DE8533392U1

DE8533392U1 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: DE8533392U1
Application number: DE19858533392
Authority: DE
Original assignee: Barmag AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1987-04-02

Description

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Flügelzellenpumpe

Eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff ist bekannt durch die europäische Anmeldung 0 120 993 (Bag. 1312).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese bekannte Flügelzellenvakuumpumpe als Trockenläuferpumpe auszubilden. Darunter wird eine Pumpe verstanden, die zumindest in ihren pneumatischen Teilen nicht geschmiert werden muß und die daher den Vorteil hat, daß die Abluft ölfrei ist.

Durch die Offenlegungsschriften -sQ 14 519 und 30 14 520 sind Flügelzellenvakuumpumpen bekannt, bei denen auf dem Umfang des Gehäuses ein frei drehbarer Ring liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die Schleifgeschwindigkeit der Flügelenden sehr wesentlich herabgesetzt wird. Diese Maßnahme ist allerdings nicht anwendbar für sog. Außenläuferpumpen, bei denen das Gehäuse gleichzeitig Flügelträger und Rotor ist und den Stator exzentrisch einschließt. Denn in diesem Falle liegen Zu- und/oder Ableitung vorzugsweise im Stator und münden auf · dessen Umfangsflache. Die Hülse würde mithin die Öffnung von \

Zu- bzw. Ableitung versperren. .;

Durch die in Anspruch 1 angegebene Lösung wird dieses ;

Problem gelöst und es wird erreicht, daß die mit dem Gehäuse umlaufenden Flügel gegenüber dem Stator bzw. dem darauf frei drehbar gelagerten Ring eine lediglich geringe Relativbewe- S gung haben, so daß eine Ölschmierung entfallen kann. Der ■ drehbare Ring kann in einer geeigneten Gleitlagerung, z.B. Luftlagerung oder Wälzlagerung (z.B. Nadellager mit fettgeschmiertem Käfig), gelagert werden. Jedenfalls ist es möglich, die Lagerung des Ringes so auszugestalten, daß sie mehrere tausend Betriebsstunden ohne Schmiermittelzufuhr von außen auskommt.

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Bei dieser Pumpe liegen der Einlaß und der Auslaß vorzugsweise im Stator, und es ist vorgesehen, daß zumindest einer dieser Kanäle auf der Oberfläche des Stators münden und daß der drehbare Ring in der Normalebene dieser Mündung eine Serie von in Umfangsrichtung eng begrenzten Schlitzen aufweist. Durch diese Schlitze wird das Pumpeninnere mit dem Luftkanal (Saugluft oder Abluft) verbunden. In Ümfangsrichtung sind die Schlitze so schmal, daß ein Kurzschluß zwischen den einander nachfolgenden» durch die Flügel begrenzten Saugzellen nicht stattfindet. Vorzugsweise sind die Schlitze sind in ihrer Weite in Ümfangsrichtung derart begrenzt, daß die Flügel mit positiver überdeckung auf den Schlitzen aufliegen.

Aus der Aufgabenstellung ergibt sich weiterhin das Problem der Lagerung des Rotors. Zur Lösung dieses Problems ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung der Stator auf einem in das Gehäuse hineinragenden Zapfen gelagert, und das Gehäuse selbst ist stirnseitig mit der Welle drehfest verbunden. Die Welle selbst durchdringt den Zapfen konzentrisch und ist in dem Zapfen gelagert. Der Zapfen weist an seinem freien Ende, d.h. im Pumpeninneren eine Dichtung gegenüber der Welle auf und ist im übrigen mit einer Gleitlagerung für die Welle versehen. Diese Gleitlagerung wird von der Einspannseite des Zapfens her ölgeschmiert. Bei dieser Ausgestaltung gelingt es, eine Trockenläuferpumpe zu schaffen, bei der im Trockenbereich hohe Reibgeschwindigkeiten vermieden werden und bei der andererseits die Rotorlagerung, bei der hohe Relativgeschwindigkeiten unvermeidbar sind, flüssigkeitsgeschmiert wird, ohne daß hierdurch die Eigenschaft als Trockenläuferpumpe beeinträchtigt wird.

