DE8536125U1

DE8536125U1 - Injection-molded thermoplastic working slide or vanes for a vane vacuum pump

Info

Publication number: DE8536125U1
Application number: DE19858536125
Authority: DE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-12-21
Filing date: 1985-12-21
Publication date: 1986-03-06

Description

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Aus einem thermoplastischen Kunststoff spritzgegossener ArbcltsschieberWork slide injection-molded from a thermoplastic material oder Flügel für eine Flügelzellen-Vakuumpumpeor blades for a vane vacuum pump

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Die Neuerung betrifft einen aus einem thermoplastischen Kunststoff spritzgegossenen Arbeitsschieber oder Flügel der im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 genannten Art.The innovation relates to an injection-molded from a thermoplastic material Working slide or wing of the preamble of claim 1 mentioned Art.

Derartige Flügelzellen-Vakuumpumpen, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 26 31 oder aus den DE-OS 26 29 337, 27 12 480 oder 27 37 659 bekannt sind, gewinnen ständig mehr an Bedeutung, u. a. deshalb, weil die Zahl der mit einem Dieselmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeuge zunimmt.Such vane vacuum pumps, such as those from DE-PS 26 31 or are known from DE-OS 26 29 337, 27 12 480 or 27 37 659, are becoming more and more important, inter alia. this is because the number of automobiles equipped with a diesel engine is increasing.

An die Passgenauigkeit und die Standfestigkeit der Pumpenelemente, insbesondere des Pumpenrotors und der in diesem verschieblich gelagerten Arbeitsschieber bzw. Flügel werden sehr hohe Ansprüche gestellt, weil die Flügelzellen-Vakuumpumpen b*3i ihrem Einsatz in einem Kraftfahrzeug einerseits sehr hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und andererseits von ihnen eine der allgemeinen Lebenserwartung eines Kraftfahrzeugs entsprechende störungsfreie Laufzeit erwartet wird. Da diese Flügelzellen-Vakuumpumperi u. a. zur Versorgung des Bremskraftverstärkers mit Unterdruck dienen, stellen sie eines der für die Sicherheit des Fahrzeugs besonders wichtigen Aggregate dar.The accuracy of fit and the stability of the pump elements, in particular of the pump rotor and the slidably mounted working slide or vanes are made very high demands, because the vane vacuum pumps b * 3i their use in a motor vehicle on the one hand are exposed to very high mechanical and thermal loads and, on the other hand, one of the general life expectancy of a Motor vehicle corresponding trouble-free running time is expected. Since these vane vacuum pumps i.a. to supply the brake booster serve with negative pressure, they represent one of the most important units for the safety of the vehicle.

Um diese Anforderungen zu -erfüllen, müssen Gehäuse, Rotor und Flügel bezüglich ihrer Materialeigenschaften und Abmessungen, insbesondere ihrer Toleranzen auf das genaueste aufeinander abgestimmt sein wobei U. a. auch ihr Langzeitverhalten von Bedeutung ist,In order to meet these requirements, the housing, rotor and vanes must be matched to one another as precisely as possible with regard to their material properties and dimensions, in particular their tolerances. their long-term behavior is also important,

Vorsitzender Vorstand Claus Borgward Br |uf WoKgäng R Habbel VOLKSWAGEN Telefon (0B361190Chairman of the Board of Management Claus Borgward Br | uf WoKgangs R Habbel VOLKSWAGEN Telephone (0B361190

dos Aulsichlsiats Di rer pol Cell H Hahn. Kod-Hoinz Bnam Dr Ing E h Günter Hattv/ich Aktiengesellschaft oder bei Durchwahldos Aulsichlsiats Di rer pol Cell H Hahn. Kod-Hoinz Bnam Dr Ing E h Günter Hattv / ich Aktiengesellschaft or with extension

KaM Gustaf Ratjen Vorsitzender P(pf Ot- Jgcrjn. ,Ejnst.fjala _t Or [ej pol, Werner P Schmidt SiIi Wollsburg 9 und HausappatatKaM Gustaf Ratjen Chairman P (pf Ot- Jgcrjn., Ejnst.fjala _t Or [ej pol, Werner P Schmidt SiIi Wollsburg 9 and Hausappatat Horst fi'ürjzner, ·Dr.<\uf: Peter Fieri · ·· Dr»ref<p»l Roll Selowsky Amtsgericht Wollsburg Telete* 53619-O=VWWHorst fi'ürjzner, Dr. <\ uf : Peter Fieri · ·· Dr »ref <p» l Roll Selowsky District Court Wollsburg Telete * 53619-O = VWW

stellv Vorsitzender ..***» ".ί ι S .'"'. HRB215 Telex 9 586-0 vww dDeputy Chairman .. *** »" .ί ι S. '"'. HRB215 Telex 9 586-0 vww d

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Viährend die Flügel und der Rotor früher im allgemeinen aus Stahl gefertigt wurden, werden heute aus Sintermetall hergestellte Rotoren bevorzugt» Als Material für die in den Rotörschlitzen verschieblich gelagerten Arbeitsschieber bzw. Flügel haben sich - z, B. in Flügelzellen«Vakuumpumpen der DE-OS 27 37 659 - glasfasergefüllte thermoplastische Phenolharze großserienmäßig bewährt.Whereas in the past the blades and rotor were generally made of steel rotors made of sintered metal are preferred today. »Vacuum pumps have proven to be the material for the working slides or vanes, which are movably mounted in the rotor slots, for example in vane cells DE-OS 27 37 659 - glass fiber-filled thermoplastic phenolic resins have been tried and tested in large-scale production.

Diese Arbeitsschieber bzw. Flügel werden i. a. spritzgegossen, mitunter auch gepreßt, und anschließend an ihren beiden Stirnseiten, d. h, an ihren jeweils mit dem Kammerboden bzw. Kammerdeckel zusammenwirkenden Flächen mechanisch, z. B. durch Schleifen nachgearbeitet, um die für einen guten Wirkungsgrad erforderliche hohe Längen- und Winkelmaßgenauigkeit zu erzielen. Bei einer Flügellänge von z. B. f&wa 45 mm wird dabei z.B. eine Genauigkeit von etwa -0,03 mm gefordert. Diese mechanische Nacharbeit erfordert also eine große Präzision, die entsprechende Präzisiöonswerkzeuge und entsprechend qualifizierte Fachkräfte voraussetzt.'This working slide or wing are i. a. injection molded, sometimes also pressed, and then on both front sides, d. h, at their each cooperating with the chamber bottom or chamber lid Mechanical surfaces, e.g. B. reworked by grinding in order to achieve the high length and angle accuracy required for good efficiency to achieve. With a wing length of z. B. f & wa 45 mm is e.g. an accuracy of about -0.03 mm is required. This mechanical reworking requires great precision, the corresponding precision tools and requires appropriately qualified specialists. '

Um eine möglichst effektive Pumpenfunktion zu erzielen, ist man bestrebt, die wirksamen Spalte zwischen den Arbeitsschieber- bzw. Flügelstirnflächen einerseits und den Pumpenraum-Stirnflächen andererseits möglichst gering zu halten. Dabei muß einerseits bedacht werden, daß die Kunststoff-Arbeitsschieber im Verlaufe ihrer Lebenszeit spürbar schrumpfen, was an sich für die neue Flügelzellen-Vakuumpumpe möglichst kleine konstruktive Spalte als erstrebenswert erscheinen läßt, um so noch ausreichend kleine Spalte auch am Ende der Lebenszeit zu gewährleisten. Andererseits muß berücksichtigt werden, daß die bekannten Kunststoff-Arbeitsschieber aufgrund ihres höheren Ausdehnungskoeffizienten während des Betriebes eine wesentlich größere Längenausdehnung erfahren als das im allgemeinen aus Grauguß gefertigte Pumpengehäuse oder der gesinterte Rotor, was an sich durchaus etwas größere Spalte als wünschenswert erscheinen ließe, um den erforderlichen Freigang zwischen den Arbeitsschiebern und dem Pumpengehäuse sicherzustellen.In order to achieve the most effective pump function possible, the aim is to the effective gaps between the working slide or vane end faces on the one hand and the pump chamber end faces on the other hand are as small as possible to keep. On the one hand, it must be borne in mind that the plastic working slide noticeably shrink over the course of their lifetime, which in itself is the smallest possible constructive gap for the new vane vacuum pump appears to be worth striving for in order to ensure that the gaps are still sufficiently small even at the end of the lifetime. On the other hand must be taken into account be that the known plastic working slide due to their higher Expansion coefficients experience a significantly greater linear expansion during operation than that which is generally made of gray cast iron Pump housing or the sintered rotor, which in itself would appear to be somewhat larger gaps than desirable, in order to provide the required clearance between the working slides and the pump housing.

