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Die Erfindung betrifft eine Flügelzellen-Vakuumpumpe
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Pumpe ist durch die
DE 28 57 494 A1 bekannt.
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Diese Erfindung ist eine Zusatzerfindung
zu dem Patent Nr.
0 320 795 , angemeldet
am 8. Dezember 1988 mit Priorität
vom 12. Dezember 1987.
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Bei der bekannten Pumpe dient die
Innenbohrung des Rotors der Ölzufuhr,
wobei die Ölzufuhr über eine
Drossel derart erfolgt, daß in
dem Teil der Rotorinnenbohrung, der sich über den axialen Arbeitsbereich
des Rotors erstreckt, ein niedriger, steuerbarer Druck herstellbar
ist. Bei der bekannten Pumpe läßt sich
eine nur geringe Druckdifferenz zwischen dem Pumpengehäuse und
der Rotorinnenbohrunq herstellen, so daß die Verluste nicht nur durch
entsprechend eng tolerierte Dichtspalte, sondern auch durch die
niedrige Druckdifferenz gering gehalten werden.
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Dadurch wird gewährleistet, daß der Schmierölfluß zwischen
der Rotorinnenbohrung und der Saugseite der Vakuumpumpe einerseits
sehr stark herabgesetzt ist, andererseits aber so vergleichmäßigt wird,
daß trotz
geringen Angebots stets eine ausreichende Menge an Schmieröl in den Dichtspalten
vorhanden ist und verbleibt. Das beruht darauf, daß in der
Rotorinnenbohrung bei nur begrenztem Schmierölangebot ein Vakuum entsteht, das
im wesentlichen dem Vakuum auf der Saugseite bzw. im Pumpeninnenraum
entspricht. Dies beruht auf den unvermeidlichen Leckagen der Dichtspalte, die
zwischen Flügelschlitzen und
den Flügeln
sowie eventuell auf den Stirnflächen
des Rotors gebildet werden. Daher ist die Druckdifferenz zwischen
der Saugseite der Pumpe und der Rotorinnenbohrung sehr gering, so
daß die Ölförderung
und der Öltransport
im wesentlichen nur durch Fliehkraft erfolgt.
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Die Art der Ölzufuhr zu der Innenbohrung hängt im wesentlichen
von den baulichen Gegebenheiten des Kraftfahrzeugmotors ab, von
dem aus die Flügelzellen-Vakuumpumpe
mit Schmieröl
versorgt wird.
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Wesentlich ist ein begrenztes Ölangebot. Das Ölangebot
hängt zum
einen ab von der Förderkapazität der Ölpumpeund
zum anderen vom Verbrauch der anderen Schmierstellen. Bei großer Förderkapazität der Ölpumpe und
geringem sonstigen Verbrauch wird das Ölangebot an die Flügelzellen-Vakuumpumpe.
dadurch begrenzt, daß in
die Schmierölzufuhrleitung
zuder Innenbohrung eine starke Drossel oder Blende oder ein Stromregel- oder Strombegrenzungsventil
eingebaut wird.
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Die Aufgabe der Erfindung ist die
Vermeidung von Betriebsstörungen
beim Anlassen des Motors, insbesondere beim Kaltstart bei Temperaturen unter
0°C. Hierbei
ist zu berücksichtigen:
Beim
Stillsetzen des Kraftfahrzeugmotors herrscht auf der Saugseite und
in der Rotorinnenbohrung der Flügelzellen-Vakuumpumpe noch
Unterdruck. Je nach Auslegung des Schmierölsystems des Kraftfahrzeugmotors
kann es sein, daß infolge
dieses Unterdrucks noch Schmieröl
aus dem Schmierölsystem in
die Vakuumpumpe gesaugt wird. Dieses Schmieröl wird sich an der untersten
Stelle des Gehäuses
sammeln. Diese Ölmenge
muß beim
Anfahren ausgetrieben werden, was zu unzulässigen Druckerhöhungen führen kann.
Zur Vermeidung dieses Nachteils dient die Maßnahme nach Anspruch 1.
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Es ist zwar durch die nicht vorveröffentlichte
EP 0320795 B1 bekannt,
die Rotorinnenbohrung mit einer Drosselbohrung zur Atmosphäre zu versehen, welche
stets geöffnet
ist und welche bei Stillstand dem schleunigen Druckausgleich dient.