Zur Ölzufuhr eignet sich bei Kraftfahrzeugen insbesondere die Welle des Rotors, in der eine Sacklochbohrung vorgesehen ist, die mit einem Strang der Schmierolversorgung des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt;

Fig. 2 einen Normalschnitt des Ausführungsbeispiels; Fig. 3 eine Ansicht des drehbaren Ringes;

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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Flansch 1 vorgesehen, der z.B. an eine Schmierölpumpe angeflanscht werden kann. Der Flansch 1 besitzt einen hohlgebohrten Zapfen 2. In der Bohrung des Zapfen 2 liegt die Gleitlagerung 39 für die drehbar gelagerte Welle 10. Am Ende der Welle 10 sitzt der Rotor mit Gehäusedeckel 5, Gehäusemantel 7 und Gehäusedeckel 6. Die Gehäusedeckel 5 und 6 schließen in Achsrichtung und das Gehäuse 3 schließt in Umfangsrichtung den Stator 4 ein. Der Gehäusemantel 7 besitzt eine Lauffläche, die das Gehäuse als Riemenscheibe verwendbar macht.

Der Stator 4 ist auf dem Zapfen 2 exzentrisch befestigt. Der Stator 4 hat vorzugsweise einen kreiszylindrischen Querschnitt und ist mit einer Panzerbuchse 22 versehen.

In dem Gehäuse 3, und zwar in dessen Gehäusemantel 7 sind Schwenkflügel 9 in Ausnehmungen 8 mit Schwenkzapfen 11 schwenkbar gelagert. Es sei erwähnt, daß die axiale Länge der Flügel gleich der axialen Länge des Stators gleich der axialen Weite zwischen den Gehäusedeckeln 5, 6 ist.

Die Schwenkflügel werden durch Federn 12 nach innen verschwenkt. In ihrer radial äußersten Schwenklage verschwinden die Schwenkflügel in den Ausnehmungen 8 des Gehäusemantels 7. Mit ihrem freien Ende 21 (Flügelkopf) gleiten die Flügel auf dem Ring 13, der auf dem Stator frei drehbar gelagert

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ist. Es ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, daß der Stator 4 derart exzentrisch gelagert ist, daß der Ring 13 mit dem Gehäusemantel an einer Seite einen nur geringen Dichtspalt bildet (Fig. 2, oben). Dadurch bildet der Ring 13 in dem inneren Gehäusemantel einen mondfÖrmigen Innenraum, der durch die Schwenkflügel 9 in einzelne Zellen eingeteilt wird, die mit der Rotation des Gehäuses 3 stetig größer und Ir 1 &agr; in a ir t*i^ tr rk a r\

Der Ring 13 ist auf dem Stator 4 in Nadelrollenlagern gelagert. Hierfür weist der Ring 13 - wie die Fig. 3 zeigt - in seinem Inneren eine umlaufende Nut 14 auf. In dieser Nut liegt der Käfig eines Nadelrollenlagers 19. Die Nadeln rollen auf der geeigneten Panzerbuchse 22 des Stators 4.

Und nun zur Luftzufuhr und Luftabfuhr: Der Zapfen 2 weist axial zwei Bohrungen auf. Die eine Bohrung 16.1 ist über den Radialkanal 16.2 im Flansch 1 mit der Saugleitung 16 verbunden. Die andere Bohrung 17.1 ist über den Radialkanal 17.2 mit dem Luftauslaß verbunden. Am freien Ende des Zapfens 2 befindet sich überdies eine Ausdrehung 23> in welcher eine Dichtung 20 liegt. Die Bohrungen 16.1 und 17.1 sind im Bereich dieser Ausdrehung 23 durch Stopfen 23 bzw. 24 verschlossen.

Die Saugbohrung 16.1 steht durch radiale Öffnung 25 sowie durch Ausnehmung 26 des Stators 4 und Saugöffnung 27 der Panzerbuchse 22 mit dem Saugbereich des Gehäuseraumes in Verbindung. Zu erwähnen ist, daß sich das Loch 22 über einen Teilbereich des Umfangs der Panzerbuchse 22 erstrecken kann.

Die Bohrung 17.1 steht über die radiale Öffnung 28 im Zapfen 2 sowie durch Radialbohrung und Ausnehmung 29 im Stator 4 und Auslaßöffnung 30 in Panzerbuchse 22 mit dem Auslaß-

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bereich des Gehäuseinnenraums in Verbindung. Auch die Auslaßöffnung 30 in der Panzerbuchse 22 kann sich i'ber einen Teilbereich des ümfanges erstrecken. In der Ausnehmung 29 des Stators 4 liegt ein Rückschlagventil 18, das als Detail in Fig. 4 dargestellt ist. Es besteht aus einer Lochplatte 31, einem gummielastischen Ventilpilz 32 und einer Stützplatte 33, auf der der Pilzhut des Ventils 32 beim Öffnen abrollen kann.

Der Ring 13 weist nun auf einer Seite die Saugschlitze 36 und auf der anderen Seite die Auslaßschlitze 37 auf. Diese Schlitze 36 und 37 sind so angelegt, daß sie jeweils mit der Säugöffnung 27 in der Panzerbuchse 22 und der Auslaßöffnung 30 in der Panzerbuchse 22 kämmen. Im üorigen sei hervorgehoben, daß der Ring in dem Bereich beidseits des Nadellagers mit nur sehr geringem Dichtspalt an dem Rotor anliegt, so daß gerade die freie Drehbarkeit gewährleistet ist. Zu erwähnen ist noch, daß in ümfangsrichtung und/oder auch Axialrichtung beidseits der Saugöffnung 27 und/oder der Auslaßoffnung 30 der Panzerbuchse 22 Dichtleisten angeordnet sein können, die die Abdichtung übernehmen.

Die Flügelköpfe 21 und die Schlitze 36, 37 sind nun in Umfangsrichtung so dimensioniert, daß über die Schlitze kein Kurzschluß zwischen den Zellen stattfindet. Daher sind die Flügelköpfe im wesentlichen in Umfangsrichtung so breit wie die Schlitze. Vorzugsweise besteht eine positive Überdeckung der Flügelköpfe 21 gegenüber den Schlitzen 36 bzw. 37.

Die Gleitlagerung 39 der Pumpe wird durch Bohrung 15 mit Schmieröl versorgt, das z.B. von einer Druckölpumpe kommen kann, die man mittels der Pu- nach dieser Erfindung über Welle 10 antreiben kann. Hierzu ist das freie Ende der Bohrung 15 durch eine Kugel 34 verschlossen. Die Bohrung mündet durch Radialkanal 35 in der Gleitlagerung.

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Durch die Ausdrehung am freien Ende des Zapfens 2 und die darin liegende Dichtung 20 wird verhindert, daß das Schmieröl aus der Gleitlagerung 39 in das Pumpengehäuse gelangt, ohne daß die Gefahr besteht, daß Schmieröl in die Abluft
gelangt oder zu Verunreinigungen führt.

Zur Funktion:

Die Flügelzellenvakuumpumpe wird von einem Antriebsmotor, z.B. dem Kraftfahrzeugmotor aus durch Treibriemen, der das Gehäuse bzw. den Gehäusemantel 7 teilumschlingt, angetrieben. Dabei ist das Gehäuse in der Welle 10 gelagert mit dem Vorteil, daß in der Gleitlagerung 39 infolge des geringen Durchmessers geringe Relativgeschwindigkeiten auftreten. Bei der Drehung des Gehäuses führen die Flügel 9 eine Schwenkbewegung um die Schwenkachsen 11 aus.

Die Flügel werden durch die Druckfedern 12 radial nach innen gedrückt. Dabei gleiten die Flügeköpfe 21 auf dem Ring 13, die auf dem Stator 4 frei drehbar gelagert ist.
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Es sei erwähnt, daß in der Ausnehmung 26 des Stators auch ein in Saugrichtung öffnendes Rückschlagventil liegen kann.

Dabei entsteht auf der Saugseite ein Unterdruck. Folglich wird über die Saugschlitze 36, die mit der Saugöffnung 27 kämmen, Luft angesaugt.

