DE8417677U1 - Flügelzellenvakuumpumpe - Google Patents

Description

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Flügelzel1envakuumpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenvakuumpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige FlUgelzellenvakuumpumpe ist aus der DE-OS 29 52 401 bekannt.

Bei einer bekannten FlUgelzellenvakuumpumpe (GB-PS 653,295) wird Schmieröl unter erhöhtem Druck in die Hohlwelle der Pumpe gefördert, um durch Radialbohrungen in die Flügelfußräume zu gelangen und die Flügel in ihren Führungsschlitzen und gegenüber den Wänden des Pumpengehäuses abzudichten.
Hierbei ist es nachteilig, daß auf die Flügelköpfe sowohl hohe Massekräfte als auch hydraulische Kräfte einwirken und die Flügel radial gegen den Umfang des Pumpengehäuses anpressen; denn dies erhöht die Reibarbeit und den Verschleiß an den Flügelköpfen.

Bei einer anderen FlUgelzellenvakuumpumpe (DE-GM 77 07 = Bag. 1020) wird Schmieröl durch eine starre Zuleitung von der treibenden Welle der Brennkraftmaschine in die Hohlwelle der Pumpe eingespritzt. Da das überschüssige Schmieröl jedoch aus der Hohlwelle drucklos abfließen kann, baut sich in den Flügelfußräumen kein erhöhter Öldruck auf, der die Flügelköpfe zusätzlich zur Zentrifugalkraft gegen den Umfang des Pumpengehäuses anpreßt. Eine solche Schmiferölzufuhr ist nur dort möglich, wo durch eine reichlich bemessene ölpumpe in allen Betriebszuständen eine hinreichende Menge Schmieröl zur Verfügung steht.

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Bei einer weiteren Flügelzellenvakuumpumpe (DE-OS 29 52 - Bag. 1173) wird das Schmierölangebot dadurch verringert, daß der von der ölpumpe kontinuierlich gelieferte Schmierölstrom nur intermittierend in die Hohlwelle der Pumpe weitergeleitet wird. Hierdurch wird der Volumenstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl der Pumpe dosiert, so daß bei kleinerer Pumpenleistung ebenfalls ein überdruck in der Hohlwelle oder in den Flügelfußräumen vermieden wird, der den Verschleiß an den Flügelköpfen erhöhen würde.

Neuerdings sind jedoch Anwendungsfälle bekannt geworden, bei denen in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine das ölangebot der Schmierölpumpe so gering ist, daß die Spalte in der Pumpe, insbesondere an den Flügel-

j5 führungen und zwischen den Arbeitsräumen nicht ausreichend abgedichtet werden. Der von der Vakuumpumpe erreichte Unterdruck ging hierdurch zurück und die Reibung und der Verschleiß stiegen in unerwünschtem Maß an.

Demgegenüber löst die im Anspruch 1 angegebene Erfindung das Problem, bei einer Flügelzellenvakuumpumpe der im Oberbegriff angegebenen Art einerseits die Schmierölversorgung ,insbesondere die Lagerschmierung und die Dichtung der Spalte um die Flügel, vom ölangebot der ölpumpe unabhängig zu machen. Andererseits wird gleichzeitig verhindert, daß das bei höheren Drehzahlen im Überschuß angelieferte Schmieröl in den Flügelfußräumen einen überdruck erzeugt, durch den die Flügel verstärkt gegen den Umfang des Pumpengehäuses gepreßt werden und durch den die Leistungsaufnahme und der Verschleiß der Pumpe erhöht wird.

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Nach der Erfindung werden die geschilderten Probleme in der Weise gelöst, daß das Schmieröl durch ein leckfreies Leitungssystem aus dem Ölvorrat angesaugt wird, und zwar vorzugsweise mit dem Unterdruck, der in den Arbeitsräumen herrscht und sich durch die Führungsschlitze der Flügel in die Hohlwelle und die Zuleitung in der treibenden Welle der Brennkraftmaschine fortpflanzt. Um bei höheren Drehzahlen überschüssiges Schmieröl aus den Arbeitsräumen, wo es hinderlich ist und die Leistungsaufnahme der Pumpe erhöht, zu entfernen, ist zusätzlich zur Auslaßöffnung oder Auslaßniere eine weitere axiale Entlastungsöffnung in der Stirnwand des Pumpengehäuses vorgesehen, die auf einem möglichst großen Radius im Abstand von der Rotordrehachse, jedoch innerhalb der vom Rotor überstrichenen Fläche liegt. Die radiale Anordnung der Entlastungsöffnung ist deswegen von besonderer Wichtigkeit, weil in Versuchen festgestellt wurde, daß die Anordnung einer oder mehrerer Entlastungsöffnungen oder eines Ringkanals im Bereich der Flügelfußräume (vgl.

DE-GM 78 26 176) nachteilig ist, weil hierdurch der ölabfluß stark erhöht und bei niedrigem ölangebot die Öl-Ansaugleistung verschlechtert wird.