Diese ständige
Verbindung kann jedoch abhängig
vom Einsatzfall nachteilig sein für die Leistung der Vakuumpumpe. Ferner
ergibt sich je nach Ort der Anbringung der Vakuumpumpe die Gefahr,
daß die
Drosselbohrung verstopft. Die Maßnahme nach dieser Erfindung
kann alternativ oder zusätzlich
zu der Drosselbohrung der vorangemeldeten Anmeldung verwandt werden.
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Die Ölzufuhr kann nach dieser Erfindung
dadurch erfolgen, daß die
Rotorinnenbohrung über
eine geeignete hydraulische Kupplung mit einer Ölpumpe oder einem Ölreservoir
verbunden wird. Es kann jedoch auch vor der Rotorinnenbohrung ein Ölreservoir angeordnet
sein oder vor der Rotorinnenbohrung ein Ölpolster gebildet werden, aus
dem mittels einer Verbindungsbohrung Öl in die Rotorinnenbohrung
angesaugt wird. Weiterhin kann Öl
zentral durch den ortsfesten, stirnseitigen Gehäusedeckel in die Rotorinnenbohrung
gepumpt werden.
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Die Ausbildung des Rückschlagventils
hängt weitgehend
von dem zur Verfügung
stehenden Bauraum ab. Die Lösung
nach Anspruch 2 kommt mit einem äußerst geringen
Bauraum aus.
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Die Lösung nach Anspruch 3 hat demgegenüber den
Vorteil, daß die Öffnungscharakteristik
des Rückschlagventils
nicht alterungsabhängig
ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß das Rückschlagventil durch sein Eigengewicht
geöffnet
wird.
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Hierbei läßt sich die Öffnungscharakteristik des
Kugelventils ein für
allemal unveränderbar
einstellen, wenn Eigengewicht und Größe der Dichtfläche in gezielter
weise aufeinander so abgestimmt werden, daß das Kugelventil bei einer
vorberechneten Druckdifferenz öffnet.
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Insbesondere sollte die Auslegung
von Eigengewicht und Schließfläche so sein,
daß die Grenz-Druckdifferenz
bei 0,4 bar liegt, so daß das Ventil
bei einer größeren Druckdifferenz
schließt.
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Flügelzellen-Vakuumpumpen werden
insbesondere für
die Bremskraftverstärkung
in Verbindung mit Diesel-Motoren verwendet. Betriebsstörungen beim
Anlassen von Diesel-Motoren können
u.U. dadurch auftreten, daß diese
dabei rückwärts drehend anlaufen.
Es ist in diesem Falle um so wichtiger, daß der Bremskraftverstärker, der
an die Flügelzellen-Vakuumpumpe
angeschlossen ist, funktionsfähig
ist, daß mit
anderen Worten auch bei Rückwärtslauf durch
die Flügelzellen-Vakuumpumpe
ein ausreichendes Vakuum erzeugt wird, was durch die Ausgestaltung
und Anordnung der Pumpe nach Anspruch 4 gewährleistet ist.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Pumpe
ist auch vorteilhaft für
Motoren, bei denen die Gefahr des Rückwärtslaufens beim Anlassen nicht besteht;
denn beim Abstellen des Motors kann der Rotor mit dem Flügel in einem
kleinen Winkelbereich auspendeln. Eine geringe Rückwärtsdrehung kann dadurch Kompression
und zu hohe Flügelbeanspruchung
bewirken und insbesondere bei großer Exzentrizität des Rotors
im Gehäuse
zum Bruch führen.
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Im übrigen gilt für die Ausbildung
und Einbaulage der Pumpe nach Anspruch 6 hinsichtlich des Austreibens
von Restöl
beim Anfahren dasselbe wie bei der Anordnung der Pumpe nach Anspruch
1 bereits vorbeschrieben.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 einen Axialschnitt eines
Ausführungsbeispiels;
- 2 einen Normalschnitt
der Pumpe;
- 3 einen Normalschnitt
der Pumpe in einer definierten Einbaulage.
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Die Flügelzellenpumpe 1 ist
an das Kurbelgehäuse 2 eines
Kraftfahrzeugs durch Flansch 13 angeflanscht. In dem Pumpengehäuse 4 ist
der kreiszylindrische Rotor 5 drehbar gelagert. Hierzu
bildet der Flansch 13 des Pumpengehäuses, dessen Querschnittsform
später
erläutert
wird, die exzentrische Lagerbohrung 37. Die Lagerbohrung 37 weist
in das Kurbelgehäuse
und ist dazu zentriert. Es sei erwähnt, daß die Lagerbohrung 37 eine
Gleitlagerung für
das Lagerende des Rotors 5 bildet. Der Rotor ist so gelagert,
daß er
an einer Stelle, dem sogenannten unteren Totpunkt, in Umfangskontakt
mit dem Gehäuse steht.
