DE3820585A1

DE3820585A1 - Vacuum pump

Info

Publication number: DE3820585A1
Application number: DE19883820585
Authority: DE
Inventors: Lorenzo Berchioni; Sette Riccardo Del
Original assignee: Gilardini SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-12-21
Also published as: FR2633016B3; FR2633016A1

Abstract

A vacuum pump (1) of vane-type design comprises a housing (2) having a shaft (11) which rotates a rotor (13). The rotor (13) carries a number of vanes (15) which can be displaced in a sliding fashion within cutouts (14) in the rotor and whose external end is pressed against the inner circumferential wall of a working chamber (10). The vanes form a number of chambers (48) of variable volume. The working chamber (48) has a suction opening for air and an outlet opening (41, 44) for air and lubricating oil. The outlet opening is connected to an outlet line (41, 26) inside the housing (2). Provided in the base surface (64) of the working chamber (10) upstream of the outlet opening is a cutout (44) which has in the circumferential direction a greater width than the original section (41) of the outlet line. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe in Flügelzellen bauweise, insbesondere für Diesel-Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a vacuum pump in vane cells construction, especially for diesel motor vehicles, according to the preamble of the main claim.

Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Vakuum pumpe, wie sie insbesondere für die Funktion einer Servo- Bremse benötigt wird.The invention relates to such a vacuum pump, as they are especially for the function of a servo Brake is needed.

Es ist bekannt, daß derartige Vakuumpumpen in Flügelzel lenbauweise ein Gehäuse zur Aufnahme einer von der Brenn kraftmaschine gesteuerten Welle zur Drehung eines exzen trischen Rotors in einer Arbeitskammer umfassen. Vakuum pumpen dieser Art umfassen eine Anzahl von Flügeln, die gleitend in Ausnehmungen des Rotors verschiebbar sind und gegen die Drucköl anliegt, so daß die äußeren Ränder der Flügel gegen die innere Oberfläche der Arbeitskammer vorgespannt werden. Dadurch wird die Arbeitskammer mit Hilfe der Flügel in verschiedene Kammern mit variablem Volumen aufgeteilt. Während ein erhöhter hydrostatischer Druck auf die inneren Ränder der Flügel einwirkt, ent steht die Einschubkraft zum Einschieben der Flügel in den Rotor während der Drehung des Rotors durch Einwirken der inneren Oberfläche der in bezug auf den Rotor exzentri schen Arbeitskammer, so daß die Flügel starke Schwin gungsbewegungen auf der Oberfläche der Arbeitskammer aus führen, die starken und ungleichmäßigen Verschleiß auf der Oberfläche der Arbeitskammer bzw. der Flügel zur Folge haben.It is known that such vacuum pumps in Flügelzel lenbauweise a housing for receiving one of the Brenn Engine-controlled shaft for rotating an eccentric trical rotor in a working chamber. Vacuum pumps of this type include a number of vanes that are slidable in recesses of the rotor and against the pressure oil, so that the outer edges the wing against the inner surface of the working chamber be biased. This makes the working chamber with Help the wing in different chambers with variable Volume divided. While an increased hydrostatic Pressure on the inner edges of the wings is the push-in force for pushing the wings into the Rotor during the rotation of the rotor by the action of inner surface of the eccentric with respect to the rotor working chamber, so that the wings strong swine movement on the surface of the working chamber cause the strong and uneven wear on the surface of the working chamber or the wing Have consequence.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuum pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegen über den bekannten Vakuumpumpen verbessert ist und ein fach und wirtschaftlich hergestellt werden kann. The invention has for its object a vacuum pump of the type mentioned to create the against is improved over the known vacuum pumps and a can be produced professionally and economically.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeich nenden Teil des Hauptanspruchs.The invention results in detail from the character part of the main claim.

