DE3639943A1 - Fluegelzellenpumpe - Google Patents
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Description
Eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff ist bekannt durch
die europäische Anmeldung 01 20 993 (Bag. 1312).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese bekannte
Flügelzellenvakuumpumpe als Trockenläuferpumpe auszubilden.
Darunter wird eine Pumpe verstanden, die zumindest in ihren
pneumatischen Teilen nicht geschmiert werden muß und die
daher den Vorteil hat, daß die Abluft ölfrei ist.
Durch die Offenlegungsschriften 30 14 519 und 30 14 520 sind
Flügelzellenvakuumpumpen bekannt, bei denen auf dem Umfang
des Gehäuses ein frei drehbarer Ring liegt. Hierdurch wird
erreicht, daß die Schleifgeschwindigkeit der Flügelenden sehr
wesentlich herabgesetzt wird. Diese Maßnahme ist allerdings
nicht anwendbar für sog. Außenläuferpumpen, bei denen das
Gehäuse gleichzeitig Flügelträger und Rotor ist und den
Stator exzentrisch einschließt. Denn in diesem Falle liegen
Zu- und/oder Ableitung vorzugsweise im Stator und münden auf
dessen Umfangsfläche. Die Hülse würde mithin die Öffnung von
Zu- bzw. Ableitung versperren.
Durch die in Anspruch 1 angegebene Lösung wird dieses Problem
gelöst und es wird erreicht, daß die mit dem Gehäuse umlau
fenden Flügel gegenüber dem Stator bzw. dem darauf frei dreh
bar gelagerten Ring eine lediglich geringe Relativbewegung
haben, so daß eine Ölschmierung entfallen kann. Der drehbare
Ring kann in einer geeigneten Gleitlagerung, z.B. Luftlage
rung oder Wälzlagerung (z.B. Nadellager mit fettgeschmiertem
Käfig), gelagert werden. Jedenfalls ist es möglich, die
Lagerung des Ringes so auszugestalten, daß sie mehrere
tausend Betriebsstunden ohne Schmiermittelzufuhr von außen
auskommt.
Bei dieser Pumpe liegen der Einlaß und der Auslaß vorzugs
weise im Stator, und es ist vorgesehen, daß zumindest einer
dieser Kanäle auf der Oberfläche des Stators münden und daß
der drehbare Ring in der Normalebene dieser Mündung eine
Serie von in Umfangsrichtung eng begrenzten Schlitzen
aufweist. Durch diese Schlitze wird das Pumpeninnere mit dem
Luftkanal (Saugluft oder Abluft) verbunden. In Umfangsrich
tung sind die Schlitze so schmal, daß ein Kurzschluß zwischen
den einander nachfolgenden, durch die Flügel begrenzten Saug
zellen nicht stattfindet. Vorzugsweise sind die Schlitze in
ihrer Weite in Umfangsrichtung derart begrenzt, daß die
Flügel mit positiver Überdeckung auf den Schlitzen auflie
gen.
Aus der Aufgabenstellung ergibt sich weiterhin das Problem
der Lagerung des Rotors. Zur Lösung dieses Problems ist bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung der
Stator auf einem in das Gehäuse hineinragenden Zapfen gela
gert, und das Gehäuse selbst ist stirnseitig mit der Welle
drehfest verbunden. Die Welle selbst durchdringt den Zapfen
konzentrisch und ist in dem Zapfen gelagert. Der Zapfen weist
an seinem freien Ende, d.h. im Pumpeninneren, eine Dichtung
gegenüber der Welle auf und ist im übrigen mit einer Gleit
lagerung für die Welle versehen. Diese Gleitlagerung wird von
der Einspannseite des Zapfens her ölgeschmiert. Bei dieser
Ausgestaltung gelingt es, eine Trockenläuferpumpe zu
schaffen, bei der im Trockenbereich hohe Reibgeschwindig
keiten vermieden werden und bei der andererseits die Rotor
lagerung, bei der hohe Relativgeschwindigkeiten unvermeidbar
sind, flüssigkeitsgeschmiert wird, ohne daß hierdurch die
Eigenschaft als Trockenläuferpumpe beeinträchtigt wird.