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Der Rotor ist fliegend an einer Welle 20 gelagert,
die auf einer Seite als Lagerende konzentrisch an dem Rotor angeformt
ist und einen geringeren Durchmesser als der Rotor besitzt. Eine
Innenbohrung 21 erstreckt sich über die gesamte Länge des Rotors.
Im Bereich des Gehäuses
besitzt der Rotor einen einzigen Führungsschlitz 6, der
in einer Axialebene liegt, der die Innenbohrung durchdringt und dessen
axiale Länge
genau der axialen Länge
des Pumpengehäuses 4 entspricht.
In dem Führungsschlitz 6 ist
ein einziger Flügel 7 gleitend
geführt.
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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 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.
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Die Umfangswand des Pumpengehäuses 4 ist
so bestimmt, daß sie
im Querschnitt eine Äquidistante
zu einer Pascalschen Spirale (Konchoide) mit dem Krümmungsradius
der Flügelenden
r als Abstand darstellt.
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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 Fördervolumen
der Pumpe. Die Differenz ist begrenzt durch Festigkeits- und sonstige Überlegungen.
Da der Rotor im Gehäuse
so gelagert ist, daß er
an einer Stelle, dem sog. unteren Totpunkt, in Umfangskontakt mit
dem Gehäuse
steht, taucht der Flügel 7 in dem
unteren Totpunkt – wie
in 2 dargestellt – 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.
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Wie 2 schematisch
darstellt, besitzt das Pumpengehäuse 4 den
Saugeinlaß 11 mit
einem darin angeordneten Rückschlagventil 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.
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Wie 1 zeigt,
ist das Einlaßventil 31 als Pilzventil
ausgebildet. 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.
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Der Einlaß 11 mit dem Einlaßventil 31 ist
in 1 in Umfangsrichtung
versetzt gezeichnet. Seine geometrische Lage ergibt sich aus 2. Der Auslaß, der in 1 und 2 lediglich schematisch angedeutet ist,
mündet über ein
Rückschlagventil 24 in das
Kurbelgehäuse
des Kraftfahrzeugmotors. Das Rückschlagventil 24 ist
als Federblattventil ausgebildet, das einseitig eingespannt ist.
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Der Rotor weist an seinem Lageransatz Kupplungslappen 16 auf.
Mit diesen Kupplungslappen wird der Rotor durch Antriebswelle 3 des
Kraftfahrzeugmotors angetrieben. Bei der Antriebswelle 3 kann
es sich z.B. um die Antriebswelle für die Einspritzpumpe handeln.
An der Antriebswelle 3 ist eine Kupplungsscheibe 15 befestigt,
die auf dem Umfang verteilte Einschnitte 17 aufweist. Die
Kupplungslappen 16 des Lageransatzes des Rotors greifen
in die Einschnitte 17 der Kupplungsscheibe ein, ohne die axiale
Beweglichkeit des Rotors zu hindern.
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Der Rotor 5 wird durch Antriebswelle 3 mit Drehrichtung 35 angetrieben.
Dabei führt
der Flügel 7 in
dem Führungsschlitz
eine Relativbewegung aus und liegt mit seinen beiden Enden dichtend
und gleitend am Gehäuseumfang
des Pumpengehäuses 4 an.
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Die Innenbohrung 21 des
Rotors 5 wird auf der einen Seite durch den Gehäusedeckel 25 verschlossen.
Auf der anderen Seite ist die Innenbohrung 21 durch Wand 18 verschlossen.
Die Wand 18 liegt – in
axialer Richtung gesehen – am
Rotorende oder außerhalb
des Rotors, so daß die
Wand 18 den Flügeldurchlaß nicht
behindert. Die Wand 18 besitzt eine Düse 23, durch die die
Innenbohrung 21 mit dem Inneren des Kurbelgehäuses und
darüber
mit der Atmosphäre
verbunden ist.
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Die Schmierölzufuhr zu der Flügelzellen-Vakuumpumpe
erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
von der Schmierölpumpe
(nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugmotors aus über Ölzufuhrleitung 19.
Die Ölzufuhrleitung
setzt sich als Bohrung 27 in dem Flansch 13 fort
und mündet
radial in der Lagerbohrung 37 des Pumpenflansches 13.
