DE4023835A1 - Dosiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung, welche Gegen­ stand des Hauptpatentes (das aus der europäischen Anmeldung 90 112 680.5 (EP-1731) hervorgehende deutsche Patent) ist, und eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung.

Die Aufgabe besteht darin, die Bewegung des Ventils der Dosiereinrichtung möglichst masse- und geräuschfrei zu halten. Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß verwendbare Membranen, z. B. Metallmembranen, nur eine sehr geringe Masse haben und daß Aufprallstöße völlig vermieden werden. Gleich­ zeitig ergibt sich automatisch eine Abdichtung der Dosierein­ richtung im Stillstand.

Daher ist die Dosiereinrichtung mit besonderem Vorteil für die Schmierölzufuhr in Vakuumpumpen verwendbar.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Flügelzellen-Vakuumpumpe. In dem zylin­ drischen Pumpengehäuse 1 ist ein im Durchmesser kleinerer zylindrischer Rotor exzentrisch gelagert. Hierzu dient ein zum Rotor 3 konzentrischer Lageransatz 4, im folgenden "Welle" genannt. Der Rotor weist einen radialen Schlitz auf, in dem zwei Flügel 5 und 6 gleitend aufeinanderliegen. Eine solche Flügelzellen-Vakuumpumpe ist in der DE-OS 35 07 176 (Bag. 1396) beschrieben. Der Rotor ist - wie gesagt - nur einseitig gelagert und liegt mit einer Seite an der Stirnwand 7 des Gehäuses an. Auf der gegenüberliegenden Seite weist die Welle 4 Kupplungslappen 8 auf, mit denen die Welle 4 mit einer Antriebswelle, die mit dem Kraftfahrzeugmotor in Verbindung steht, gekuppelt ist. Die Welle 4 ist in einem Lagergehäuse 2 der Vakuumpumpe gleitgelagert. Das Lagergehäuse 2 der Vakuum­ pumpe ist an das Motorgehäuse 10 des Kraftfahrzeugmotors angeflanscht. Der Rotor 3 weist eine zentrische Bohrung 11 auf. Die Bohrung 11 steht durch ein Ölkanalsystem mit einer Ölzufuhrleitung 9 in Verbindung. Die Ölleitung 9 ist mit einer Axialnut 15 verbunden. Die Axialnut 15 ist in die Innenwand des Lagergehäuses 2 eingebracht und besitzt eine begrenzte axiale Länge. Die Axialnut 15 erstreckt sich aus der Normalebene, in welcher ein Radialkanal 33 der Welle 4 umläuft, bis in die entfernte Normalebene, in welcher ein Radialkanal 34 der Welle 4 umläuft.

Der Radialkanal 33 und der Radialkanal 34 liegen in derselben Radialebene der Welle. Die Kanäle 33 und 34 sind jedoch von um 180° entgegengesetzten Seiten in die Welle eingebracht und erstrecken sich jeweils bis in das Zentrum der Welle. Im Zentrum der Welle, zwischen den Kanälen 33, 34 liegt der axiale Dosierzylinder 35. Der Dosierzylinder 35 ist an seinen axialen Enden einerseits über Anschlußkanal 47 mit dem Radialkanal 33 und andererseits über Anschlußkanal 48 mit dem Radialkanal 34 verbunden. Der Dosierzylinder 32 wird durch eine Membran 46, die in einer mittleren Normalebene des Dosierzylinders eingespannt ist, in zwei Kammern 35 und 36 unterteilt. Es kann sich um eine Metall- oder Gummimembran handeln, deren zentri­ scher Bereich eine mehr oder weniger große Axialbewegung gegenüber der Einspannebene zuläßt. Es ist nicht erforderlich, daß der zentrale Bereich der Membran zwischen den Extremlagen jeweils die Einspannebene durchfährt (wie es allerdings in dem gezeigten Beispiel der Fall ist) .

In dem Innenmantel des Lagergehäuses 2 ist eine weitere Axialnut 17 eingebracht, die gegenüber der Axialnut 15 um 180° versetzt ist. Die Axialnut 17 erstreckt sich aus der Normalebene, in der der Radialkanal 33 umläuft, bis in eine Normalebene, in welcher die Welle einen Radialkanal 19 besitzt, welcher in der Bohrung 11 der Welle bzw. des Rotors 3 mündet.