Die erfindungsgemäße Vakuumpumpe in Flügelzellenbauweise umfaßt ein Gehäuse zur Aufnahme einer drehbaren Antriebs welle eines Rotors, der eine Anzahl von gleitend in Aus nehmungen des Rotors verschiebbaren Flügeln umfaßt, de ren äußere Ränder gegen die innere Oberfläche einer Ar beitskammer in dem Gehäuse vorgespannt sind, so daß eine Anzahl von Kammern mit variablem Volumen innerhalb der Arbeitskammer zwischen den Flügeln gebildet wird. Die Ar beitskammer weist eine Ansaugöffnung für Luft und eine Auslaßöffnung für Luft und Schmieröl auf. Die Auslaßöff nung steht in Verbindung mit einer Auslaßleitung inner halb des Gehäuses. Erfindungsgemäß ist die Auslaßöffnung in dem Gehäuse vorgesehen, und die auf den Winkel bezogene Breite der Auslaßöffnung ist größer als diejenige eines Anfangsabschnittes der Auslaßleitung.The vane pump vacuum pump according to the invention comprises a housing for receiving a rotatable drive shaft of a rotor that has a number of sliding in out Takes the rotor movable wings, de outer edges against the inner surface of an ar beitskammer biased in the housing so that a Number of chambers with variable volume within the Working chamber is formed between the wings. The ar beitskammer has a suction opening for air and Outlet opening for air and lubricating oil. The outlet voltage is connected to an outlet line inside half of the case. According to the outlet opening provided in the housing, and that related to the angle The width of the outlet opening is larger than that of one Initial section of the outlet line.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Preferred embodiments of the Invention explained with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht der erfin dungsgemäßen Vakuumpumpe; Fig. 1 is a side view of the inventive vacuum pump;

Fig. 2 und 3 sind Schnittdarstellungen entspre chend den Ebenen II-II und III-III in Fig. 1; Fig. 2 and 3 are sectional views accordingly the levels II-II and III-III in Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schnitt in einer Ebene IV-IV gemäß Fig. 3. FIG. 4 is a section in a plane IV-IV according to FIG. 3.

Eine in Fig. 1 bis 4 insgesamt mit 1 bezeichnete Vakuum pumpe umfaßt ein Gehäuse 2, vorzugsweise aus Aluminium- Druckguß, die auf der vorderen Seite durch einen Deckel 3 verschlossen ist, der an dem Gehäuse 2 mit Hilfe von drei Schrauben 4 unter Einfügung einer ringförmigen Dich tung 5 befestigt ist. Auf der rückwärtigen, dem Deckel 3 gegenüberliegenden Seite weist das Gehäuse 2 einen Flansch 6 auf, der zur Befestigung des Gehäuses an einem nicht gezeigten Motorblock dient. Das Gehäuse 2 umfaßt im Mit telbereich einen Abschnitt 8 mit verringertem Querschnitt und erweitert sich von hier aus in Richtung des Deckels 3 zu einem becherförmigen Abschnitt 9, der im Inneren eine Arbeitskammer 10 bildet. Der Abschnitt 8 des Gehäuses 2 bildet ein Lager für eine Welle 11, die an einem Ende aus dem Flansch 6 durch einen Dichtring 7 hindurch aus tritt, der in einem Endabschnitt 12 des Gehäuses 2 ange ordnet ist. Außerhalb des Gehäuses trägt die Welle einen Teller 61 mit Zapfen 62 zur Einleitung einer Drehbewegung mit Hilfe des Motors in an sich bekannter Weise. Am ande ren Ende tritt die Welle 11 drehfest in einen Rotor 13 ein, der in der Arbeitskammer 10 liegt und vier Schlitze 14 aufweist, in denen Flügel 15 liegen. Die Flügel 15 sind in den Schlitzen 14 verschiebbar, so daß die äußeren Ränder gegen die innere Oberfläche der Arbeitskammer 10 anliegen. Im Inneren der Welle 11 vom Mittelbereich bis zu dem den Rotor 13 aufnehmenden Ende befindet sich eine Axialbohrung 16, die als Kanal für unter Druck stehendes Schmieröl dient. An dem inneren, blinden Ende dieser Axial bohrung 16 befinden sich vier radiale Bohrungen 17, die beispielsweise unter 90° verteilt sind. Die Bohrungen 17 schaffen eine Verbindung zwischen der Axialbohrung 16 und einer ringförmigen Kammer 18, die auf der äußeren Oberfläche der Welle 11 in deren Mittelbereich ausgebil det ist und innerhalb des Abschnittes 8 des Gehäuses 2 liegt. In diesem Abschnitt 8 befindet sich eine Anschluß bohrung 63, die nach außen austritt und einen Gewindeab schnitt aufweist, während der innere Abschnitt in die ringförmige Kammer 18 eintritt (Fig. 2). Die Axialboh rung 16 nimmt am offenen Ende einen Stopfen 19 mit axialem Durchlaß auf, der die Axialbohrung 16 mit einer kreis förmigen Kammer 20 in Verbindung setzt, die an der Stirn seite des Rotors 13 gegenüber dem Deckel 3 ausgebildet ist. Die Kammer 20 steht mit einem unteren Bereich der verschie denen Schlitze 14 in Verbindung. Auf der Bodenfläche 64 der Arbeitskammer 10 tritt eine Ansaugöffnung 24 ein, die am Ende einer Leitung 65 liegt, deren anderes Ende senk recht und in einem seitlichen Bereich (Fig. 2) mit einer Leitung 66 in Verbindung steht, die in dem Abschnitt 8 des Gehäuses 2 ausgebildet ist, die senkrecht zu dem Ge häuse 2 verläuft und mit der Umgebung über ein Anschluß stück 23 in Verbindung steht, das vorzugsweise auf seiner Innenseite ein an sich bekanntes Rückschlagventil auf weist, das nur das Ansaugen von Luft durch das Anschluß stück gestattet. Das Ventil ist nicht dargestellt. An dem Gehäuse 2 ist ein nach unten gerichteter, unterer Bereich 25 ausgebildet, der in Fig. 1 dargestellt ist. Dieser Be reich 25 nimmt eine Auslaßleitung 26 auf, deren endseitige Öffnung durch eine Scheibe 37 mit einem zentralen Rohrstück 30 verschlossen ist. Die Scheibe ist auf dem Umfang durch einen ringförmigen Rand 38 des Abschnitts 25 unter Ein fügung eines Halteringes 36 gehalten. Von der Auslaßlei tung 26 geht ein nach oben aufsteigender Kanal 40 aus, der durch den Flansch 6 hindurch bis zu dem Endabschnitt 12 verläuft, in dem der Dichtring 7 liegt.A in Fig. 1 to 4, generally designated 1 vacuum pump comprises a housing 2 , preferably made of die-cast aluminum, which is closed on the front side by a cover 3, which is attached to the housing 2 with the aid of three screws 4 ring-shaped device 5 is attached. On the rear side, opposite the cover 3 , the housing 2 has a flange 6 , which is used to fasten the housing to an engine block, not shown. The housing 2 comprises a section 8 with a reduced cross-section in the middle region and extends from here in the direction of the cover 3 to a cup-shaped section 9 , which forms a working chamber 10 inside. The section 8 of the housing 2 forms a bearing for a shaft 11 , which comes out at one end of the flange 6 through a sealing ring 7 , which is arranged in an end section 12 of the housing 2 . Outside the housing, the shaft carries a plate 61 with pin 62 for initiating a rotary movement with the aid of the motor in a manner known per se. At the other end, the shaft 11 rotatably enters a rotor 13 which lies in the working chamber 10 and has four slots 14 in which wings 15 lie. The wings 15 are slidable in the slots 14 so that the outer edges abut against the inner surface of the working chamber 10 . In the interior of the shaft 11 from the central region to the end receiving the rotor 13 there is an axial bore 16 which serves as a channel for lubricating oil under pressure. At the inner, blind end of this axial bore 16 are four radial bores 17 , which are distributed, for example, at 90 °. The bores 17 create a connection between the axial bore 16 and an annular chamber 18 , which is ausgebil det on the outer surface of the shaft 11 in the central region thereof and lies within the section 8 of the housing 2 . In this section 8 there is a connection bore 63 which exits to the outside and has a threaded section, while the inner section enters the annular chamber 18 ( FIG. 2). The Axialboh tion 16 receives at the open end a plug 19 with an axial passage, which sets the axial bore 16 with a circular chamber 20 in connection, which is formed on the front side of the rotor 13 relative to the cover 3 . The chamber 20 communicates with a lower region of the various slots 14 . On the bottom surface 64 of the working chamber 10 , a suction opening 24 occurs, which lies at the end of a line 65 , the other end of which is perpendicular and in a lateral region ( FIG. 2) is connected to a line 66 which is in the section 8 of the the housing 2 is formed to the Ge housing perpendicularly 2 runs, and with the environment via a connection piece 23 is connected, preferably on its inner side a per se known non-return valve has, the piece allows only the suction of air through the terminal . The valve is not shown. A downwardly directed, lower region 25 is formed on the housing 2 and is shown in FIG. 1. Be this area 25 receives an outlet line 26 , the end opening is closed by a disc 37 with a central pipe section 30 . The disc is held on the circumference by an annular edge 38 of the section 25 with the insertion of a retaining ring 36 . From the Auslaßlei device 26 is an upward rising channel 40 , which extends through the flange 6 through to the end portion 12 in which the sealing ring 7 is located.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Bodenfläche 64 der Ar beitskammer 10 und der Auslaßleitung 26 ein erster Ab schnitt 41 der Auslaßleitung vorgesehen, während in der Bodenfläche 64 (Fig. 3) eine Ausnehmung 44 mit Kanalquer schnitt ausgebildet ist, die eine Auslaßöffnung der Ar beitskammer 10 der Vakuumpumpe 1 bildet. Diese Auslaß öffnung 44 steht in Verbindung mit dem ersten Abschnitt 41 der Auslaßleitung und besitzt, wie es in Fig. 3 ge zeigt ist, eine größere Breite in Umfangsrichtung bzw. eine größere Fläche. Die Abmessungen der Ausnehmung 44 in Umfangsrichtung der Arbeitskammer entsprechen im wesent lichen dem Winkelabstand zwischen den Enden von zwei Flügeln 15. Die Ausnehmung 44 weist eine verhältnismäßig geringe Breite in Radialrichtung auf, so daß sie sich nur im äußeren Bereich der Flügel 15 befindet, und ist nur an der Stelle breiter ausgeführt, an der der erste Abschnitt 41 der Auslaßleitung eintritt, mit dem sie ver bunden ist. Der erste Abschnitt 41 der Auslaßleitung be findet sich in einer mittleren Position der Breite der Ausnehmung 44. Er ist im übrigen nach innen versetzt in bezug auf die Ausnehmung.According to the invention between the bottom surface 64 of the Ar beitskammer 10 and the outlet line 26 from a first section 41 of the outlet line is provided, while in the bottom surface 64 ( FIG. 3) a recess 44 is formed with a channel cross section, which is an outlet opening of the Ar beitskammer 10 Vacuum pump 1 forms. This outlet opening 44 is in communication with the first section 41 of the outlet line and, as is shown in FIG. 3, has a greater width in the circumferential direction or a larger area. The dimensions of the recess 44 in the circumferential direction of the working chamber correspond in wesent union to the angular distance between the ends of two wings 15 . The recess 44 has a relatively small width in the radial direction, so that it is only in the outer region of the wing 15 , and is only wider at the point where the first section 41 of the outlet line occurs, with which it is connected ver . The first section 41 of the outlet line is in a middle position of the width of the recess 44 . It is also offset inward with respect to the recess.

Anschließend soll die Funktion der Vakuumpumpe 1 erläu tert werden. Bei Drehung der Welle 11 wird der Rotor 3 ge dreht, so daß dessen Flügel 15 in bekannter Weise Kammern 48 mit veränderlichem Volumen bilden, die nach und nach zwischen der Auslaßöffnung bzw. der Ausnehmung 44 und der Ansaugöffnung 24 zunehmen und sodann bis hin zu einem Minimum in Richtung der Auslaßöffnung abnehmen. Luft wird daher durch die Ansaugöffnung 24 und die Leitungen 65 und 66 über das Anschlußstück 23 angesaugt und durch die Aus nehmung 44, den ersten Abschnitt 41, die Leitung 26 und das Rohrstück 30 ausgestoßen. Im übrigen wird Drucköl durch die Anschlußbohrung 63 und die radialen Bohrungen 17 in die Axialbohrung 16 der Welle 11 gefördert, und dieses Öl tritt durch die Öffnung in dem Stopfen 19 in die kreisförmige Kammer 20 ein, von der es auf die rück wärtigen Enden der Flügel 15 gelangt, die in Berührung mit der inneren Oberfläche der Arbeitskammer 10 gehalten werden. Während der Einschubphase der Flügel 15 tritt das Schmieröl zur Außenseite des Rotors 13 aus, so daß es zusammen mit der Luft über die Ausnehmung 44 und das Rohrstück 30 ausgestoßen wird. Erfindungsgemäß passiert ein Flügel 15, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, die Zone, in der sich die Ansaugöffnung 24 befindet. Sodann schließt sich eine Kammer 48 mit veränderlichem Volumen, in der der Druck zunehmend steigt, und nach einer kurzen Drehung gelangt der Flügel 15, der zuvor die Kammer 48 begrenzt hat, in den Anfangsbereich 45 der Ausnehmung 44. Dadurch wird die Kammer 48 in Verbindung mit dem ersten Abschnitt 41 der Auslaßleitung gebracht. Auf diese Weise wird der schädliche Überdruck, den das Öl auf die Flügel 15 aus übt, eliminiert, so daß die Flügel keinen scharfen Schwin gungen ausgesetzt sind und gleichmäßig auf der inneren Oberfläche der Arbeitskammer 10 gleiten. Der Verschleiß wird dadurch erheblich geringer und gleichmäßiger. Die Herstellung der erwähnten Ausnehmung 44 mit Kanalprofil bestimmt im übrigen einen anfänglichen Öffnungsabschnitt in Richtung des Abschnitts 41 mit relativ geringem Quer schnitt, so daß eine plötzliche Verringerung des Drucks in der Kammer 48 verhindert wird. Die Vorteile einer ein fachen Herstellung und einer hohen Wirksamkeit der erfin dungsgemäßen Vakuumpumpe gehen unmittelbar aus der Be schreibung hervor.Then the function of the vacuum pump 1 is to be explained. When the shaft 11 rotates, the rotor 3 rotates so that its wings 15 form chambers 48 with variable volume in a known manner, which gradually increase between the outlet opening or the recess 44 and the suction opening 24 and then up to one Remove the minimum in the direction of the outlet opening. Air is therefore sucked through the suction opening 24 and the lines 65 and 66 through the connector 23 and through the recess 44 , the first section 41 , the line 26 and the pipe section 30 ejected. Incidentally, pressure oil is conveyed through the connection bore 63 and the radial bores 17 into the axial bore 16 of the shaft 11 , and this oil enters through the opening in the plug 19 into the circular chamber 20 , from which it is on the rear ends of the wing 15 arrives, which are kept in contact with the inner surface of the working chamber 10 . During the insertion phase of the vanes 15 , the lubricating oil exits to the outside of the rotor 13 , so that it is expelled together with the air via the recess 44 and the pipe section 30 . According to the invention, a wing 15 , as shown in FIG. 3, passes the zone in which the suction opening 24 is located. A chamber 48 with variable volume then closes, in which the pressure rises increasingly, and after a brief rotation, the wing 15 , which previously delimited the chamber 48 , reaches the initial region 45 of the recess 44 . This brings the chamber 48 into communication with the first section 41 of the outlet conduit. In this way, the harmful excess pressure that the oil exerts on the wings 15 is eliminated, so that the wings are not subjected to sharp vibrations and slide smoothly on the inner surface of the working chamber 10 . As a result, wear becomes considerably less and more uniform. The manufacture of the aforementioned recess 44 with a channel profile also determines an initial opening section in the direction of the section 41 with a relatively small cross-section, so that a sudden reduction in the pressure in the chamber 48 is prevented. The advantages of a simple manufacture and a high effectiveness of the vacuum pump according to the invention are apparent directly from the description.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen. Bei spielsweise kann der Abschnitt 41 einen nicht-kreisförmigen aufweisen.The invention allows a number of modifications. For example, section 41 may have a non-circular shape.

Claims

1. Vacuum pump in vane design with a housing ( 2 ) for receiving a shaft ( 11 ) which rotates a rotor ( 13 ) which carries a number of vanes ( 15 ) which are slidably within recesses ( 14 ) in the rotor ( 13 ) are arranged and the outer edges of which are pressed against the inner surface of a working chamber ( 10 ) in the housing ( 2 ), which wings divide the working chamber into a number of chambers ( 48 ) of variable volume, with a suction opening ( 24 ) for air and an outlet opening ( 44 ) for air and lubricating oil, which outlet opening ( 44 ) is in communication with an outlet line ( 41 , 26 ) within the housing, characterized in that the outlet opening is formed in the housing and in the circumferential direction has a greater width than an initial section ( 41 ) of the outlet line.

2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the outlet opening ( 44 ) has a width in the circumferential direction which speaks ent essentially the angular distance between the ends of two wings ( 15 ).

3. Vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet opening ( 44 ) in the inner bottom surface ( 64 ) of the working chamber ( 10 ) of the housing ( 2 ) is formed, and that in the bottom surface is a zone of the outlet opening ( 44 ) is located, which opens into the outlet line ( 41 ).

4. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 44 ) has a channel profile.

5. Vacuum pump according to claim 4, characterized in that the outlet opening ( 44 ) has a relatively small cross section and is only provided in the region of the outer ends of the wing ( 15 ) and has a larger cross section only in the region of the outlet line ( 41 ) .

6. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet line ( 41 ) is provided in the central region of the angular extent of the recess ( 44 ).