Dabei kämmt die
Mündung
der Bohrung 27 mit einem Ringkanal 26, der auf
dem Umfang des Lageransatzes des Rotors gebildet wird. Der Ringkanal
liegt vorzugsweise in der axialen Mitte des Lageransatzes. Der Ringkanal
steht durch einen Radialkanal 28 mit der Rotorinnenbohrung 21 in
Verbindung.
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Es ist jedoch auch eine Ölzufuhr
durch den Gehäusedeckel 4 unmittelbar
in die Rotorinnenbohrung möglich.
Eine andere Alternative besteht darin, daß durch eine zentrische Bohrung
der Welle 3 ein Ölstrahl
auf die später
noch zu beschreibende Drosselbohrung 23 gerichtet wird,
welche zentrisch oder auch exzentrisch in der gegenüberliegenden
Stirnwand 18 der Kupplungsinnenbohrung liegt.
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Die Schmierölpumpe liefert an die dargestellte
Flügelzellen-Vakuumpumpe nur eine
begrenzte Ölmenge.
Hierzu können
in der Ölzufuhrleitung
Volumenstrom-Begrenzungsventile oder Volumenstrom-Regelventile oder
Blenden bzw. Drosseln vorgesehen sein, die hier nicht dargestellt
sind. Im dargestellten Falle ist der Radialkanal 28 durch
Bemessung seines Querschnittes und seiner Länge als Drosselkanal ausgeführt.
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Zur Funktion der Ölschmierungs:
Das Schmieröl wird über Leitung 19 in
dosierter, begrenzter Menge zugeführt, wenn der Kraftfahrzeugmotor
und damit auch die Flügelzellen-Vakuumpumpe
in Betrieb sind. Die Radialbohrung 27 und der Ringkanal 26 bilden
einerseits eine dichtende Flüssigkeitskupplung
für das
Schmieröl.
Durch diese Kupplung wird das Schmieröl auf und in den rotierenden
Rotor 5 übertragen.
Zum anderen dient der Ringkanal 26 der Verteilung des Schmieröls auf das
Gleitlager der Lagerbohrung 37. Durch die gleichmäßige Verteilung
des Öls
erfolgt gleichzeitig auch eine Abdichtung des Gleitlagers. Das Öl gelangt
durch den Radialkanal 28 in die Innenbohrung 21.
Beim Betrieb der Flügelzellen-Vakuumpumpe
entsteht ein Unterdruck auf der Saugseite der Pumpe. Unterdruck
entsteht aber auch im übrigen
Pumpenraum, da der Auslaß 12 der
Pumpe durch Rückschlagventil 24 gegenüber der
Atmosphäre
verschlossen ist. Über
die Dichtspalte zwischen dem Flügelschlitz 6 und
dem Flügel 7 sowie
dem Pumpendeckel 25 und dem Rotor 5 entsteht dieser
Unterdruck im Laufe des Betriebes auch in der Innenbohrung 21 des
Rotors. Die Höhe dieses
Unterdrucks hängt
ab von der Förderkapazität der Schmierölpumpe und
dem sonstigen Verbrauch bzw. von der in die Flügelzellen-Vakuumpumpe gelieferten Ölmenge bzw.
von der Drosselung des der Flügelzellen-Vakuumpumpe
zur Verfügung
gestellten Ölstroms.
Bei sehr starker Begrenzung der Schmierölmenge, d.h. z.B. sehr starker
Drosselung des Schmierölflusses
in dem Radialkanal 28 entsteht in der Innenbohrung 21 ein
sehr hohes Vakuum.
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Die Druckdifferenz zwischen der Innenbohrung 21 und
dem übrigen
Pumpengehäuse
wird daher bei Betrieb auf nahezu Null reduziert. Daher wird das Öl, das in
die Innenbohrung 21 gefördert
worden ist, nicht durch die Druckdifferenz in die Dichtspalte getrieben,
sondern lediglich durch Zentrifugalkraft. Dadurch wird gewährleistet,
daß das Öl nur einer
geringen Förderung
unterworfen wird, so daß in
dem Dichtspalt ein gleichmäßiger Ölfilm mit
nur geringer Bewegung entsteht.
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Durch diese Maßnahme wird der Ölverbrauch
stark herabgesetzt, andererseits die Schmier- und Dichtwirkung des Öls aber
auch vergleichmäßigt.
