.
Die Unterseite 13 eines jeden Hakenkopfes 7 bzw. 8 bildet mit dem Fuß 14 des Steges 9 bzw. 10 des jeweils anderen Flügels die Hakenräume 15.1 und 15.2. Die Pumpe besitzt einen durch Rückschlagventil verschlossenen Einlaß 32 und einen ebenfalls durch Rückschlagventil verschlossenen Auslaß 33. Wie die Fig. 14A und 14B zeigen, ist der Auslaß 33 ein Langloch, das durch eine Blattfeder 49 gegen die Auslaß richtung verschlossen wird. Die Blattfeder ist mittels Schraube 50 an dem Ende befestigt, das gegen die Drehrichtung weist. Dies ist für die ordnungsgemäße Funktion der Blattfeder 49 als Rückschlagventil von ausschlaggebender Wichtigkeit.
Die Flügel weisen nun noch, wie sich aus den Fig. 12A und 12B ergibt, an ihren Stegenden beidseits die Ausschneidungen 50 auf. Sie erstrecken sich vom Ende des Stegfußes 14 in Richtung auf den jeweiligen Hakenkopf. Wie anhand von Fig.
12B dargestellt, können diese Ausschneidungen auch ersetzt werden durch Aussparungen 51, die sich vom Stegfuß 14 aus in Richtung auf den jeweiligen Hakenkopf erstrecken.
Durch Auswahl der Tiefe der Aussparungen bzw. Ausschneidungen läßt sich der Durchflußwiderstand der im folgenden beschriebenen Öl flüsse bestimmen.
Die Dimensionierung der Flügel, insbesondere ihrer Hakenköpfe 7, 8 und ihrer Ausschneidungen 50 sowie weitere Einzelheiten des dargestellten Ausführungsbeispiels werden im folgenden anhand der Fig. 13A bis 13E beschrieben.
In den Figuren zeigt die Linie T die Totpunktebene. Auf der Totpunktebene liegen die Achsen des Gehäuses 1 und des Rotors 2. Ferner berührt auf dieser Ebene der Rotor dichtend das Gehäuse. In der in Fig. 13C dargestellten Drehlage des Rotors 2, in welcher die Flügel 5, 6 in Richtung der Totpunktebene ausgerichtet sind, ist der Flügel 6 vollständig in den Rotor eingefahren (unterer Totpunkt), während der Flügel 5 weitestgehend aus dem Rotor ausgefahren ist (oberer Totpunkt). In den Figuren ist die durch den Rotormittelpunkt liegende Ebene, die um 90" zur Totpunktebene verdreht ist, mit E bezeichnet. Sie wird im Rahmen dieser Anmeldung als Englage oder 900-Lage bezeichnet. Die Englage ist dadurch gekennzeichnet, daß hier - wie aus Fig. 13E ersichtlich -der Abstand der Hakenköpfe 7, 8 der Flügel 5, 6 am geringsten ist.
Die Drehrichtung ist in allen Figuren durch Drehrichtungspfeil 22 angedeutet. Es sei bemerkt, daß die Hakenräume jeweils in Drehrichtung weisen müssen.
In der Drehlage nach Fig. 13A ist der Hakenraum 15.2, den der Hakenkopf 8 mit dem Steg 10 des Flügels 6 bildet, vollständig in den Rotorschlitz 4 eingetaucht. Der Hakenraum 15.2 steht über die Ausschneidung 50 im Steg 10 mit der Ölzufuhr 29 in Verbindung. Daher wird der Hakenraum 15.2 mit dem Öldruck des Schmieröls in der Zufuhrleitung 29 beaufschlagt. Andererseits überdeckt der Steg 9 des Flügels 5 die Ölzufuhr 29, so daß die Ölzufuhr 29 keine Verbindung mit dem Ausstoßraum und dem dort liegenden Hakenraum 15.1 hat.
Es ist nun - wie in Fig. 11 angedeutet - in einer Gehäusestirnwand ein abgewinkelter Nutenzug 53 von 1 bis 2 mm Tiefe angebracht. Dieser Nutenzug weist einen Umfangsast 54 auf, der von der Totpunktebene T aus gegen die Drehrichtung 22 in den Ausstoßraum weist. Das in den Ausstoßraum weisende Ende dieses Umfangsastes 54 überdeckt in Umfangsrichtung noch das Ende des nierenförmigen Auslaßkanals 33, der in der gegenüberliegenden Gehäusewand angebracht ist.