Der Radialkanal 19 hat mithin einen axialen Abstand von dem Radialkanal 33, der größer ist als der Abstand zwischen den Radialkanälen 33 und 34. Der Radialkanal 34 setzt sich aus zwei Stücken zusammen. Das beruht auf der besonderen Ausbildung des Dosierzylinders 32. Der Dosierzylinder 32 wird dadurch gebildet, daß die Welle von der Seite des Rotors 3 aufgebohrt wird. Dabei wird am Ende des entstehenden Sackloches im axialen Bereich der Welle der axiale Anschlußkanal 47 gebohrt. Sodann folgt ein Bohrungsstück, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als derjenige der Bohrung 11. Dieses Bohrungsstück liegt ebenfalls noch im axialen Bereich der Welle. Es ergibt die eine Dosierkammer 35. In die restliche Bohrung 11, die - wie gesagt - einen größeren Durchmesser als die Dosierkammer 35 besitzt und durch den Rotor bis in den axialen Bereich der Welle reicht, wird sodann auf die entstehende Durchmesserstufe die Membran 46 aufgelegt. Die Membran 46 wird sodann durch einen zylindrischen Stopfen 49 festgeklemmt. Der Stopfen 49 hat im wesentlichen den Durchmesser der Bohrung 11. Seine axiale Länge ist derart begrenzt, daß er im eingesteckten Zustand vor der Normalebene der Radialbohrung 19 der Welle endet und daher im Rotor 3 und einem kurzen Stück der Welle die Bohrung 11 freiläßt und die Endfläche dieser Bohrung bildet. An seinem anderen Ende besitzt der Stopfen 49 eine Eindrehung, deren Innenradius im wesentlichen dem Innenradius der Dosierkammer 35 entspricht. Diese Eindrehung bildet die andere Dosierkammer 36. Ferner ist in den Stopfen die zentrische Bohrung 48 ein­ gebracht. Die Bohrung 48 geht von der Eindrehung der Dosierkam­ mer 36 aus und erstreckt sich bis in die Normalebene, in welcher der Radialkanal 34 liegt. Der Radialkanal besteht aus einem Stück, welches in der Welle liegt, und aus einem anderen Stück, welches in den Stopfen 49 eingebracht wird. Der Stopfen begrenzt also den Dosierzylinder gegenüber der Bohrung und klemmt außerdem die Membran an ihrem umlaufenden Rand in der Einspannebene fest. Dabei erfolgt gleichzeitig eine Abdichtung zwischen den Kammern 35, 36 des Dosierzylinders. Die Membran ist in dem Ausführungsbeispiel in ihrem zentrischen Bereich mit einem Belag versehen, der zum einen Beschädigungen der Membran verhindert und zum anderen eine Dichtwirkung erzielen soll, wenn die Membran auf den axialen Anschlußkanälen 47 bzw. 48 in ihren jeweiligen Endlagen aufliegt. Es sei jedoch nochmals hervorgehoben, daß die Membran zwischen ihren Endlagen nicht ihre Einspannebene durchfahren muß. Ebenso ist es nicht erforderlich, daß die Membran in ihren Endlagen gegen einen Anschlag aufliegt. Dies ist lediglich vorteilhaft, wenn die auftretenden Drücke anderenfalls zu einer unzulässigen Ausbeulung oder zur Beschädigung der Membran führen würden.

Die Anbringung der Membran durch die Einführung des Stopfens in die Bohrung 11 stellt eine sehr geeignete Lösung für die Anbringung der Membran und zur Bildung der Dosierkammern 35, 36 dar. Der Stopfen ist in der Bohrung gegen Drehung und axiale Bewegung festgelegt und stellt eine Dichtung zwischen der Bohrung und der Dosierkammer dar.