Zur Ölzufuhr eignet sich bei Kraftfahrzeugen insbesondere die
Welle des Rotors, in der eine Sacklochbohrung vorgesehen ist,
die mit einem Strang der Schmierölversorgung des Kraftfahr
zeugs in Verbindung steht.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Axialschnitt;
Fig. 2 einen Normalschnitt des Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Ansicht des drehbaren Ringes;
Fig. 4 als Detail einen Schnitt durch das Auslaßventil.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Flansch 1
vorgesehen, der z.B. an eine Schmierölpumpe angeflanscht
werden kann. Der Flansch 1 besitzt einen hohlgebohrten Zapfen
2. In der Bohrung des Zapfen 2 liegt die Gleitlagerung 39 für
die drehbar gelagerte Welle 10. Am Ende der Welle 10 sitzt
der Rotor mit Gehäusedeckel 5, Gehäusemantel 7 und Gehäuse
deckel 6. Die Gehäusedeckel 5 und 6 schließen in Achsrichtung
und das Gehäuse 3 schließt in Umfangsrichtung den Stator 4
ein. Der Gehäusemantel 7 besitzt eine Lauffläche, die das
Gehäuse als Riemenscheibe verwendbar macht.
Der Stator 4 ist auf dem Zapfen 2 exzentrisch befestigt. Der
Stator 4 hat vorzugsweise einen kreiszylindrischen Quer
schnitt und ist mit einer Panzerbuchse 22 versehen.
In dem Gehäuse 3, und zwar in dessen Gehäusemantel 7 sind
Schwenkflügel 9 in Ausnehmungen 8 mit Schwenkzapfen 11
schwenkbar gelagert. Es sei erwähnt, daß die axiale Länge der
Flügel gleich der axialen Länge des Stators gleich der
axialen Weite zwischen den Gehäusedeckeln 5, 6 ist.
Die Schwenkflügel werden durch Federn 12 nach innen ver
schwenkt. In ihrer radial äußersten Schwenklage verschwinden
die Schwenkflügel in den Ausnehmungen 8 des Gehäusemantels
7. Mit ihrem freien Ende 21 (Flügelkopf) gleiten die Flügel
auf dem Ring 13, der auf dem Stator frei drehbar gelagert
ist. Es ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, daß der Stator
4 derart exzentrisch gelagert ist, daß der Ring 13 mit dem
Gehäusemantel an einer Seite einen nur geringen Dichtspalt
bildet (Fig. 2, oben). Dadurch bildet der Ring 13 in dem
inneren Gehäusemantel einen mondförmigen Innenraum, der durch
die Schwenkflügel 9 in einzelne Zellen eingeteilt wird, die
mit der Rotation des Gehäuses 3 stetig größer und kleiner
werden.
Der Ring 13 ist auf dem Stator 4 in Nadelrollenlagern gela
gert. Hierfür weist der Ring 13 - wie die Fig. 3 zeigt - in
seinem Inneren eine umlaufende Nut 14 auf. In dieser Nut 14
liegt der Käfig eines Nadelrollenlagers 19. Die Nadeln rollen
auf der geeigneten Panzerbuchse 22 des Stators 4.
Und nun zur Luftzufuhr und Luftabfuhr:
Der Zapfen 2 weist axial zwei Bohrungen auf. Die eine Bohrung 16.1 ist über den Radialkanal 16.2 im Flansch 1 mit der Saug leitung 16 verbunden. Die andere Bohrung 17.1 ist über den Radialkanal 17.2 mit dem Luftauslaß verbunden. Am freien Ende des Zapfens 2 befindet sich überdies eine Ausdrehung 23, in welcher eine Dichtung 20 liegt. Die Bohrungen 16.1 und 17.1 sind im Bereich dieser Ausdrehung 23 durch Stopfen 23 bzw. 24 verschlossen.
Der Zapfen 2 weist axial zwei Bohrungen auf. Die eine Bohrung 16.1 ist über den Radialkanal 16.2 im Flansch 1 mit der Saug leitung 16 verbunden. Die andere Bohrung 17.1 ist über den Radialkanal 17.2 mit dem Luftauslaß verbunden. Am freien Ende des Zapfens 2 befindet sich überdies eine Ausdrehung 23, in welcher eine Dichtung 20 liegt. Die Bohrungen 16.1 und 17.1 sind im Bereich dieser Ausdrehung 23 durch Stopfen 23 bzw. 24 verschlossen.
Die Saugbohrung 16.1 steht durch radiale Öffnung 25 sowie
durch Ausnehmung 26 des Stators 4 und Saugöffnung 27 der
Panzerbuchse 22 mit dem Saugbereich des Gehäuseraumes in
Verbindung. Zu erwähnen ist, daß sich das Loch 22 über einen
Teilbereich des Umfangs der Panzerbuchse 22 erstrecken kann.