Ferner weist der Nutenzug 53 einen Radialast 55 auf. Dieser Radialast liegt an der Totpunktebene an und erstreckt sich bis kurz vor den Innenkanal (Ölzufuhr) 29 der Welle 3 bzw.
des Rotors 2. Schließlich besteht der Nutenzug 53 aus einem Verbindungsast 56, der parallel zu dem Umfangsast 54 liegt und ebenfalls gegen die Drehrichtung weist. Wie aus den Fig. 13A bis 13E ersichtlich, sind der Verbindungsast 56 und der Radialast 55 des Nutenzuges zu einer flächigen Ausnehmung verbunden, die srichpunktiert angedeutet ist. Die gestrichelte Linie ist also in Wirklichkeit nicht vorhanden und dient lediglich zur Veranschaulichung des Verlaufs des Nutensystems 53. Es sei jedoch ganz besonders darauf hingewiesen, daß der Umfangsast 54 und der Radialast 55 nicht in eine gemeinsame flächige Ausnehmung integriert werden dürfen, da an der Schnittstelle dieser beiden Äste eine starke Drosselung eintritt, die für das Funktionieren dieses Nutensystems von besonderer Wichtigkeit ist.
Zur Funktion dieses Nutensystems 53 wird weiterhin auf Fig.
13A verwiesen. Es ist dort dargestellt, daß die Ausschneidung 50 des Flügels 6 in Verbindung mit dem Verbindungsast 56 gelangt ist. Dadurch ist auch eine Verbindung zwischen dem letzten Endbereich des Ausstoßraumes und der Ölzufuhr hergestellt worden. Dieser Endbereich liegt zwischen Flügel 5 und Totpunktebene. Sofern in dem Ausstoßraum, der über Auslaß 33 und Rückschlagventil 34 mit dem Kurbelwellenraum des Kraftfahrzeugmotors in Verbindung steht, noch ein Unterdruck besteht bzw. sofern über die Auslaßniere 33 Kurzschluß zwischen dem Ausstoßraum und dem davor liegenden, von den beiden Flügeln 5, 6 begrenzten Raum, der ebenfalls unter Vakuum steht, bestehen sollte, kann aus dem Ölzufuhrkanal 29 wegen der starken Drosselung des Nutensytems 53 insbesondere in der Knickstelle zwischen dem Radialast 55 und dem Umfangsast 54 nur eine geringe Ölmenge in den Ausstoßraum überströmen. Insbesondere bleibt der Schmieröldruck im Innenkanal 29 erhalten. Andererseits ermöglicht das Nutensystem 53 jedoch, daß - sobald ein Überdruck in dem sehr klein werdenden Ausstoßraum entsteht - das dort vorhandene Öl bzw. Öl-/Luftgemisch in die Ölzufuhr 29 zurückgedrückt wird. Dabei nimmt die Drosselung dieser Ölzufuhr ab, da eine wachsende Überdeckung zwischen dem Verbindungsast 56 und der Ausschneidung 50 eintritt.
In der nachfolgend dargestellten Drehstellung nach Fig. 13B besitzt der Ausstoßraum bereits keine Verbindung mehr mit der Auslaßniere 33. Sein gesamter Inhalt, vornehmlich Öl wird nunmehr über das Nutensystem 53 und über die Aussparung 50 in die Ölzufuhr 29 abgeschoben.
Erst in der Totpunktlage nach Fig. 13C wird die Verbindung zwischen dem Ausstoßraum und der Ölzufuhr 29 unterbrochen, da die hintere Begrenzung des Radialkanals im wesentlichen in der Totpunktebene liegt und nunmehr der Steg 9 des Flügels 6 den Radialkanal vollständig abdeckt. Im übrigen steht der Hakenraum 15.2 nach wie vor in Verbindung mit der Ölzufuhr 29. Daher wirkt der Druck des Schmieröls gerade jetzt bei der Fortdrehung im Sinne der Ausfahrbewegung auf den Flügel 6. Das ist von besonderer Wichtigkeit, weil sich der Flügel 5 in seiner inneren Totpunktlage befindet und daher die Zentrifugalkräfte zwischen dem einen Ende mit dem Hakenkopf 8 und dem anderen Ende mit dem Steg 9 sehr weitgehend ausgeglichen sind, so daß nur eine geringe Zentrifugalkraft im Sinne der Ausfahrbewegung wirkt. Durch die erfindungsgemäße Verbindung des Hakenkopfes 15.2 mit der Öl zufuhr wird diese ungünstige Situation ausgeglichen und der Schmieröldruck zur Unterstützung der Ausfahrbewegung verwandt.
Bei Weiterdrehung taucht der Hakenraum 15.2 - wie aus Fig.
13E ersichtlich - kurz nach Überfahren der Englage aus dem Rotorschlitz 4 auf. In diesem Augenblick überdeckt jedoch auch der Steg 10 des Flügels 6 die Ölzufuhrleitung 29 wieder vollständig, so daß die Ausschneidung 50 keine Verbindung mehr herstellt zwischen dem Pumpenraum bzw. Hakenraum 15.2 und der Ölzufuhr 29.