Diese einander zuwider laufenden Anforderungen lassen sich nur durch eine präzise mechanische Bearbeitung der Arbeitsschieber unter Verwendung enger Toleranzen erfüllen.These contradicting requirements can only be passed through meet a precise mechanical processing of the working slide using narrow tolerances.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Arbeitsschieber bzw* Flügel der im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 genannten Art so auszubilden _t daß unter Beibehaltung· zumindest der üblichen Standfestigkeit und zumindest der gewohnten Effektivität der Förderleistung der Fertigungsaufwand für die Arbeitsschieber verringert wird oder aber bei etwa gleichbleibendem Fertigungsaufwand das Leistungsvermögen der Pumpe erhöht wird.The novelty is the object of working slide or * _t form wing of the type mentioned in the preamble of patent claim 1 so that at least the usual stability and at least the usual effectiveness is decreased the capacity of the manufacturing expense for the working slide while maintaining · or at an approximately constant production outlay the performance of the pump is increased.

DiSSS Aufgäbe Wird ttuUSrungSgenjMß durch die kennzeichnenden riörkiüäle uSS Schutzanspruchs 1 gelöst.This task is tuUSrungSgenjMß by the characteristic riörkiüäle uSS Protection claim 1 solved.

Neuerungsgemäß werden die Arbeitsschieber also aus einem thermoplastischen Polyaetherimid, vorzugsweise mit 10 bis 40 % Füllstoffanteil, hergestellt.According to the innovation, the working slide is made from a thermoplastic Polyetherimide, preferably with 10 to 40% filler content, produced.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind in Γ an Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the innovation are specified in subclaims.

Die Verwendung eines thermoplastischen Polyaetherimids, insbesondere eines etwa 10 bis 40 % glasfasergefüllten Polyaetherimids schafft die überraschende Möglichkeit, auf die fertigungstechnisch aufwendige und sehr kostenintensive mechanische Nachbearbeitung der im Spritzgußverfahren hergestellten Arbeitsschieber zu verzichten und trotzdem die für einen guten Wirkungsgrad erforderlichen betriebsmäßigen kleinen Spalte über die ganze Lebensdauer der Arbeitsschieber bzw. der Flügelzellen-Vakuumpumpe sicherzustellen. The use of a thermoplastic polyetherimide, especially one about 10 to 40% glass fiber-filled polyetherimide creates the surprising one Possibility of doing without the technically complex and very costly mechanical post-processing of the work slide produced by the injection molding process and still doing the necessary for good efficiency to ensure operational small gaps over the entire service life of the working slide or the vane vacuum pump.

Die sogenannte V/erkzeugschwindung und die Nachschwindung der Arbeitsschieber aus thermoplastischem Polyaetherimid ist sehr gering, im Vergleich zu Arbeitsschiebern aus thermoplastischen Phenolharzen um den Faktor 5 bis 10mal kleiner. Auch der Ausdehnungskoeffizient ist geringer. Das eröffnet die Möglichkeit, das Toleranzfeld für die Arbeitsschieber spürbar zu vergrößern und sich bei der Fertigung von z. B. 45 mm langen Arbeitsschiebern mit einer Spritzgenauigkeit von -0,05 mm zu begnügen.The so-called tool shrinkage and the post-shrinkage of the working slide made of thermoplastic polyetherimide is very low, compared to work slides made of thermoplastic phenolic resins by a factor of 5 to 10 times smaller. The expansion coefficient is also lower. This opens up the possibility of noticeably increasing the tolerance field for the working slide and in the production of z. B. 45 mm long working slide with an injection accuracy of -0.05 mm.

