DE3532917A1

DE3532917A1 - Fluegelzellenpumpe

Info

Publication number: DE3532917A1
Application number: DE19853532917
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Hertell; Robert Lange
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1985-09-14
Publication date: 1987-03-26
Anticipated expiration: 2005-09-15
Also published as: DE3532917C2

Description

Die Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff ist Gegenstand des Hauptpatentes DE-P 35 07 176.1 (IP-1396).

Bei der Flügelzellenpumpe nach dem Hauptpatent ist das Problem gelöst, auch bei hohen Drehzahlen ein sicheres Ein- und Ausfahren der Flügel und eine sichere Anlage der Flügel an den Gehäuseumfang auch bei einer Flügelzellenpumpe zu gewährleisten, die mit nur zwei aufeinanderliegenden Flügeln arbeitet. Diese Flügelzellenpumpe, die sich grundsätzlich von den Flügelzellenpumpen mit mehr als zwei Flügeln dadurch unterscheidet, daß sie bei hoher Fördermenge eine geringe Leistungsaufnahme hat, konnte bis dahin wegen des ungelösten Problems des Ein- und Ausfahrens nicht als "Schnelläufer" eingesetzt werden. Sie war insbesondere nicht als Vakuumpumpe in Kraftfahrzeugen mit Einspritz- bzw. Diesel-Motor für die Bremskraftverstärkung verwendbar.

Durch die Zusatzerfindung wird die Aufgabe gelöst, die Leistungsaufnahme der Flügelzellenpumpe weiter zu minimieren, indem der für das Ausfahren erforderliche Druck weiter herabgesetzt wird. Hierzu wird vorgesehen, daß die Gleitflächen der Hakenflügel, mit denen diese gleitend aufeinanderliegen, ölgeschmiert sind. Hierzu werden in der Berührfläche von zumindest einem der Flügel Schmiernuten vorgesehen, die sich vorzugsweise in genau radialer Richtung erstrecken. Diese Schmiernuten gehen von den Hakenräumen aus. Als Hakenräume sind die Räume bezeichnet, die zwischen dem Hakenkopf des einen Flügels und dem Steg des anderen Flügels gebildet werden. Diese Hakenräume sind beim Einfahren der Köpfe in den Rotorschlitz in sich abgeschlossen und werden nach der Haupterfindung mit Öl gefüllt. Durch diese Zusatzerfindung wird vorgesehen, daß das eingefüllte Drucköl auch auf die Gleitflächen der Flügelstege gelangt. Die Schmiernuten, die in beide Gleitflächen der Flügel eingebracht sind, stehen auch in der Minimallage des Rotors nicht miteinander in Verbindung. Als Minimallage des Rotors wird hier die Lage bezeichnet, in der die beiden Flügel zusammengenommen die geringste Länge haben, in der sich die beiden Flügel also maximal überdecken.

Aus Gründen der fertigungstechnischen Vereinfachung ist vorgesehen, daß die Schmiernuten sich jeweils vom Fuß des Steges aus erstreckt.

Es wird erfindungsgemäß vermieden, daß die Schmiernuten einen Kurzschluß zwischen den Hakenräumen und daher auch zwischen Pump- und Saugseite der Pumpe bilden. Um diese Kurzschlußgefahr zu vermeiden ist vorgesehen, daß die Schmiernuten - vom Flügelfuß aus gesehen - sich keilförmig verengen, so daß zum Bereich der radialen Flügelmitte hin bereits ein erheblicher Druckabfall eintritt.

Zur Vermeidung des Kurzschlusses ist entweder die Länge der Schmiernuten begrenzt in der Weise, daß die Schmiernuten in der Minimallage der Flügel vor der Rotorachse enden. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Schmiernuten symmetrisch zur mittleren Normalebene des Rotors angeordnet werden können. Dadurch ist es möglich, beide Flügel identisch auszugestalten, so daß es bei der Montage und Reparatur nicht zu Verwechslungen kommen kann. Weiterhin ist in dieser Ausgestaltung die Möglichkeit gegeben, im mittleren Bereich der Gleitflächen der Flügel taschenförmige Ausnehmungen vorzusehen, in die mindestens eine der Schmiernuten mündet. Auch diese Ausnehmungen sind so angelegt, daß sie sich auch in der Minimallage der Flügel nicht überlappen und keinen Kurzschluß zwischen den Hakenräumen herstellen.