Ebenso wird die Luft auf der Auslaßseite über die Auslaßschlitze 37 des Ringes 13 sowie die Auslaßöffnung 30 in der Panzerbuchse 22 in den Auslaßkanal gefördert. Im Ende des Auslaßkanals 17 sitzt ein Sieb 38.

Der Ring 13 wird durch die Flügel in Umdrehung vesetzt,

wobei sich eine mittlere Geschwindigkeit einstellt. Die

Flügelköpfe 21 führen gegenüber dem Ring lediglich eine

geringfügige Relativbewegung aus, die sich aus der Schwenkbewegung der Flügel ergibt.

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Aus diesem Grunde ist eine Schmierung nicht erforderlicn. Für das Nadellager 19 des Ringes 13 genügt die Dauerschmierung, die vom Wälzlagerhersteller vorgesehen ist, um eine ausreichend hohe Lebensdauer zu gewährleisten.

Die Gleitlagerung 28 der Welle 10 ist dagegen ölgeschmiert.

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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1 Flansch

2 Zapfen

3 Gehäuse, Rotor

4 Stator

5 Gehäusedeckel, Rotordeckel

6 Gehäusedeckel, Rotordeckel

7 Rotormantel, Gehäusemantel

8 Ausnehmung, Ausbuchtung

9 Flügel, Schwenkflügel

10 Welle

11 Zapfen, Schwenkbolzen

12 Feder

13 Ring

14 Nut

15 Ölzufuhrleitung

16 Ansaugleitung, Saugleitung, Saugkanal

17 Luft-Abfuhrleitung, Abluftleitung, Luftkanal

18 Rückschlagventil

19 Nadellager

20 Dichtung

21 Flügelkopf, freies Ende des Flügels

22 Panzerbuchse

23 Stopfen

24 Stopfen

25 Öffnung

26 Ausnehmung

27 Loch, Saugöffnung

28 Öffnung

29 Radialbohrung, Ausnehmung 3G Loch, Auslaßöffnung

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31	Lochplatte
32	Ventilpilz
33	Stützplatte
34	Kugel
35	Radialkanal
36	Saugschlitze
37	Auslaßschlitze
38	sieb
39	Gleitlagerung, Bohrung
40	Ritzel
41	Ölpumpe
42	Innenzahnkranz
43	Einlaß
44	Auslaß
45	Gehäuse
46	Schmierölnut
47	Radialbohrung
48	Flansch
49	Keil

Claims

barmag Barmer Masch'i'nehfabrife 'Aktiengesellschaft Sitz Remscheid, Bundesrepublik Deutschland 0-1499 - 1 - Ansprüche

1. Flügelzellenpumpe (FZP),

insbesondere zur Erzeugung eines Vakuums für die Bremskraftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder mit Otto-Einspritzmotoren,

mit einem innen liegenden Stator (4) und einem drehbaren Gehäuse (3),

wobei das Gehäuse (3) auf seinem Innenmantel einseitig schwenkbar gelagerte Flügel (9) in Ausbuchtungen (8) trägt,

welche Flügel im eingeschwenkten Zustand in den Ausbuchtungen außerhalb des Hüllzylinders des Innenmantels verschwinden und durch Federkraft mit ihrem freien Ende zur Anlage an den zylinderförmigen Stator (4) verschwenkt werde-,

dadurch gekennzeichnet, daß

auf dem Stator (4) ein zylindrischer Ring (13) frei drehbar gelagert ist.

2. FZP nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

einen Luftkanal (Saugluft und/oder Abluft), der auf der Oberfläche des Stators mündet und durch eine Serie von in (Jmfangsrichtung eng begrenzten Schlitzen (36, 37), die sich in Achsrichtung im Bereich der Mündung des Luftkanals befinden.

ft.

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3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze - in Achsrichtung gesehen - außerhalb des Lagerbereiches des Ringes liegen.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) an einer Stirnseite mit der /^eIIe (7) verbunden ist, die den Stator (4) durchdringt und in diesem gelagert ist.

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle einen Schmierolkanal aufweist, und daß der Lagerbereich an der Seite des Gehäusedeckels (5) abgedichtet ist.

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