Andererseits taucht der Hakenraum 15.1 kurz vor der Englage - wie aus Fig. 13D ersichtlich - in seinen Rotorschlitz ein und kurz darauf gibt der Steg 10 des Flügels 6 über Ausschneidung 51 die Verbindung zwischen der Öl zufuhr 29 und dem Hakenraum 15.1 frei. Das bedeutet, daß der Flügel 5 nunmehr auf seinem Stegfuß 14 mit dem Öldruck des Schmieröls beaufschlagt und damit seine Ausfahrbewegung weiterhin durch den Schmieröldruck unterstützt wird.
Wichtig ist, daß das Eintauchen und die Druckbeaufschlagung des einen Hakenraumes 15.1 (Drehstellung nach Fig. 13D) und das Auftauchen des anderen Hakenraumes 15.2 in einer zeitlich festgelegten Folge vorzugsweise zeitlich lückenlos vonstatten gehen können, wenn die Pumpe mit Rotor und Flügeln so dimensioniert werden, daß die Steuerkanten der Hakenköpfe und die Steuerkanten der Ausschneidungen die Verbindung zum Öldruck und die Entlastung von Öldruck zu den gewünschten Zeiten herstellen.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Gehäuse 2 Rotor 3 Welle 4 Rotorschlitz 5 Flügel 6 Flügel 7 Hakenkopf 8 Hakenkopf 9 Steg 10 Steg 11 Stirnwand 12 Stirnwand 13 Unterseite des Hakenkopfes 14 Fuß des Steges 15 15.1 Hakenraum 15.2 16 Nut 17 Nut 18 Leitung 19 Leitung 20 Ölquelle 21 Auslaßbereich 22 Drehrichtung 23 Gewichtseinlage 24 Drehachse des Rotors 25 Mittelachse des Gehäues 26 Ausnehmung 27 Steg 28 Ringspalt 29 Innenkanal 30 Ölzufuhrleitung 31 Ausnehmung 32 Einlaß 33 Auslaß 34 Rückschlagventil 35 Rückschlagventil 36 Kerbe 37 Eintrittsniere 38 Rolle 39 Druckausgleichkanal 40 Lagerschale 41 Verbraucher-Ölstromkreis 42 Verbraucher 43 Ventil 44 Tank 45 Austrittsniere 46 Druckbegrenzungsventil 47 Ring 48 Nut 49 Blattfeder 50 Ausschneidungen 51 Ausschneidungen ) Ausnehmungen 52 Ausschneidungen 53 Nutenzug 54 Umfangs ast 55 Raaialnut 56 Verbindungsast

Claims

Ansprüche 1. Flügelzellenpumpe mit einem Paar hakenförmiger Flügel, die in einem Führungsschlitz des Rotors gleitend aufeinanderliegen, wobei der Hakenkopf jedes Flügels sowie die beiden aufeinanderliegenden Hakenstege der beiden Flügel dieselbe der Schlitzweite angepaßte Dicke haben und wobei der jeweilige Stegfuß des einen mit dem Hakenkopf des anderen Flügels einen Hakenraum bilden, welcher Hakenraum über eine Teildrehung des Rotors in den Rotorschlitz eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintauchen der Hakenräume (15.1 und 15.2) im Drehbereich zwischen 900 vor und 90- hinter dem unteren Totpunkt stattfindet und daß jeder Hakenraum (15) bei der Teildrehung des Rotors (2) von 900 vor bis zu dem unteren Totpunkt mit Öl gefüllt und bei der Teildrehung vom unteren Totpunkt bis 90" nach dem unteren Totpunkt über eine Drossel geöffnet wird.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Drossel über die Teildrehung zwischen dem unteren Totpunkt und der 900Lage hinter dem unteren Totpunkt erweitert.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine unstetige Erweiterung des Drosselquerschnitts kurz vor der 900Lage hinter dem unteren Totpunkt stattfindet.
4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung des Drosselquerschnitts durch eine in die Vorderseite des Hakenraums eingebrachte radial kurze Kerbe (36) erfolgt.
5. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzufuhr zum Hakenraum an eine Druckölquelle anschließbar ist.
6. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Öleinlaß und Ölauslaß in ein druckloses System einmünden.
7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Öleinlaß und Ölauslaß in einem Ölkreislauf mit einem die Drosselung bewirkenden hydraulischen Verbraucher liegen.
8. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hakenköpfe (7, 8) mit einer Rolle an der Gehäusewandung anliegen, wobei die Lagerschale (30) der Rolle mit dem jeweiligen Hakenraum (15.1, 15.2) durch Druckausgleichskanäle (29) verbunden ist.
9. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 7, 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehkreis der Hakenräume in einer Stirnwand die Öleintrittsniere (16) sich vor dem unteren Totpunkt zwischen der Minimal lage und dem unteren Totpunkt erstreckt und die Austrittsniere (21) sich von einer Stelle, die mehr als Flügeldicke vom unteren Totpunkt entfernt ist, bis zur 900Lage erstreckt.
10. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein temperaturabhängiges Drosselventil im Öl zulauf und/oder Ölablauf.
11. Flügelzellenpumpe mit einem Paar hakenförmiger Flügel, die in einem Führungsschlitz des Rotors gleitend aufeinanderliegen, wobei der Hakenkopf jedes Flügels sowie die beiden aufeinanderliegenden Hakenstege der beiden Flügel dieselbe der Schlitzweite angepaßte Dicke haben und wobei der jeweilige Stegfuß des einen mit dem Hakenkopf des anderen Flügels einen Hakenraum bilden, welcher Hakenraum über eine Teildrehung des Rotors in den Rotorschlitz eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintauchen der Hakenräume (15.1 und 15.2) im Drehbereich zwischen 90" vor und 90° hinter dem unteren Totpunkt stattfindet und daß jeder Hakenraum (15) bei der Teildrehung des Rotors (2) von 90. vor bis zu dem unteren Totpunkt mit Öl gefüllt und mit einem Ölzufuhrkanal (29) verbunden wird, und daß die Verbindung zu dem Ölzufuhrkanal vor dem Auftauchen aus dem Rotorschlitz (4) unterbrochen wird.
12. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (9, 10) beider Flügel Ausnehmungen (50, 51 52) besitzen, die sich jeweils von dem Stegfuß (14) aus über eine radiale Teillänge des Flügels erstrecken und die durch zeitweise Überdeckung einer zum Rotor konzentrischen ölzufuhrbohrung (29) den Öl fluß zwischen der Ölzufuhrbohrung und den Hakenräumen mittels ihrer die Ölzufuhrbohrung überfahrenden Endkanten in Abhängigkeit von der Drehlage des Rotors (2) steuern.
13. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Ölzufuhrbohrung (29) und den Hakenräumen (15.1, 15.2) durch die Endkanten der Ausnehmungen (50-52) unmittelbar nach dem Eintauchen des Hakenraums (15.1, 15.2) in den Rotorschlitz (4) aufgesteuert und unmittelbar vor dem Auftauchen des Hakenraumes aus dem Rotorschlitz zugesteuert wird.
14. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als Aussparungen (52) in der Rückseite eines jeden Flügels gebildet sind.
15. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch Ausschneidungen (50, 51) gebildet werden, die an einer oder beiden Stirnkanten eines jeden Flügels angebracht sind und die sich vom Stegfuß (14) bis über eine radiale Teillänge des Flügels erstrecken.
16. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzufuhrbohrung (29) konzentrisch in dem Rotor liegt, und daß der Durchmesser der Ölzufuhrbohrung (29) größer ist als die Breite des Führungsschlitzes, und daß sich die Ölzufuhrbohrung bis in den Längsbereich des Rotors erstreckt, in welchem sich die Ausnehmungen, Ausschneidungen befinden.
17. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausschneidungen (50, 51) der beiden Flügel auch in der Totlage der Flügel nicht überdecken.
18. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche II bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintauchen der Hakenräume im Drehbereich vor dem unteren Totpunkt vor, vorzugsweise bis 5 bis 15° vor dem Eintritt der Überdeckung der Ausnehmung/Ausschneidung und der Ölzufuhrbohrung stattfindet.
19. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnwand des Pumpengehäuses (1) im Bereich des Auslasses einen abgewinkelten Nutenzug (53) enthält mit einem Umfangsast (54) enthält, der sich in Umfangsrichtung erstreckt und der einen Teil des Auslaßraums der Pumpe überdeckt, insbesondere dessen Endbereich, insbesondere den Teil des Endbereichs, der hinter dem Ende des Auslaßkanals (33) liegt, mit einem im wesentlichen radial gerichteten Radialast (55), der im wesentlichen durch die Totpunktebene begrenzt ist und sich vom Endpunkt des Auslaßraumes aus radial bis kurz vor die Ölzufuhr (29) erstreckt, mit einem zum Umfangsast (54) parallelen Verbindungsast (56), der mit der Ausschneidung (50, 51) der Flügel spätestens 30" vor dem unteren Totpunkt in Verbindung gerät.
20. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsast (56) durch eine gegen die Drehrichtung gerichtete Erweiterung des Radialastes (55) gebildet wird und mit der Ausschneidung (50, 51) der Hakenflügel zwischen der Englage und der Totlage, vorzugsweise spätesens 45° vor der Totlage, Verbindung erhält.
21. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der sich über einen Teilumfang erstreckende Auslaß (33) durch ein Rückschlagventil (35) verschlossen ist.