Die Ausbildung des Leitungssystems wird mit Vorteil nach Anspruch 2 ausgeführt. Hierdurch lassen sich eventuelle Fluchtungsfehler zwischen der Antriebswelle und der Hohlwelle der Pumpe einfach ausgleichen, da die Wellen infolge der Verwendung elastischer Dichtringe gegeneinander kardanisch beweglich sind. Außerdem kann der Unterdruck zum Ansaugen des Schmieröls nicht durch Undichtigkeiten zusammenbrechen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und anhand der Zeichnung näher erläutert.

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In der ein Ausführungsbeispiel dastellenden Zeichnung

ί ist:

Fig. 1 ein axialer Teillängsschnitt einer Flügelzellenvakuumpumpe gemäß Schnitt I-I in Fig. 2;

Fig. 2 ein Querschnitt der Pumpe gemäß Schnitt H-II in Fig. 1 .

Die in Fig. 1 in einem Teillängsschnitt dargestellte

< 10 Flügelzellenvakuumpumpe besteht aus dem Pumpengehäuse 1, : welches durch einen Deckel 2, in dem ein Ansaugstutzen

; ausgebildet ist und der durch umfangsverteilte Schrauben

am Gehäuse 1 befestigt ist, dicht verschlossen wird. Das Pumpengehäuse 1 besitzt eine zylindrische Ausdrehung 5 und hat im Gehäuseboden 6 ein hierzu exzentrisch angeordnetes Lagerauge 7 zur Lagerung der Hohlwelle 8 des Rotors 9. In diesem sind vorzugsweise vier Flügel 10 in radialen Führungsschlitzen radial bewegbar angeordnet. Die Flügel 10 sind aus Symmetriegründen gleichmäßig auf dem Umfang des Rotors 9 verteilt, wobei jeweils zwei Führungsschlitze sich diametral gegenüberliegen und benachbarte Flügel 10 ein Rotorsegment von 90° einschließen. Zur Verringerung des Rotorgewichtes sind zwischen benachbarten Flügelschlitzen Materialausnehmungen, beispielsweise Axialbohrungen 11, vorgesehen, die sich von einer Stirnseite des Rotors 9 zur anderen erstrecken.

f Der Gehäuseboden 6 ist an seinem Umfang als Zentrier-

;' flansch 12 ausgebildet, um die Flügelzellenvakuumpumpe

am Gehäuse 13 einer Brennkraftmaschine, insbesondere koaxial zur Nockenwelle 14, befestigen zu können.

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Die Pumpenhohlwelle 8 ist im Gehäuseboden 6 und zusätzlich in einem nicht dargestellten Lager im Deckel 2 gelagert. Sie besitzt im Bereich des Rotors 9 radiale Bohrungen 15, die mit den Flügelfußräumen 16 der Flügelschlitze kommunizieren und durch die an den Flügelfüßen befestigte Koppelstifte 17 eintauchen. Beim Hängenbleiben oder Verklemmen eines Flügels 10 in seiner eingefahrenen Stellung (unterer Totpunkt) wird dieser Flügel 10 vom Koppelstift 17 des gegenüberliegenden Flügels 10 radial auswärts geschoben.

An ihrem aus dem Lagerauge 7 herausragenden Ende 18 ist die Hohlwelle 8 abgeflacht und ragt in eine entsprechende Ausnehmung der Ausgleichkupplung 19 hinein. Die Ausgleichskupplung 19 ist in einem Schlitz 20 an der Stirnseite der Antriebswelle (Nockenwelle 14) zum Ausgleich von Versetzungen, insbesondere Winkelversetzungen der Wellen beweglich und wird formschlüssig mitgenommen.

Das Schmieröl zur Lagerschmierung und Dichtung der Vakuumpumpe wird durch eine Axialbohrung 21 in der Antriebswelle 14 geliefert und durch den in der Pumpe erzeugten Unterdruck angesaugt. Dabei ist zwischen der Antriebswelle und der Hohlwelle 8 der Pumpe ein am Umfang durch elastische Radialdichtringe 22 leckfrei abgedichtetes und in die Antriebswelle 14 und die Hohlwelle 8 hineinragendes Verbindungsrohr 23 vorgesehen. Dieses Verbindungsrohr ist mit einem solchen radialen Spiel durch das Zentrum der Ausgleichskupplung 19 hindurchgesteckt daß die Ausgleichsbewegungen der Wellen nicht behindert werden.

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Der in die Hohlwelle· 8 gelieferte ölstrom wir.d im Bereich des Lagerauges 7 durch eine Düse 24 in die Pumpenhohlwelle 8 eingespritzt. Diese Düse 24 ist jedoch für die Funktion der Schmierölzufuhr in die Hohlwelle 8 der Pumpe nicht unbedingt erforderlich.