Die Bohrung 17.1 steht über die radiale Öffnung 28 im Zapfen
2 sowie durch Radialbohrung und Ausnehmung 29 im Stator 4 und
Auslaßöffnung 30 in Panzerbuchse 22 mit dem Auslaßbereich
des Gehäuseinnenraums in Verbindung. Auch die Auslaßöffnung
30 in der Panzerbuchse 22 kann sich über einen Teilbereich
des Umfanges erstrecken. In der Ausnehmung 29 des Stators 4
liegt ein Rückschlagventil 18, das als Detail in Fig. 4
dargestellt ist. Es besteht aus einer Lochplatte 31, einem
gummielastischen Ventilpilz 32 und einer Stützplatte 33, auf
der der Pilzhut des Ventils 32 beim Öffnen abrollen kann.
Der Ring 13 weist nun auf einer Seite die Saugschlitze 36 und
auf der anderen Seite die Auslaßschlitze 37 auf. Diese
Schlitze 36 und 37 sind so angelegt, daß sie jeweils mit der
Saugöffnung 27 in der Panzerbuchse 22 und der Auslaßöffnung
30 in der Panzerbuchse 22 kämmen. Im übrigen sei hervorge
hoben, daß der Ring in dem Bereich beidseits des Nadellagers
mit nur sehr geringem Dichtspalt an dem Rotor anliegt, so daß
gerade die freie Drehbarkeit gewährleistet ist. Zu erwähnen
ist noch, daß in Umfangsrichtung und/oder auch Axialrichtung
beidseits der Saugöffnung 27 und/oder der Auslaßöffnung 30
der Panzerbuchse 22 Dichtleisten angeordnet sein können, die
die Abdichtung übernehmen.
Die Flügelköpfe 21 und die Schlitze 36, 37 sind nun in
Umfangsrichtung so dimensioniert, daß über die Schlitze kein
Kurzschluß zwischen den Zellen stattfindet. Daher sind die
Flügelköpfe im wesentlichen in Umfangsrichtung so breit wie
die Schlitze. Vorzugsweise besteht eine positive Überdeckung
der Flügelköpfe 21 gegenüber den Schlitzen 36 bzw. 37.
Die Gleitlagerung 39 der Pumpe wird durch Bohrung 15 mit
Schmieröl versorgt, das z.B. von einer Druckölpumpe kommen
kann, die man mittels der Pumpe nach dieser Erfindung über
Welle 10 antreiben kann. Hierzu ist das freie Ende der
Bohrung 15 durch eine Kugel 34 verschlossen. Die Bohrung 15
mündet durch Radialkanal 35 in der Gleitlagerung.
Durch die Ausdrehung am freien Ende des Zapfens 2 und die
darin liegende Dichtung 20 wird verhindert, daß das Schmieröl
aus der Gleitlagerung 39 in das Pumpengehäuse gelangt, ohne
daß die Gefahr besteht, daß Schmieröl in die Abluft gelangt
oder zu Verunreinigungen führt.
Zur Funktion:
Die Flügelzellenvakuumpumpe wird von einem Antriebsmotor, z.B. dem Kraftfahrzeugmotor aus durch Treibriemen, der das Gehäuse bzw. den Gehäusemantel 7 teilumschlingt, angetrie ben. Dabei ist das Gehäuse in der Welle 10 gelagert mit dem Vorteil, daß in der Gleitlagerung 39 infolge des geringen Durchmessers geringe Relativgeschwindigkeiten auftreten. Bei der Drehung des Gehäuses führen die Flügel 9 eine Schwenk bewegung um die Schwenkachsen 11 aus.
Die Flügelzellenvakuumpumpe wird von einem Antriebsmotor, z.B. dem Kraftfahrzeugmotor aus durch Treibriemen, der das Gehäuse bzw. den Gehäusemantel 7 teilumschlingt, angetrie ben. Dabei ist das Gehäuse in der Welle 10 gelagert mit dem Vorteil, daß in der Gleitlagerung 39 infolge des geringen Durchmessers geringe Relativgeschwindigkeiten auftreten. Bei der Drehung des Gehäuses führen die Flügel 9 eine Schwenk bewegung um die Schwenkachsen 11 aus.
Die Flügel werden durch die Druckfedern 12 radial nach
innen gedrückt. Dabei gleiten die Flügelköpfe 21 auf dem Ring
13, die auf dem Stator 4 frei drehbar gelagert ist.
Es sei erwähnt, daß in der Ausnehmung 26 des Stators auch ein
in Saugrichtung öffnendes Rückschlagventil liegen kann. Dabei
entsteht auf der Saugseite ein Unterdruck. Folglich wird über
die Saugschlitze 36, die mit der Saugöffnung 27 kämmen, Luft
angesaugt.