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Infolge der geringen Druckdifferenz
zwischen dem durch Rückschlagventil 24 verschlossenen
Pumpenraum und der Innenbohrung 21 wird andererseits auch
die Leckage über
den Dichtspalt zwischen Rotor und Pumpendeckel 4 sowie
die Dichtspalte zwischen Flügel 7 und
dem Führungsschlitz 6 auf
ein Minimum herabgesetzt, was dem Pumpenwirkungsgrad zugutekommt.
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Wenn die Schmierölzufuhr beim Stillsetzen des
Kraftfahrzeugmotors nicht durch ein Ventil verschlossen wird, besteht
die Gefahr, daß bei
Stillstand des Kraftfahrzeugmotors infolge des Unterdrucks im Pumpengehäuse und
in der Innenbohrung 21 weiterhin Öl angesaugt wird, bis der Unterdruck
abgebaut ist. Das angesaugte Öl
sammelt sich am tiefsten Punkt des Pumpengehäuses. Beim Anlauf muß das Öl aus dem
Pumpengehäuse
ausgetrieben werden. Dabei können
Druckstöße auftreten,
die zum Bruch führen.
Das gilt insbesondere, wenn der Kraftfahrzeugmotor mit falscher
Drehrichtung startet, wie es bei Dieselmotoren vorkommen kann. Aus
diesem Grunde kann die Innenbohrung 21 mit einer Düse 23 versehen
sein. Die Düse 23 ist
so ausgelegt, daß sie nur
geringe Luftmengen durchläßt. Sie
behindert daher den Aufbau des Unterdrucks in der Innenbohrung 21 nicht.
Andererseits gewährleistet
sie, daß bei
Stillstand des Kraftfahrzeugmotors der Unterdruck in der Innenbohrung 21 schnell
abgebaut wird. Dadurch wird das Ansaugen und das Ansammeln größerer Ölmengen
im Stillstand der Flügelzellen-Vakuumpumpe
unterbunden.
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Die Düse 23 kann aber auch
mit größerem Querschnitt
ausgelegt werden, so daß auch
während des
Betriebes über
die Düse 23 stets
eine geringe Luftmenge derart angesaugt wird, daß das in der Innenbohrung entstehende
Vakuum nicht in voller Höhe
ausgebildet wird. Durch diese Maßnahme läßt sich gezielt die Druckdifferenz
zwischen der Innenbohrung und dem übrigen Pumpenraum vergrößern, wenn
eine größere Ölförderung
zwischen Innenbohrung und Pumpenraum erwünscht ist und daher die Ölförderung
nicht nur auf Zentrifugalkraft, sondern auch auf Druckdifferenz
beruhen soll.
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Alternativ zu der Düse 23 oder – wie gezeigt – auch zusätzlich zu
der Düse 23 wird
erfindungsgemäß ein Ölauslaßventil 33 vorgesehen.
Das Ölauslaßventil
ist ein Rückschlagventil,
welches den tiefsten Bereich des Innenraumes der Pumpe mit dem Kurbelgehäuse verbindet.
Dieses Ölauslaßventil
ist nicht identisch mit dem Auslaßventil 12, das in
seiner genauen Lage insbesondere aus 2 ersichtlich ist.
Das Auslaßventil 12 muß stets
in einem bestimmten Bereich der Rotordrehung, und zwar kurz vor dem
unteren Totpunkt, in dem der Rotor das Pumpengehäuse längs einer Mantellinie berührt, angeordnet
sein. Das Ölauslaßventil 33 liegt
dagegen im tiefsten Bereich des Pumpengehäuses und kommt insbesondere
dann zur Anwendung, wenn die Finbaulage der Pumpe so ist, daß der untere
Totpunkt der Pumpe, d.h. die Mantellinie des Pumpengehäuses, auf
der der Rotor das Pumpengehäuse
berührt, oberhalb
der Horizontalebene durch die Rotorachse liegt.
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Das Ölauslaßventil dient dem Zweck, im
Stillstand der Pumpe den Ausfluß des Öls, das
sich unten im Pumpengehäuse
angesammelt hat, ins Kurbelgehäuse
zu ermöglich.
Das Ölauslaßventil 33 ist so
aufgebaut und eingerichtet, daß der Ölauslaß freigegeben
wird, wenn an dem Ölauslaßventil
keine Druckdifferenz ansteht. Daher kann als Ölauslaßventil z.B. ein Zungenventil
dienen, das so vorgespannt ist, daß es im Ruhezustand unter seiner
eigenen Vorspannung von dem Ventilsitz abhebt. Als Zungenventil
sei hier ein Ventil bezeichnet, das eine einseitig eingespannte
Metallzunge aufweist, welche sich auf einen Ventilsitz auflegt.