Eine andere Möglichkeit, den Kurzschluß zu vermeiden, besteht darin, daß die Schmiernuten des einen Flügels gegenüber den Schmiernuten des anderen Flügels axial versetzt sind, so daß sie sich nicht überdecken. Bei dieser Ausführung können die Schmiernuten auch in der Minimallage der Flügel über die Mittelachse des Rotors hinausragen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben:

Fig. 1 zeigt einen Normalschnitt durch eine Flügelzellenpumpe und

Fig. 2 einen Flügel in der Ansicht der Gleitfläche und den darauf liegenden Flügel um 90° gedreht.

In dem Gehäuse 1 ist die Welle 3 des Rotors fliegend und drehbar gelagert. Der Rotor 2 besitzt einen Schlitz 4, der in einer Axialebene liegt. In dem Schlitz 4 sind die beiden Flügel 5 und 6 gleitend geführt. Die Flügel 5, 6 bestehen aus jeweils einem Hakenkopf 7 bzw. 8 und einem Steg 9 bzw. 10. Die Flügel liegen mit ihren Stegen 9 und 10 aufeinander. Die Berührfläche wird in dieser Anmeldung auch als Gleitfläche bezeichnet. Die Unterseite 13 eines jeden Hakenkopfes bildet mit dem Fuß 14 eines jeden Steges einen Hakenraum 15.1 bzw. 15.2. Es ist Gegenstand der Hauptanmeldung, daß die Flügel und der Rotor derart dimensioniert sind, daß die Hakenräume bei gegebener Drehrichtung 22 etwa ab der Minimallage in den Rotorschlitz 4 eintauchen und über den Innenkanal 29 sowie die seitlichen Flügelaussparungen 50 und 51 sowie die Ausnehmungen 52 auf der Rückseite der Flügelstege mit Öl gefüllt werden, und daß das so entstandene Ölpolster mit Druck beaufschlagt wird und das Ausfahren der Flügel übernimmt. Nach dieser Erfindung wird darüberhinaus vorgesehen, daß in der Gleitfläche, auf die man in Fig. 2 schaut, Schmiernuten 60 vorgesehen sind. Diese Schmiernuten gehen jeweils vom Fuß 14 des Flügelsteges aus und verengen sich von dort aus keilförmig, indem sie in ihrer Tiefe abnehmen. Die Nuten sind symmetrisch zur mittleren Normalebene 61 in beiden Flügeln angelegt. Die äußeren Nuten 60.1 enden - wie sich aus Fig. 1 und Fig. 2 ergibt - in der Minimallage der Flügel, die in Fig. 1 dargestellt ist, vor der Rotorachse 24. Es kann daher kein Kurzschluß entstehen zwischen den Hakenräumen 15.1 und 15.2.

Die mittleren Schmiernuten 60.2 enden jeweils in einer Ausnehmung 62. Auch diese Schmiernuten laufen keilförmig in diese Aufnehmung 62. Durch die keilförmige Ausbildung der Schmiernuten kann ein gewisser Druckabfall erzielt werden, so daß der in den Hakenräumen 15.1 bzw. 15.2 herrschende Druck nicht ausschließlich auf der Berührfläche der Stege zwischen den Schmiernuten im Bereich der Rotorachse 24 abgedichtet werden muß. Das ist besonders wichtig, wenn - bei gegebener Drehrichtung 22 - der Hakenraum 15.1 wieder aus seinem Rotorschlitz auftaucht und unter Saugdruck gerät, während der gegenüberliegende Hakenraum 15.2 unter zunehmenden Überdruck gerät.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent wird das Druckpolster, das nach dem Hauptpatent in den Hakenräumen zum Zwecke des Ausfahrens des Flügels aus der inneren Totlage benutzt wird, weiterhin dazu ausgenutzt, um die Flügelbewegung zu erleichtern und hierdurch die erforderliche Druckhöhe für das Ausfahren der Flügel und damit auch die Leistungsaufnahme der Pumpe zu vermindern.