Ebenso wird die Luft auf der Auslaßseite über die Auslaß
schlitze 37 des Ringes 13 sowie die Auslaßöffnung 30 in der
Panzerbuchse 22 in den Auslaßkanal gefördert. Im Ende des
Auslaßkanals 17 sitzt ein Sieb 38.
Der Ring 13 wird durch die Flügel in Umdrehung versetzt, wobei
sich eine mittlere Geschwindigkeit einstellt. Die Flügelköpfe
21 führen gegenüber dem Ring lediglich eine geringfügige
Relativbewegung aus, die sich aus der Schwenkbewegung der
Flügel ergibt.
Aus diesem Grunde ist eine Schmierung nicht erforderlich. Für
das Nadellager 19 des Ringes 13 genügt die Dauerschmierung,
die vom Wälzlagerhersteller vorgesehen ist, um eine aus
reichend hohe Lebensdauer zu gewährleisten.
Die Gleitlagerung 28 der Welle 10 ist dagegen ölgeschmiert.
- Bezugszeichenaufstellung
1 Flansch
2 Zapfen
3 Gehäuse, Rotor
4 Stator
5 Gehäusedeckel, Rotordeckel
6 Gehäusedeckel, Rotordeckel
7 Rotormantel, Gehäusemantel
8 Ausnehmung, Ausbuchtung
9 Flügel, Schwenkflügel
10 Welle
11 Zapfen, Schwenkbolzen
12 Feder
13 Ring
14 Nut
15 Ölzufuhrleitung
16 Ansaugleitung, Saugleitung, Saugkanal
17 Luft-Abfuhrleitung, Abluftleitung, Luftkanal
18 Rückschlagventil
19 Nadellager
20 Dichtung
21 Flügelkopf, freies Ende des Flügels 9
22 Panzerbuchse
23 Stopfen
24 Stopfen
25 Öffnung
26 Ausnehmung
27 Loch, Saugöffnung
28 Öffnung
29 Radialbohrung, Ausnehmung
30 Loch, Auslaßöffnung
31 Lochplatte
32 Ventilpilz
33 Stützplatte
34 Kugel
35 Radialkanal
36 Saugschlitze
37 Auslaßschlitze
38 Sieb
39 Gleitlagerung, Bohrung
40 Ritzel
41 Ölpumpe
42 Innenzahnkranz
43 Einlaß
44 Auslaß
45 Gehäuse
46 Schmierölnut
47 Radialbohrung
48 Flansch
49 Keil
Claims (5)
1. Flügelzellenpumpe (FZP),
insbesondere zur Erzeugung eines Vakuums für die Brems
kraftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder mit
Otto-Einspritzmotoren,
mit einem innen liegenden Stator (4) und einem drehbaren
Gehäuse (3),
wobei das Gehäuse (3) auf seinem Innenmantel einseitig
schwenkbar gelagerte Flügel (9) in Ausbuchtungen (8)
trägt,
welche Flügel im eingeschwenkten Zustand in den Ausbuch
tungen außerhalb des Hüllzylinders des Innenmantels
verschwinden und durch Federkraft mit ihrem freien Ende
zur Anlage an den zylinderförmigen Stator (4) verschwenkt
werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem Stator (4) ein zylindrischer Ring (13) frei
drehbar gelagert ist.
2. FZP nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
einen Luftkanal (Saugluft und/oder Abluft), der auf der
Oberfläche des Stators mündet und durch eine Serie von in
Umfangsrichtung eng begrenzten Schlitzen (36, 37), die
sich in Achsrichtung im Bereich der Mündung des Luft
kanals befinden.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schlitze - in Achsrichtung gesehen - außerhalb des
Lagerbereiches des Ringes liegen.
4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (3) an einer Stirnseite mit der Welle (7)
verbunden ist, die den Stator (4) durchdringt und in
diesem gelagert ist.
5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Welle einen Schmierölkanal aufweist,
und daß der Lagerbereich an der Seite des Gehäuse
deckels (5) abgedichtet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3639943A DE3639943C2 (de) | 1985-11-27 | 1986-11-22 | Flügelzellenpumpe |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3541908 | 1985-11-27 | ||
DE3639943A DE3639943C2 (de) | 1985-11-27 | 1986-11-22 | Flügelzellenpumpe |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3639943A1 true DE3639943A1 (de) | 1987-06-25 |
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Family
ID=6286982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3639943A Expired - Fee Related DE3639943C2 (de) | 1985-11-27 | 1986-11-22 | Flügelzellenpumpe |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |