DE3630528A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Drehkolbenpumpe ist bekannt und kann z. B. bei einer motorunabhängigen Fahrzeugheizung zur Förderung geringer Brennstoffmengen Verwendung finden. Diese bekannte Drehkolben­ pumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das mit einem zylindrischen Pumpenraum ausgestattet ist. In diesen Pumpenraum ragt ein Ende eines sich mit Hilfe einer Antriebseinrichtung drehenden sowie in axialer Richtung hin- und herbewegenden Kolbens hinein, wo­ bei die Mantelfläche des Kolbens mit Ausnahme eines plange­ frästen Bereichs in Eingriff mit der Innenwand des Pumpenraums steht. Infolge der Planfräsung kann der Pumpenraum mit einer Ansaugbohrung bzw. mit einer der Ansaugbohrung gegenüber­ liegenden Förderbohrung bei Drehung des Kolbens verbunden werden; d. h. die Planfräsung nimmt die Funktion eines Ventils ein. Bei diesem Pumpenaufbau ist jedoch ein Überströmen des Kolbens durch einen Vordruck in der Ansaugleitung möglich. Außerdem kann kein Nullabschluß im Ruhezustand erzielt werden.

Durch die Überströmung wird die Fördermenge unbestimmt; d. h. es erfolgt eine unregelmäßige Verbrennung des Kraftstoffs. Ferner kann ein Nullabschluß nur durch Einbau eines Magnet­ ventils in die Förderleitung erzielt werden, was die Her­ stellungskosten jedoch erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drehkolben­ pumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Überströmen des Kolbens verhindert wird und ein Null­ abschluß möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit Hilfe der Erfindung erfolgt eine gleichmäßige Ver­ brennung des Kraftstoffs, wodurch eine Reduzierung der schädlichen Abgase erzielt sowie eine Verkokung im Brenn­ raum verhindert wird.

Da für den Nullabschluß kein Magnetventil erforderlich ist, können die Herstellungskosten gesenkt und die Betriebszuver­ lässigkeit erhöht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Drehkolben­ pumpe im axialen Längsschnitt und

Fig. 2 die Drehkolbenpumpe im Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Drehkolbenpumpe ein Pumpengehäuse 1 auf, das mit einem zylindrischen Pumpenraum 2 ausgestattet ist. Von einer Stirnseite des Pumpenraums 2 ragt ein Kolben 3 in den Pumpenraum 2 hinein, der mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung gedreht und in axialer Richtung hin- und herbewegt werden kann. Die Hin­ und Herbewegung des Kolbens dient dabei der Erzeugung des Ansaug- bzw. Förderdrucks und die Drehung des Kolbens der Ausübung einer Ventilfunktion, wie dies nachfolgend beschrie­ ben wird. In der Mantelfläche des Pumpenraums 2 münden ferner eine Ansaugbohrung 4 sowie eine der Ansaugbohrung 4 gegen­ überliegende Förderbohrung 5.

Das in den Pumpenraum 2 hineinragende Ende des Drehkolbens 3 weist eine als Ventilbohrung dienende Schrägbohrung 8 auf, die sich von der Umfangs- bzw. Mantelfläche zu der dem Pum­ penraum 2 zugewandten Stirnfläche 6 des Drehkolbens 3 er­ streckt.

Auf dem Endabschnitt des Drehkolbens 3 ist ferner eine hül­ senförmige Dichtung 7 befestigt, die abdichtend an der inneren Umfangswand des Pumpenraums 2 anliegt und eine Abdichtung in radialer und axialer Richtung ermöglicht. Die axiale Länge der hülsenförmigen Dichtung 7 ist dabei so ausgelegt, daß eine freie Hin- und Herbewegung des in den Pumpenraum 2 ragenden Endabschnitts des Drehkolbens 3 möglich ist. Im Bereich der Mündung der Schrägbohrung 8 auf der Umfangs­ fläche des Kolbens weist die Dichtung 7 eine Aussparung 9 auf, wodurch der Pumpenraum 2 über die Schrägbohrung 8 mit der Ansaugbohrung 4 bzw. der Förderbohrung 5 in Verbindung gesetzt werden kann.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, verläuft die Aussparung über einen Winkelabstand von jeweils ca. 45 Grad zu beiden Sei­ ten der Mündung der Schrägbohrung 8 auf der Mantelfläche des Drehkolbens 3; d. h. die Aussparung 9 weist insgesamt einen Winkelabstand von ca. 90 Grad auf. Die Länge der Aus­ sparung in axialer Richtung wird durch Dichtungsabschnitte 9, 10 begrenzt, wobei die axiale Länge der Aussparung 9 größer als der maximale Kolbenhub ist, so daß die Dichtungs­ abschnitte 9 und 10 der Dichtung 7 die Ansaug- und Förder­ bohrung 4 bzw. 5 nicht überlaufen.

Um die Flexibilität der Dichtung 7 zu erhöhen, weist bei einem besonderen Ausführungsbeispiel die Dichtung ein Basis­ teil 11 sowie Dichtungslippen 12 bis 16 auf, wobei der Außendurchmesser des Basisteils 11 der Dichtung geringer als der des Pumpenraums 2 ist. Von diesem Basisteil stehen die Dichtlippen 12 bis 16 ab, die mit der Mantelfläche des Pumpenraums in Eingriff stehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, sind drei um jeweils 135 Grad versetzt angeordnete, in axialer Richtung verlaufende Dichtungslippen 12 bis 14 und, wie aus Fig. 1 ersichtlich, an den Stirnbereichen der Dich­ tung ringförmige Dichtungslippen 15 und 16 vorgesehen.

Die Dichtung kann vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Filz bestehen. Außerdem kann die Wandung des Pumpen­ raums 2 zur Erhöhung der Gleiteigenschaft und zur Verhinde­ rung einer Verklebung mit einer z. B. aus Teflon bestehenden Beschichtung versehen werden.

Die vorstehend erläuterte Drehkolbenpumpe hat folgende Funktionsweise:.

Der Pumpvorgang wird hierzu in vier Phasen zerlegt. Zu Be­ ginn der ersten Phase befindet sich der Kolben in der rechten Endposition. Wird nun der Kolben in die linke Endstellung be­ wegt und um eine viertel Drehung gedreht, so füllt sich der Pumpenraum mit dem Pump- bzw. Fördermedium infolge des im Pum­ penraum entstehenden Unterdrucks, da die Ansaugbohrung 4 über die Aussparung 9 der Dichtung 7 und die Schrägbohrung 8 mit dem Pumpenraum 2 in Verbindung steht. Führt der Kolben in der zweiten Phase eine weitere Vierteldrehung aus, so sind alle Bohrungen, d. h. die Ansaugbohrung 4 und die Förderboh­ rung 5, geschlossen. Es findet keine Längsbewegung statt. In der dritten Phase, d. h. bei einer weiteren Drehung des Kol­ bens über eine viertel Drehung, steht die Förderbohrung mit der Schrägbohrung 8 und dem Pumpenraum 2 in Verbindung. Da während dieser Drehung der Kolben nach rechts bewegt wird, wird das in den Pumpenraum eingesaugte Medium durch die För­ derbohrung 5 zum Verbraucher ausgestoßen. In der vierten Phase erfolgt eine Leerdrehung um 45 Grad, worauf sich die obigen Phasen wiederholen.

Claims (6)

1. Drehkolbenpumpe

• - mit einem Pumpengehäuse (1), das einen zylindrischen Pumpenraum (2) aufweist,
• - mit einem in den Pumpenraum (2) hineinragenden, in axialer Richtung hin- und herbeweglichen Drehkolben (3),
• - mit einer in dem Pumpenraum mündenden Ansaugbohrung (4) sowie
• - einer in den Pumpenraum mündenden, der Ansaugbohrung gegenüberliegenden Förderbohrung (5), dadurch gekennzeichnet,
• - daß der Drehkolben (3) im Endbereich zylindrisch aus­ gebildet ist,
• - daß im Endbereich des Drehkolbens eine sich von der Umfangsfläche zur Stirnfläche (6) des Drehkolbens (3) erstreckende Schrägbohrung (8) vorgesehen ist,
• - daß am Ende des Drehkolbens (3) eine hülsenförmige Dichtung (7) aufgesetzt ist, die abdichtend an der inneren Umfangswand des Pumpenraums (2) anliegt und daß die Dichtung (7) an der Stelle der Mündung der Schrägbohrung (8) auf der Umfangsfläche des Drehkolbens (3) eine Aussparung (9) aufweist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Aussparung (9) über einen Winkelabstand von 45 Grad zu beiden Seiten der Mündung der Schrägbohrung (8) auf der Umfangsfläche des Drehkol­ bens erstreckt und daß die axiale Länge der Aussparung (9) größer als der maximale Kolbenhub ist.

3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (7) im Winkelabstand von jeweils ca. 135 Grad angeordnete, sich in axialer Richtung erstreckende Dichtungslippen (12 bis 14) sowie an den Stirnbereichen ringförmige Dichtungslippen (15 und 16) aufweist, wobei die Dichtungslippen mit der Mantel­ fläche des Pumpenraums in Dichteingriff stehen.

4. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7) aus einem Elastomer besteht.

5. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7) aus einem Filz besteht.

6. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Pumpen­ raum (2) mit einer Gleitbeschichtung versehen ist.