DE3734573A1 - Fluegelzellenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe, die zur Erzeu­ gung eines Vakuums, insbesondere für die Bremskraftver­ stärkung in Diesel-Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit Einspritzmotor dient.

Die durch EP-PS 7 91 00 304 (Bag. 1055) bekannte Flügelzellen­ pumpe wird an das Kurbelgehäuse angeflanscht. Sie besitzt einen Rotor mit Innenbohrung. In diesen Rotor ist eine Ein­ spritzdüse gerichtet, die allerdings das freie Ende der Innenbohrung, die in das Kurbelgehäuse ragt, nicht ver­ schließt. Durch die Einspritzdüse wird Schmieröl in die Innenbohrung gespritzt, gedrückt oder in sonstiger Weise eingebracht. Der Auslaßkanal der bekannten Flügelzellenpumpe steht über die Rotorschlitze und Radialbohrungen, die in den Rotor eingebracht sind, mit der Innenbohrung des Rotors in Verbindung.

Durch die Führung des Auslaßkanals bei der bekannten Pumpe wird gewährleistet, daß auch beim Anlaufen, d.h. bei kaltem Schmieröl eine ausreichende Schmierung des Lagerbereichs und der übrigen beweglichen Teile der Flügelzellenpumpe gewähr­ leistet ist.

Es gibt jedoch auch Einsatzfälle, bei denen grundsätzlich nicht genügend Schmieröl zur Schmierung und Dichtung der Flügelzellenpumpe bereitgestellt werden kann.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die Flügelzellenpumpe so auszugestalten, daß zur Schmierung und Dichtung der Flügel­ zellenpumpe zwar ausreichende Ölmengen zur Verfügung stehen, obwohl die von der Schmierölversorgung des Kraftfahrzeug­ motors zugeführte Schmierölmenge begrenzt ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Auslaßkanal unmit­ telbar und mit seinem gesamten Strömungsquerschnitt in die Innenbohrung des Rotors geführt ist.

Hierzu werden grundsätzlich zwei Ausführungen bereitgestellt: Bei der einen Alternative besitzt der Motor mehrere Radial­ bohrungen, von denen mindestens eine jeweils einer Flügel­ zelle des Rotors zugeordnet ist. Die Radialbohrungen münden in die Innenbohrung des Rotors und sind durch Rückschlag­ ventile gesichert.

In einer anderen Ausführungsalternative ist der Auslaßkanal achsparallel im Deckel im Bereich vor dem unteren Totpunkt angeordnet. Der Auslaßkanal führt sodann mit seinem gesamten Strömungsquerschnitt in den Rotor und ist ebenfalls durch Rückschlagventil gesichert. Wenn diese Ausführungsalternative auf der vom Lager abgewandten Deckelseite angewandt ist, so ist auf dem Deckel lediglich ein Kanal vorzusehen, der im Bereich der Innenbohrung wieder in das Gehäuseinnere achs­ parallel oder auf der Rotorachse zurückgeführt ist.

Wenn bei dieser Ausführungsalternative der Auslaßkanal an dem lagerseitigen Deckel vorgesehen ist, so wird der Auslaßkanal in einer Stichbohrung radial durch das Lagergehäuse geführt, im Bereich zwischen Rotor und Lager als Ringnut ausgeführt, die in den Rotorumfang oder in den Lagerinnenumfang einge­ bracht ist, und sodann als Stichkanal im Rotor weiter in die Innenbohrung des Rotors geführt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß das von der Schmieröl­ pumpe des Kraftfahrzeugs bereitgestellte Öl nur zu einem geringen Teil wieder in den Ölsumpf des Kraftfahrzeugmotors zurückfließt, im übrigen aber in einem ständigen Kreislauf zur Schmierung und Dichtung der Pumpe zur Verfügung steht.

Dabei ergibt sich ein besonderer Vorteil, wenn - wie weiter­ hin vorgeschlagen wird - der Rotor nur einen Führungsschlitz besitzt, in dem nur ein oder allenfalls zwei aufeinander­ liegende Flügel gleitend geführt sind derart, daß die Flügel die Innenbohrung des Rotors in einer Axialebene durchstoßen. In diesem Falle befindet das in den Rotor eingeführte und ständig wieder zurückgeführte Öl auf der Wand der Innenboh­ rung einen mehr oder weniger dicken Ölfilm, der die Flügel in den Führungsschlitzen und auch die Rotorstirnseite gegenüber dem Deckel abdichtet.

Um die Dicke dieses Innenfilms beeinflussen zu können, wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Rotor von der Einmündung des Auslaßkanals aus gesehen zum Kurbelgehäuse hin, also auslaß­ seitig einen Bund, eine Ringwulst oder dgl. von relativ geringer radialer Höhe besitzt. Dieser Bund läuft auf einer Normalebene um und wirkt als Rücklaufsperre für das Öl, so daß auf der Rotorinnenwandung stets eine Ölschicht einer bestimmten Dicke aufliegt. Nur das Überschußöl kann in das Kurbelgehäuse zurücklaufen.

Die Ölschicht kann sich insbesondere dann gut ausbilden und eine gute Dichtung bewirken und der Rücklauf des Öls ins Gehäuseinnere durch die Spalte zwischen den Führungsschlitzen und den Flügeln und zwischen der Rotorstirnseite und dem Deckel wird dadurch gefördert, daß die Innenbohrung des Rotors einen möglichst großen Durchmesser besitzt.

Es wird daher vorgeschlagen, daß der Rotor und sein Lager­ ansatz aus einem Stück und rohrförmig mit über die gesamte Länge gleichem Außendurchmesser und Innendurchmesser herge­ stellt wird. Die Wanddicke muß so gewählt werden, daß im Bereich der Führungsschlitze die zulässigen Flächenpressungen nicht überschritten und andererseits genügend große Dicht­ flächen zur Verfügung stehen, ebenso im Bereich der Stirn­ fläche des Rotors, wo eine Abdichtung gegenüber dem Deckel erforderlich ist. Bei dieser Ausführung hat auch der Lager­ ansatz einen großen Durchmesser, so daß der Durchmesser des Lageransatzes nicht den Durchmesser der Innenbohrung begrenzt.

Bei dieser Ausführung kann der als Rücklaufsperre dienende Wulst z.B. dadurch hergestellt werden, daß die Innenbohrung eine umlaufende Nut aufweist, in die ein Sprengring oder dgl. eingelegt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gehäuse;

Fig. 2 einen Normalschnitt durch das Gehäuse;

Fig. 3 eine axiale Ansicht des Gehäusedeckels;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Gehäuse eines abgewan­ delten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 die axiale Ansicht auf den dem Lager abgewandten Deckel der Pumpe gemäß Fig. 4.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Flügelzellenpumpe 1 ist an das Kurbelgehäuse 2 eines Kraftfahrzeugs durch Flansch 13 angeflanscht und mit Dichtung 14 abgedichtet. In dem Pumpengehäuse 4 ist der kreiszylindrische Rotor 5 drehbar gelagert. Hierzu weist das Pumpengehäuse, dessen Quer­ schnittsform später erläutert wird, einen exzentrischen Ansatz auf, der das Lagergehäuse 37 bildet. Das Lagergehäuse 37 ragt in das Kurbelgehäuse und ist darin zentriert. Der Rotor ist so gelagert, daß er an einer Stelle, dem sog. unteren Totpunkt, in Umfangskontakt mit dem Gehäuse steht. Es sei erwähnt, daß das Lagergehäuse 37 eine Gleitlagerung für das freie Ende des Rotors 5 bildet. Es ist daher eine Axial­ nut angedeutet, die zur Schmierung dieses Gleitlagers dient.

Der Rotor 5 ist ein Rohr, das zwischen seinen beiden Enden gleichen Außendurchmesser hat. Eine Innenbohrung 21 erstreckt sich über die gesamte Länge des Rohres. Im Bereich des Gehäu­ ses besitzt das Rohr einen einzigen Führungsschlitz 6, der in einer Axialebene liegt, der die Innenbohrung durchdringt und dessen axiale Länge genau der axialen Länge des Pumpenge­ häuses 4 entspricht. In dem Führungsschlitz 6 ist ein einziger Flügel 7 gleitend geführt. Die Breite des Flügels entspricht der axialen Länge des Pumpengehäuses. Der Flügel 4 kann aus einem Stück gefertigt sein. Er kann aber auch an seinen Enden Dichtleisten aufweisen, die in Nuten 9 des Flügels 7 - in radialer Richtung - gleitend, jedoch dichtend geführt sind. Entlüftungsbohrungen 10, die den Grund der Nuten 9 mit der - in Drehrichtung gesehen - Vorderseite des Flügels verbinden, gewährleisten, daß in den Nuten 9 stets der höchste in der Pumpe herrschende Druck vorhanden ist, so daß die Dichtleisten 8 nach außen gedrückt werden. In jedem Fall, d.h. auch wenn der Flügel 9 - wie in Fig. 3 einskiz­ ziert - nur aus einem Stück besteht, ist der Flügel ggf. einschließlich der Dichtleiste so lang, daß er - dank der später noch zu beschreibenden Querschnittsform des Gehäuses - in jeder Drehstellung dichtend am Umfang des Gehäuses 4 anliegt. Ferner sind die Flügelenden in jedem Falle mit einem Radius r abgerundet. Dieser Radius wird möglichst groß gewählt und ist jedenfalls größer als die halbe Dicke des Flügels 7.

Wenn der Flügel mit Dichtleisten versehen wird, so weisen diese außerhalb der Führungsnuten einen Kopf auf, der wesent­ lich breiter als die Führungsnuten 9, jedoch etwas schmaler als der Flügel 7 ist.

Die Umfangswand des Pumpengehäuses 4 ist so bestimmt, daß sie im Querschnitt eine Aquidistante zu einer Pascalschen Spirale mit dem Krümmungsradius der Flügelenden r als Abstand dar­ stellt.

Zur Konstruktion des Querschnitts der Flügelzellenpumpe wird also zunächst die Flügellänge sowie der Außendurchmesser des Rotors 5 festgelegt. Die Differenz zwischen der Flügellänge und dem Außendurchmesser bestimmt sehr wesentlich das Förder­ volumen der Pumpe. Die Differenz ist begrenzt durch Festig­ keits- und sonstige Überlegungen. Da der Rotor im Gehäuse so gelagert ist, daß er an einer Stelle, dem sog. unteren Tot­ punkt, in Umfangskontakt mit dem Gehäuse steht, taucht der Flügel 7 in dem unteren Totpunkt - wie in Fig. 2 darge­ stellt - vollständig in den Führungsschlitz 6 des Rotors 5 ein. Es wird nunmehr für die Krümmungsmittelpunkte K der Flügelenden die Pascalsche Spirale um den Mittelpunkt M des Rotors 5 konstruiert. Die Umfangswand des Pumpengehäuses 4 ergibt sich sodann als die Äquidistante mit dem Abstand r. Die Krümmungsmittelpunkte K der Flügelenden bewegen sich also auf einer Pascalschen Spirale um den Mittelpunkt des Rotors. Dadurch ist gewährleistet, daß der Flügel stets mit seinen Flügelenden dichtend am Umfang des Pumpengehäuses 4 anliegt.

Wie Fig. 2 schematisch darstellt, besitzt das Pumpengehäuse 4 den Saugeinlaß 11 mit einem darin angeordneten Rückschlag­ ventil 31 sowie einen Auslaß 12 mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 24. Der Einlaß 11 ist etwa um 90° gegenüber der Totpunktlage versetzt und der Einlaß 12 liegt im Bereich vor dem unteren Totpunkt - in Drehrichtung 35 gesehen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist das Einlaßventil 31 als Pilzventil aus­ gebildet. Es handelt sich um einen pilzförmigen Gummikörper, der mit seinem Stil in eine gelochte Ventilplatte eingesetzt ist und der mit den Rändern seines Kopfes dichtend auf der Ventilplatte aufliegt und dabei die Löcher der Ventilplatte umschließt. Bei eintretender Luft stülpt sich der Kopf derart in Saugrichtung um, daß die Saugöffnung freigegeben wird. In der Gegenrichtung sperrt der Kopf.

Wie Fig. 1 und Fig. 3 zeigen, weist der Auslaß zunächst eine Nut 36 in der Stirnseite des Pumpengehäuses auf, die sich über einen größeren Auslaßbereich erstreckt. Von dieser Nut aus durchdringt der Auslaßkanal 12 den Gehäusedeckel. Der Auslaßkanal 12 mündet in einer Auslaßkammer 25. Das Ventil 24 ist als Federblattventil ausgebildet, das einseitig einge­ spannt ist und die Auslaßöffnung in der Auslaßkammer 25 über­ deckt. Die Auslaßkammer ist so ausgebildet, daß sie das Ventil 24 einschließt und daß sie sich an das Lagergehäuse 37 des Pumpengehäuses anschließt. Die Auslaßkammer 25 wird durch einen Deckel 32 verschlossen. Das Lagergehäuse 37 besitzt eine radiale Stichbohrung 27, die von der Auslaßkammer 25 ausgeht und in eine Ringnut 26 mündet. Die Ringnut 26 liegt im Innenumfang des Lagergehäuses 37 und wird durch den Außen­ umfang des Rotors begrenzt. Die Ringnut 26 kann auch auf dem Außenumfang des Rotors gebildet und durch den Innenumfang des Lagergehäuses 37 begrenzt werden. Der Rotor besitzt eine Radialbohrung 28, die in derselben Normalebene wie die Ring­ nut 26 liegt und die daher die Innenbohrung 21 des Rotors mit der Ringnut verbindet. Die Radialbohrung 28 läuft um und ist in Fig. 1 nur zufällig in der Zeichnungsebene gelegen.

Der Rotor weist an seinem Lagerende, das in das Kurbelgehäuse 2 ragt, eine etwas vergrößerte Ausdrehung auf, in die eine Antriebswelle des Motors mit ihrer Kupplungsscheibe 15 hineinragt. Bei der Antriebswelle 3 kann es sich z.B. um die Antriebswelle für die Einspritzpumpe handeln. Die Kupplungs­ scheibe 15 wird mit Schraube 18 auf der Antriebswelle befe­ stigt. Die Kupplungsscheibe 15 besitzt an einer Stelle ihres Umfangs einen Kupplungslappen 16, der in einen Einschnitt 17 (vgl. Fig. 3) des Rotors 5 eingreift, ohne die axiale Beweg­ lichkeit des Rotors zu hindern. Die Antriebswelle 3 und die Schraube 18 besitzen eine zentrische Ölzufuhrbohrung 19. In der Schraube gabelt sich diese axiale Bohrung in zwei oder mehr Öleinspritzbohrungen 20, wobei die Öleinspritzbohrungen 20 in die Innenbohrung 21 des Rotors 5 derart gerichtet sind, daß sie den Flügel 7 nicht treffen.

Der Rotor besitzt in seiner Innenbohrung 21 einen umlaufenden Bund 22, der zwischen dem Radialkanal 28 und dem Rotorende angebracht ist. Es sei bemerkt, daß der Rotor an seinem freien Ende offen ist; das heißt: Der Innenumfang des Bundes 22 bildet mit dem Kopf der Schraube 18 und die Kupplungs­ scheibe 15 bildet mit der Ausdrehung 23 einen Ringspalt, der die Innenbohrung 21 des Rotors mit dem Kupplungsgehäuse verbindet.

Der Rotor 5 wird durch Antriebswelle 3 mit Drehrichtung 35 angetrieben. Dabei führt der Flügel 7 in dem Führungsschlitz 6 eine Relativbewegung aus und liegt mit seinen beiden Enden dichtend und gleitend am Gehäuseumfang des Pumpengehäuses 4 an.

Der große Krümmungsradius der Flügelenden hat den Vorteil, daß die Flächenpressung des Flügels am Gehäuseumfang gering ist, daß andererseits aber zwischen jedem Flügelkopf und dem Gehäuseumfang ein verhältnismäßig breiter Spalt entsteht. In diesem Spalt kann sich ein Ölpolster ausbilden, das einer­ seits dynamisch tragfähig ist und andererseits eine gute Dichtwirkung hat. Infolge des großen Krümmungsradius wechselt die Anlagelinie des Flügelkopfes am Gehäuseumfang ständig. Dies hat einerseits eine gute Kühlung zur Folge, so daß es nicht zu örtlichen Überhitzungen des Flügels infolge der Reibung kommt. Zum anderen wird hierdurch auch der Verschleiß gemindert und im übrigen eine gleichmäßige Verteilung des Verschleißes bewirkt, so daß mit einer langen Standzeit des Flügels zu rechnen ist.

Die Erfindung gestattet die Verwendung eines Flügels mit großen Kopfradien und gewährleistet trotzdem eine satte Anlage der Flügelköpfe am Gehäuseumfang in jeder Drehlage, und zwar dadurch, daß das Pumpengehäuse im Querschnitt als Äquidistante ausgebildet wird zu einer Pascalschen Spirale, die für den Mittelpunkt des Krümmungskreises der Flügelköpfe konstruiert ist.

Dabei ist die Verwendung eines Flügels mit Dichtleisten 8 an den Flügelköpfen nicht unbedingt erforderlich. Die Dicht­ leisten können jedoch zum Ausgleich von Toleranzen und zum Ausgleich eines Verschleißes des Pumpengehäuses und der Flügel dienen. Bei Verwendung der Dichtleisten ist von beson­ derer Wichtigkeit, daß die Dichtleisten außerhalb der Führungsnut 9 wesentlich, und zwar bis auf annähernd die Flügelbreite verbreitert sind. Hierdurch wird ermöglicht, daß auch die Dichtleisten mit einem großen Krümmungsradius herge­ stellt werden können, so daß sich die Anlagelinien der Köpfe der Dichtleisten 8 bei einer Rotorumdrehung in einem weiten Bereich ändert. Wenn die Kopfenden der Dichtleisten annähernd so dick wie der Flügel ausgebildet sind, so hat dies den Vorteil, daß in der unteren Totlage - wie Fig. 2 zeigt - nur eine geringe Ölmenge in dem Führungsschlitz 6 des Rotors ein­ geschlossen ist und mitgeschleppt wird. Andererseits wird dadurch, daß das Kopfende der Dichtleiste etwas schmaler als der Flügel ist, verhindert, daß die Dichtleisten beim Einfah­ ren des Flügels mit der Dichtleiste in den Rotorschlitz an den Längskanten des Rotorschlitzes hängenbleiben.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, ist der Rotor ein Rohr, das über seine gesamte Länge gleichen Außendurchmesser hat. Gegenüber der üblichen Ausführung, bei der die Rotor­ welle einen kleineren Durchmesser als der Rotor hat, gewinnt der Rotor an Stabilität. Wegen dieser verbesserten Stabilität ist es möglich, den Rotor dünnwandig und damit massearm auszuführen. Die Wandstärke ist bei dieser Ausgestaltung des Rotors dadurch begrenzt, daß die Rotorwandung im Führungs­ schlitz 6 eine gute, d.h. gut dichtende und geringe Flächen­ pressung verursachende Führung für den Flügel darstellen muß.

Bei dieser Ausgestaltung des Rotors wird ferner ein verhält­ nismäßig kleiner Außendurchmesser des Rotors ermöglicht, wobei man wissen muß, daß die Differenz zwischen Flügellängen und Außendurchmesser des Rotors - abgesehen von der Flügel­ dicke - im wesentlichen das Fördervolumen der Pumpe bestimmt.

Die Ausbildung des Rotors hat aber auch weitere Vorteile: Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich der Lagerbereich im Lagergehäuse 37 in unmittelbarer Nachbarschaft zu den im Pumpengehäuse gebildeten Flügelkammern. Infolge dieser unmittelbaren Verbindung zwischen den Flügelkammern und dem Gleitlager ist der Gleitlagerbereich ständig wechselnden Druckgradienten unterworfen. Hierdurch wird eine gute Vertei­ lung des Schmieröls im Lagerbereich bewirkt.

Ganz entscheidend ist aber, daß ein Rotor dieser Art sich besonders gut im Gehäuse abdichten läßt. Die kritischen Dichtstellen des Rotors von Flügelzellenpumpen sind üblicher­ weise die Spalte, die zwischen den Stirnflächen des Rotors einerseits und des Pumpengehäuses andererseits gebildet werden. Wenn bei den bekannten Flügelzellenpumpen, deren Rotor einen größeren Durchmesser als die Rotorwelle hat, eine Stirnfläche des Rotors dicht an die Stirnfläche des Pumpen­ gehäuses gedrückt wird, so entsteht auf der anderen Seite ein um so größerer Spalt. Dies ist hier, wo Rotorwelle und Rotor gleichen Außendurchmesser haben, nicht der Fall. Die Dichtung des Spalts 33 zwischen der Rotorstirnfläche und der anliegen­ den Gehäusewand erfolgt dadurch, daß sich in dem Spalt 33 der im Pumpengehäuse herrschende Unterdruck fortsetzt. Es bildet sich also in diesem Spalt ein zentrales Druckgradientenfeld aus. Auf der Lagerseite ist die Rotorstirnfläche dem Atmos­ phärendruck ausgesetzt. Es herrscht also eine resultierende Druckkraft, die den Rotor mit seiner vom Lager abgewandten Stirnfläche gegen die entsprechende Stirnfläche des Pumpen­ gehäuses dichtend drückt. Dabei entsteht ein Selbstregel­ effekt: Bei großem Spalt 33 baut sich der Unterdruck im Pumpengehäuse 4 nur auf einer verhältnismäßig großen radialen Länge des Spaltes ab, so daß die mit Unterdruck beaufschlagte Ringfläche groß und damit auch die Differenz der Druckkräfte, die auf die beiden entgegengesetzten Stirnflächen des Rotors einwirken, groß ist. Diese große Differenz wirkt im Sinne einer Verkleinerung des Spalts und damit einer besseren Abdichtung. Es erfolgt damit ein automatisches Einpendeln der Anpreßkraft auf einen Wert, der einen optimalen Kompromiß zwischen Abdichtung einerseits und Verschleiß andererseits darstellt.

Bei dieser Ausführung des Rotors ist es nicht erforderlich, Rotor und Pumpengehäuse aus Materialien mit gleichem Wärme­ ausdehnungskoeffizienten herzustellen. Denn es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die gute Abdichtung des Rotors auf der einen Seite keine Undichtigkeit auf der Gegenseite bewirkt, da sich die Verhältnisse im Gleitlager 37 bei Axialverschiebung des Rotors nicht ändern. Das Gleitlager andererseits ist dichtungsmäßig auch unproblematisch, da es beliebig lang aus­ geführt werden kann, so daß Spaltänderungen des Lagerspaltes z.B. infolge Temperaturänderungen ohne nachteilige Auswir­ kungen bleiben.

Eine weitere Besonderheit der Pumpe besteht darin, daß der Luftauslaß zunächst mit seinem ganzen Querschnitt in das Rotorinnere zurückgeführt ist und über das Rotorinnere in das Kurbelgehäuse des Motors mündet. Diese Maßnahme dient der Herstellung eines Ölkreislaufs. Das Schmieröl wird der Pumpe durch Ölzufuhrbohrung 19 und Öleinspritzbohrungen 20 zuge­ führt. Dabei gelangt das Öl zunächst in die Innenbohrung des Rotors 5, und zwar in den Bereich des Führungsschlitzes 6. Infolge der Zentrifugalkraft wird das Öl als Film oder Mantel auf dem Innenumfang des Rotors verteilt. Dieser Mantel umgibt auch die Spalte, die der Führungsschlitz 6 mit dem Flügel 7 bildet. Es ist weiter zu berücksichtigen, daß das gesamte Pumpengehäuse 4 außerhalb des Rotors unter Unterdruck steht, und zwar nicht nur auf der Saugseite, sondern - zumindest nach kurzem Betrieb - auch auf der sog. Auslaßseite im Bereich des Auslasses 12. Dies wird dadurch bewirkt, daß das Pumpengehäuse durch die Rückschlagventile 31 und 24 nur in Saugrichtung durchströmt werden kann. Infolge des Unterdrucks im Pumpengehäuse 4 und infolge der Zentrifugalkräfte wird nun das Öl, das sich auf den Innenumfang des Rotors 5 legt, in die Dichtspalte des Führungsschlitzes 6 sowie in den Dicht­ spalt 33, den die Stirnseite des Rotors mit der Stirnseite des Pumpengehäuses 4 bildet, hineingezogen und in die Flügel­ zellen gefördert. In den Flügelzellen wird das Schmieröl durch den umlaufenden Flügel mitgerissen und bildet in den Schmierspalten zwischen den Flügelköpfen und dem Gehäuse­ umfang einen Schmier- und Dichtfilm. Gleichzeitig wird aber auch das Schmieröl durch die Auslaßnut 36 und den Auslaßkanal 12 mit der Auslaßluft zurück in die Auslaßkammer 25 geför­ dert. Von dort gelangt das Schmieröl durch Stichbohrung 27 in die Ringnut 26. Diese Ringnut 26 steht unter atmosphärischem Druck. Daher kann sich das Schmieröl von hier in die Lager­ spalte und die Schmiernut des Lagers verteilen. Es wird zum Teil durch die Lagerspalte zurück in den Pumpenraum des Pumpengehäuses 4 gesaugt; ein anderer Teil sickert in das Kurbelgehäuse. Die Hauptmenge des in der Abluft enthaltenen Schmieröls wird jedoch zurück in die Innenbohrung 21 des Rotors gefördert. Von dort können überschüssige Schmieröl­ mengen durch die Ringspalte, die zwischen der Antriebswelle 3 bzw. Kupplungswelle 15 und Schraube 18 zum Rotor hin gebildet werden, in das Kurbelgehäuse zurücklaufen. Insbesondere dann, wenn das Ölangebot durch Ölzufuhrbohrung 19 gering ist, kann dieser Rücklauf jedoch auch durch Anbringung der Wulst bzw. des Bundes 22 verhindert werden. Die radiale Höhe des Bundes 22 bestimmt, eine wie große Menge des bereitgestellten Öls im Kreislauf der Flügelzellenpumpe bleiben soll. Infolge der Zentrifugalkraft bildet sich zusammen mit dem durch Ölzufuhr­ bohrung 19 zugeführten Öl ein Mantel auf dem Innenumfang der Innenbohrung 21, der die Schichtdicke des Bundes 22 hat. Die Ölzufuhr von außen kann mithin auf die geringen Mengen begrenzt werden, die im Gleitlager 37 verlorengehen, d.h. direkt wieder in das Kurbelgehäuse abgeführt werden.

Die Ölmenge, die sich im Kreislauf befindet, bestimmt dabei nicht nur die Schmier-, sondern auch die Dichtwirkung in den Bereichen der Spalte.

Es sei bemerkt, daß alternativ zu dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel der Auslaß 12 in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Pumpe auf der der Lagerseite abgewandten Stirn­ seite des Pumpengehäuses angeordnet ist. Zu diesem Zweck weist der Gehäusedeckel 38 eine Auslaßkammer 39 auf, die mit einem Kammerdeckel 40 verschlossen ist. Der Kammerdeckel 40 kann z.B. mit nicht dargestellten Schrauben auf der Auslaß­ kammer festgeschraubt sein.

In der Ansicht in Fig. 5 ist die Auslaßkammer 39 ohne ihren Deckel 40, d.h. geöffnet dargestellt, so daß das den Auslaß 12 sichernde Rückschlagventil 24 sichtbar ist. Die Gewinde­ löcher für die Schrauben zur Befestigung des Kammerdeckels 40 sind in Fig. 5 mit 41 bezeichnet. Das durch Auslaß 12 und Rückschlagventil 24 in die Auslaßkammer 39 eingetretene Abluft-Öl-Gemisch tritt durch die axial gerichtete Einlaßboh­ rung 42 in die Innenbohrung 21 des Rotors ein. Die im darge­ stellten Beispiel in bezug zur Innenbohrung 21 des Rotors zentrisch liegende Einlaßbohrung 42 kann jedoch auch exzen­ trisch angeordnet sein.