Im Gehäuseboden ist neben der Auslaßniere 28 für die Abluft und überschüssiges Schmieröl erfindungsgemäß noch eine Entlastungsbohrung 29 vorgesehen. Diese ist gegen die Auslaßniere winkelversetzt und liegt im Vorevakuierungsbereich der Pumpe. Ihr Abstand vom Lagerauge 7 ist kleiner als der Rotorraäius, so daß sie von der Rotorstirnwand abgedeckt ist. Jedoch korrespondieren der Abstand der Entlastungsbohrung 29 vom Lagerauge 7 und der Radius, auf dem die Axialbohrungen 11 des Rotors 9 liegen, miteinander, so daß das von den Axialbohrungen 11 von der Rotorstirnseite aufgenommene Schmieröl drucklos über die Entlastungsbohrung 29 abfließen kann. Hierdurch wird gewährleistet, daß selbst bei hohen Drehzahlen der Pumpe und starker ölförderung überschüssiges Schmieröl nicht zu einer Erhöhung der Antriebsleistung führt.

Es sei erwähnt, daß die Entlastungsöffnung 29 selbstverständlich auch als Langloch auf dem entsprechenden Radius der axialen Ausnehmungen des Rotors 9 ausgebildet sein kann.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß in einer bevorzugten Ausgestaltung der Flügelzellenvakuumpumpe anstelle der Düse 24 in der Hohlwelle 8 der Pumpe ein ölfilter bzw. ölsieb, vorzugsweise in der Art einer Filterkerze, angeordnet ist, um gegebenenfalls vom ölstrom mitgeführte Schmutzpartikel abzuscheiden und zu verhindern, daß diese sich in den Führungsschlitzen der Flügel 10 festsetzen und zum Verklemmen eines Flügels 10 im Rotor 9 führen.

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/ I	1	BEZUGSZEICHENAÜFSTELLUNG
(■■ C f.	2	Pumpengehäus e
	3	Deckel
I;	4	Ansaugstutzen
	5	Schrauben
	6	Ausdrehung
	7	Gehäus eboden
	8	Lagerauge
	9	Hohlwelle
	10	Rotor
	11	Flügel
	12	Axialbohrung, Ausnehmung
	13	Zentrierflansch
	14	Gehäuse der Brennkraftmaschine
	15	Nockenwelle, Antriebswelle
	16	Bohrungen der Hohlwelle
	17	Flügelfußraum
	18	Koppel stift
	19	abgeflachtes Ende der Hohlwelle
	20	Ausgleichskupplung
	21	Schlitz
	22	Axialbohrung der Nockenwelle
	23	Radialdichtung
	24	Verbindungsrohr
	Düse

27 Ringkanal

28 Auslaßniere

29 Entlastungsbohrung

Claims (3)

barmag Banner Maschinenfabrik Aktifengesellisdhhft Sitz Reinscheid, Bundesrepublik Deutschland 0-1411 - 1 - Ansprüche

1. Flügelzellenvakuumpumpe,

insbesondere für Servoverbraucher wie Bremskraftverstärker oder dergleichen an Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Pumpengehäuse (1) exzentrisch gelagerten Rotor (9), in dem mindestens ein Flügelpaar (10) in Schlitzen geführt ist,

bei welcher Pumpe der Rotor (9) auf einer Hohlwelle (8) sitzt,

d*e von einer treibenden Welle (14) durch eine Kupplung (19) angetrieben und mit öl versorgt wird und bei der das öl L·* die Flügelfußräume (16) gelangt und durch eine axiale öffnung (28) im Gehäuse boden (6) des Pumpengehäuses (1) ausgeschoben und in einen ölsumpf der Antriebsmaschine zurückgeführt wird,

mit dem Kennzeichen:

a) In der Hohlwelle (8) der Pumpe und in der treibenden Welle (14) der Antriebsmaschine sitzt ein an seinen Enden durch Radialdichtungen (22) leckfrei abgedichtetes Verbindungsrohr (23);

b) im Gehäuseboden (6) des Pumpengehäuses (1) ist eine axiale, vom Rotor (9) überstrichene Entlastungsöffnung (29) zum Abfluß überschüssigen Öls angeordnet;

c) der Abstand der Entlastungsöffnung (29) von der Rotordrehachse im Gehäuseboden (6), ist gleich dem Abstand der Rotordrehachse von vorzugsweise zylindrischen

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) Ausnehmungen (11) des Rotors (9), die sich in den

Sektoren zwischen den Führungsschlitzen der Flügel (10)

■ ' und zwischen den beiden Stirnseiten des Rotors (9) in

ι axialer Richtung erstrecken.

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¥

2. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 1,

; mit dem Kennzeichen:

Die treibende Welle (14) der Antriebsmaschine ist

|i mit der Hohlwelle (8) der Pumpe durch eine Ausgleichs-

kupplung (19) verbunden, durch die das zu den Wellen

(8, 14) im wesentlichen koaxiales Verbindungsrohr

(23) mit radialem Spiel zur Kupplung (19) hindurchgeführt

ist.

3. Flügelzellenvakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

mit dem Kennzeichen:

Die Entlastungsöffung (29) liegt im Saugbereich der Pumpe und ist in Drehrichtung des Rotors (9) gesehen gegenüber dem unteren Totpunkt des Flügelhubes zwi
versetzt.

hubes zwischen 45° und 90°, vorzugsweise 60°, winkel-