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
21 Auslaßbereich
22 Drehrichtung
24 Drehachse des Rotors
25 Mittelachse des Gehäuses
29 Innenkanal
32 Einlaß
33 Auslaß
34 Rückschlagventil
35 Rückschlagventil
50 Ausschneidungen
51 Ausschneidungen  Ausnehmungen
52 Ausschneidungen
60 Schmiernut
60.1 äußere Schmiernut
60.2 innere Schmiernut
61 mittlere Normalebene
62 Ausnehmung

Claims

1. Flügelzellenpumpe
mit einem Paar hakenförmiger Flügel (5, 6), die in einem Führungsschlitz des Rotors (2) gleitend aufeinanderliegen,
wobei der Hakenkopf (7 bzw. 8) jedes Flügels sowie die beiden aufeinanderliegenden Hakenstege (9, 10) der beiden Flügel dieselbe der Schlitzweite angepaßte Dicke haben
und wobei der jeweilige Stegfuß (9 bzw. 10) des einen mit dem Hakenkopf (7 bzw. 8) des anderen Flügels einen Hakenraum (15.1 bzw. 15.2) bilden, welcher Hakenraum über eine Teildrehung des Rotors in den Rotorschlitz eintaucht,
wobei das Eintauchen der Hakenräume (15.1 und 15.2) im Drehbereich zwischen 90° vor und 90° hinter dem unteren Totpunkt stattfindet
und wobei jeder Hakenraum (15) bei der Teildrehung des Rotors (2) von 90° vor bis zu dem unteren Totpunkt mit Öl gefüllt und entweder bei der Teildrehung vom unteren Totpunkt bis 90° nach dem unteren Totpunkt über eine Drossel geöffnet wird nach Anspruch 1 des Patentes 35 07 176.1 (P 35 07 176.1) (IP-1396)
oder mit einem Ölzufuhrkanal (29) verbunden wird, zu dem die Verbindung vor dem Auftauchen aus dem Rotorschlitz (4) unterbrochen wird nach Anspruch 11 des Patentes 35 07 176.1 (P. 35 07 176.1) (IP-1396), dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Flügel (5, 6), mit denen diese gleitend aufeinanderliegen, ölgeschmiert sind, indem Schmiernuten (60.1, 60.2) in zumindest eine der Gleitflächen eingebracht sind, die von den Hakenräumen (15.1 bzw. 15.2) ausgehen, wobei die Schmiernuten, die in die Gleitflächen beider Flügel eingebracht sind, auch in der Minimallage des Rotors nicht miteinander in Verbindung stehen.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiernuten (60.1, 60.2) von dem Flügelfuß (14) ausgehen.

3. Flügelzellenpumpe nach Annspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schmiernuten - von ihrer Einmündung in den Hakenraum aus - keilförmig verengen, vorzugsweise an Tiefe abnehmen.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiernuten in der Minimallage der Flügel über die Mittelachse (24) des Rotors (2) hinausragen, und daß die Schmiernuten der beiden Flügel gegeneinander axial versetzt sind.

5. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiernuten in der Minimallage der Flügel vor der Rotorachse enden,
und daß Schmiernuten in jeweils dem einen und dem anderen Flügel in Normalebenen angeordnet sind, die symmetrisch zur mittleren Normalebene (61) liegen.

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiernuten in einer taschenförmigen Ausnehmung (62) enden, wobei sich die taschenförmigen Ausnehmungen der beiden Flügel auch in der Minimallage der Flügel nicht überdecken.