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Ein derartiges Zungenventil könnte je
nach Ölbeschaffenheit
und Betriebsdauer zum Ankleben neigen, da es mit seinem Sitz eine
flächige
Berührung
hat. Andererseits darf die zum Öffnen
führende Vorspannung
nicht so groß sein,
daß dadurch
das Schließen
des Ölauslaßventils
auch bei geringer Druckdifferenz verhindert wird. Ein besonders
geeignetes Ölauslaßventil
ist als Kugel-Rückschlagventil ausgebildet.
Dabei ist jedoch die Ventilkammer so ausgeführt, daß der untere Boden 34 der
Ventilkammer 36 von dem Zentrum des Kugelsitzes 38 einen Abstand
A hat, welcher größer ist
als der Kugelradius. Dadurch wird gewährleistet, daß die Kugel
von ihrem Sitz herabfallen kann, wenn die Druckdifferenz an der
Kugel im Stillstand zusammenbricht.
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3 zeigt
eine bestimmte Einbaulage der erfindungsgemäßen Pumpe. Die Pumpe ist dort
derart eingebaut, daß die
Mantellinie, in der der Rotor das Innengehäuse berührt, im wesentlichen die tiefste
Stelle des Pumpengehäuses
bildet. Der Auslaß,
in den das als Kugelventil ausgebildete Auslaßventil 33 eingebaut
ist, liegt nahe der oben definierten Mantellinie, und zwar in dem
Bereich der Pumpe, der bei Normalbetrieb des Motors und somit der
Pumpe die Saugseite bildet. Bei Normalbetrieb dreht der Rotor in der
durch den Pfeil 35 definierten Drehrichtung.
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Wie weiter oben bereits erläutert, kann
der Motor beim Anlassen u.U. rückwärts anlaufen
und der Rotor 5 sich dadurch in der durch den gestrichelten
Pfeil 39 definierten Richtung drehen. Die Stellung der
Ventile 24, 31 und 33 ist bei dieser
Drehrichtung gestrichelt dargestellt.
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Zur Funktion der Pumpe bei eventuellem Rückwärtslauf
des Motors:
Bei Drehung des Rotors gemäß Pfeil 39 wird die
in der Zeichnung linke Pumpenkammer, die im normalen Betrieb als
Auslaß- oder Druckseite
wirksam ist, zur Saugseite. Dadurch schließt sich das als Federblattventil
ausgebildete Rückschlagventil 24 und
vorerst auch das als Klappenventil dargestellte, im normalen Betrieb
als Einlaßventil
fungierende Ventil 31. Geöffnet ist jedoch das Ölauslaßventil 33.
Diese Situation wird in 3 dadurch
dargestellt, daß die
gestrichelt dargestellte Ventilkugel 40 auf dem unteren Boden 34 der
Ventilkammer 36 ruht.
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Sobald eine Dichtleiste 8 die
Mündung
des Einlasses 11 überstreicht, öffnet sich
das Einlaßventil 31,
und Luft strömt
in das hinter dem Flügel 7 erzeugte
Vakuum und schafft somit den für
die Servowirkung am Bremskraftverstärker notwendigen Unterdruck.
Das Ventil 33 bleibt weiterhin als Auslaßventil geöffnet.
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Bei Normalbetrieb des Motors und
der Pumpe dient das Auslaßventil 33 – wie bereits
weiter oben beschrieben – zum
Austreiben des eventuell vorhandenen Restöles.
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- 1
- Flügelzellenpumpe
- 2
- Motorgehäuse, Kurbelgehäuse
- 3
- Antriebswelle,
Motorwelle, 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
- Wand
- 19
- Ölzufuhrbohrung
- 20
- Rotorwelle
- 21
- Innenbohrung
des Rotors
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Düse
- 24
- Rückschlagventil,
Auslaßventil
- 25
- Gehäusedeckel
- 26
- Ringnut,
Ringkanal
- 27
- Stichbohrung
- 28
- Rotorbohrung,
Radialbohrung
- 29
- Äquidistante
- 30
- Drehrichtung
- 31
- Einlaßventil
- 32
- kreisscheibenförmige Ausnehmung
- 33
- Ölauslaßventil
- 34
- unterer
Boden
- 35
- Drehrichtung
- 36
- Ventilkammer
- 37
- Lagerbohrung
- 38
- Kugelsitz