Ferner ist es möglich, Auslaßkanäle im Pumpenbereich des Rotors vorzusehen, wobei sodann jeweils ein radialer Auslaß­ kanal mit Rückschlagventil jeder Flügelzelle zugeordnet ist. Auch hierdurch wird gewährleistet, daß die Abluft und die darin enthaltenen Schmierölmengen über die Rotorinnenbohrung in das Motorinnere zurückgeführt werden und wieder zur Schmierung bereitstehen. Der Bund 22 ist in jedem Falle irgendwo zwischen der Einmündung des Auslasses in die Innen­ bohrung 21 des Rotors und dem freien Rotorende vorgesehen.

Dabei liegt der Bund vorzugsweise zwischen dem freien Rotor­ ende und dem Beginn des Flügelschlitzes, so daß die rückge­ führten und gestauten Schmierölmengen vor allem auch zur Schmierung und Dichtung der Spalte zwischen Führungsschlitz 6 und Flügel bereitstehen.

• Bezugszeichenaufstellung:  1 Flügelzellenpumpe
   2 Motorgehäuse, Kurbelgehäuse
   3 Antriebswelle, Motorwellek, Nockenwelle
   4 Pumpengehäuse
   5 Pumpenrotor
   6 Rotorschlitz, Führungsschlitz
   7 Flügel
   8 Dichtleiste
   9 Nut
  10 Entlüftungsbohrung
  11 Einlaß, Sauganschluß
  12 Auslaß
  13 Flansch
  14 Dichtung
  15 Kupplungsscheibe
  16 Kupplungslappen
  17 Einschnitt
  18 Schraube
  19 Ölzufuhrbohrung
  20 Öleinspritzbohrung
  21 Innenbohrung des Rotors
  22 Bund
  23 Ringspalt, Ausdrehung
  24 Rückschlagventil, Auslaßventil
  25 Auslaßkammer
  26 Ringnut
  27 Stichbohrung
  28 Rotorbohrung, Radialbohrung
  29 Äquidistante
  30 Drehrichtung
  31 Einlaßventil
  32 Deckel
  33 Ringspalt
  34 Axialnut
  35 Drehrichtung
  36 Nut
  37 Lagergehäuse
  38 Gehäusedeckel
  39 Auslaßkammer
  40 Kammerdeckel
  41 Gewindelöcher
  42 Einlaßbohrung

Claims (5)

1. Flügelzellenpumpe zur Erzeugung eines Vakuums und zum Anflanschen an das Kurbelgehäuse eines Kraft­ fahrzeuges
mit einem Rotor, der eine Innenbohrung aufweist
und der mit seinem freien Ende, von dem die Innenbohrung ausgeht, in das Kurbelgehäuse hineinragt
und mit einer Schmieröldüse, die in die Innenbohrung gerichtet ist, ohne den Querschnitt der Innenbohrung vollständig auszufüllen
und mit einem Auslaßkanal, der mit dem Rotorinneren in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Auslaßkanal unmittelbar in die Rotorinnenbohrung mündet,
wobei entweder jeder Flügelzelle eine Auslaßbohrung zugeordnet ist, die jeweils durch Rückschlagventil gesichert ist,
oder wobei der Auslaßkanal auf dem Deckel liegt, durch Rückschlagventil gesichert ist und mit der Innenbohrung des Rotors verbunden ist.

2. Flügelzellenpumpe nach der zweiten Alternative von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal auf dem lagerseitigen Deckel liegt und jeweils durch eine Stichbohrung des Rotors, eine Stich­ bohrung des Lagergehäuses und eine mit beiden Stichboh­ rungen kämmende Umfangsnut im Lagerbereich zwischen Lagergehäuse und Rotor verbunden ist.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorinnenbohrung zwischen ihrem freien Ende und der Mündung des Auslaßkanals einen Umfangswulst aufweist.

4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal in der dem Lager abgewandten Stirnwand des Pumpengehäuses liegt, durch ein Rückschlagventil gesichert ist und im Bereich der Innenbohrung des Rotors achsparallel oder auf der Rotorachse wieder in das Gehäuseinnere zurückgeführt ist.

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der dem Lager abgewandten Stirnseite des Pumpengehäuses eine Auslaßkammer angeordnet ist, in welche die Auslaßbohrung aus dem Druckbereich der Pumpe und die Einlaßbohrung in den Bereich der Rotorinnen­ bohrung münden.