Zur Funktion: Bei Drehung der Welle 4 des Rotors 3 entsteht in dem Pumpeninnenraum und damit auch über Leckagen in der Rotorinnenbohrung 11 ein Vakuum. Daher besteht zwischen der Axialnut 15 und der Axialnut 17 ein Druckgefälle von mindestens 1 bar. Infolge dieses Druckgefälles wird der Dosierzylinder 32 über die Stichkanäle 33, 34 mit wechselnder Richtung mit diesem Druckgefälle beaufschlagt. In der eingezeichneten Drehstellung wird daher die Membran 46 in Richtung des radialen Stichkanals 34 gedrückt, bis die Membran an dem am niedrigeren Druck anliegenden axialen Anschlußkanal 48 anliegt und diesen sperrt. In der um 180° weitergedrehten Drehstellung wird der Dosier­ zylinder 32 über Stichkanal 34 mit dem höheren Druck beauf­ schlagt. Die Membran 46 bewegt sich in die andere Richtung, bis sie an dem am niedrigeren Druck anliegenden axialen Anschluß­ kanal 47 anliegt und diesen sperrt. Bei dieser Bewegung der Membran wird die Ölfüllung jeweils der einen der Kammern 35 bzw. 36 über die Axialnut 17 und Ablaufkanal 19 ausgedrückt. Gleichzeitig wird die jeweils andere der Kammern 35 bzw. 36 über die Axialnut 15 und Ölablaufkanal 9 wieder gefüllt.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

 1 Pumpengehäuse
 2 Lagergehäuse
 3 Rotor
 4 Lageransatz, Welle
 5 Flügel
 6 Flügel
 7 Stirnwand
 8 Kupplungslappen
 9 Ölleitung, Zufuhrleitung
10 Motorgehäuse
11 Bohrung
12 Verbindungskanal
13 Ventilkörper (13.1, 13.2)
14 zentrische Öffnung
15 Axialnut, Ringnut
16 Radialkanal
17 Axialnut
18 Ringkanal
19 Stichkanal, Ablaufkanal, Ölablaufkanal
20 Auslaß
21 Auslaßkanal
22 Auslaßventil
23 Abstützblech
24 Radialkanal
25.1 Sitz
25.2
26.1 Durchgangsöffnung
26.2
27 Anschlag
28 Verbindungskanal
29.1 Dämpfungszapfen
29.2
30 Pfeilrichtung
31.1 Anschlag
31.2
32 Dosierzylinder
33 radialer Stichkanal, Anschluß
34 radialer Stichkanal, Anschluß
35 Pufferraum
36 Pufferraum
37
38
39 Radialkanäle
40
41
42 Stopfen
43 Feder
44 Entlastungskanal
45 Dosierraum
46 Membran
47 Anschlußkanal
48 Anschlußkanal
49 Stopfen

Claims (3)

1. Dosiereinrichtung zum Dosieren eines Flüssigkeitsstromes, der unter der Wirkung einer Druckdifferenz aus einem Zufuhrkanal (9) durch Kanäle einer rotierenden Welle (4) zu einem Ablaufkanal (19) derart geführt wird, daß die Kanäle der Welle den Zufuhrkanal (9) mit dem Ablaufkanal (19) intermittierend in Abhängigkeit von der Drehstellung der Welle verbinden, mit einem Dosierzylinder (32), in dem ein Ventilkörper (13) frei beweglich geführt ist, und der über die Kanäle der Welle (4) wechselweise an seinem einen Ende mit dem Zufuhrkanal (9) und an seinem anderen Ende mit dem Ablaufkanal (19) und sodann an seinem einen Ende mit dem Ablaufkanal (19) und an seinem anderen Ende mit dem Zufuhrkanal (9) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ventilkörper eine bewegliche Membran ist, welche den Dosierzylinder (32) in zwei Kammern (35, 36) einteilt,
wobei das Volumen der Kammern (35, 36) durch die Bewegung der Membran variabel ist und
wobei die Kammern wechselweise mit dem Zufuhrkanal (9) und dem Ablaufkanal (19) verbunden werden.

2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in ihren Extremlagen jeweils auf Anschlag liegt.

3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (47, 48), über welche die Kammern (35, 36) des Dosierzylinders (32) jeweils mit dem Zufuhr- bzw. Ablauf­ kanal (9 bzw. 19) verbunden werden, durch die Membran in ihren Extremlagen ventilartig versperrt werden.