Die Verwendung eines thermoplastischen Polyaetherimids bietet jedoch nicht nur den Vorteil, auch ohne mechanische Nachbearbeitung der Arbeitsschieber effektive und leistungsstarke Flügelzellen-Vakuumpumpen fertigen zu können, es wird gleichzeitig auch die Schlagzähigkeit sowie die Biegefestigkeit der Arbeitsschieber im Vergleich zu bekannten Kunststoff-ArbeitsschiebernHowever, the use of a thermoplastic polyetherimide does not offer only the advantage of being able to manufacture effective and powerful vane vacuum pumps without mechanical reworking of the working slide, At the same time, the impact strength and flexural strength of the working slide compared to known plastic working slide is also increased

* I I tit* I I tit

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wesentlich verbessert* Beispielsweise ergibt sich für Arbeitsschieber aus einem thermoplastischen_vPolyaetherimid mit 30 % Glasfaseranteil eine Schlagzähigkeit von mehr* als 7 kJ/m^z und eine Biegefestigkeit von mehr als 160 N/mm^a im Vergleich zu nur etwa 3,5 kJ/m² bzw. nur 90 N/mm^z von Arbeitsschiebern äUs thermoplastischem Pheflölhärz, wobei diese wegen der höhen NächschwindUng Vor ihrer mechanischen Nachbearbeitung noch 24 Stuhdeh bei 150° C getempert wurden, substantially improved * For example, results for working slide from a thermoplastic _v polyetherimide with 30% glass fiber has an impact strength of greater * than 7 kJ / m ^z and a bending strength of more than 160 N / mm ^a compared to only about 3.5 kJ / m ² or only 90 N / mm ^z of working slides made of thermoplastic resin, whereby these were tempered for 24 hours at 150 ° C because of the higher shrinkage before their mechanical post-processing ,

Eine höhere Schlagzähigkeit und eine höhere Biegefestigkeit ermöglicht höhere Pumpendrehzahlen bzw. höhere Pumpenleistungen, wodurch der mögliche Einsatzbereich von derartigen Fiügeizelieh-Vakuumpumpen weiter vergrößert wird,A higher impact strength and a higher flexural strength allows higher pump speeds or higher pump outputs, which further increases the possible area of application of such Fiugtizelieh vacuum pumps will,

Claims

1. Working valve injection-molded from a thermoplastic material or wing for a particularly used to generate a vacuum for a vacuum brake booster of a motor vehicle Vane vacuum pump in which in a rotor chamber of a pump housing a cylindrical rotor is mounted eccentrically, which carries sliding working slides in slots, which seal against the inner peripheral wall of the rotor chamber are pressed, characterized in that the working slide is made of a thermoplastic polyetherimide, preferably with 10 to 40% filler content.

2. Working slide according to protection claim 1,

characterized in that the filler consists of fibers, preferably Consists of glass fibers.

3. Working slide according to protection claim 1 or 2,

characterized in that it is designed as a pure injection molded part is.

Volsiuender des AufsichlsratS Karl Gustal RätjenVolsiuender of the Supervisory BoardS Karl Gustal Rätjen

Vorstand Claus Borgward Dl jur Wolfgang R HabbelBoard member Claus Borgward Dl jur Wolfgang R Habbel

Dr rer pol Carl H Hahn. Karl-Heini Briarn Ur -log ί h Günter HartwichDr rer pol Carl H Hahn. Karl-Heini Briarn Ur -log ί h Günter Hartwich

Vorsitzender Prpl Qr, Je_#cha Ernsl flala Dr rer pol.Werner P SchmidtChairman Prpl Qr, Je _# cha Ernsl flala Dr rer pol.Werner P Schmidt

Holst Münzner. iDi (UdPeloi Frotä · ' ι iDrtrer «pol Roll SelowskyHolst Münzner. iDi (UdPeloi Frotä · ι iDrtrer «pol Roll Selowsky

stellvVoisilzender .".'*'. '.'.·'. DeputyVoisilzender. ". '*'. '.'. · '. '. .'"'.'. . '"'.

VOLKSWAQEfJ Aktiengesellschaft Sill! Wollsburg Amtsgericht Wollsburg HfiS2i5VOLKSWAQEfJ Corporation Sill! Wollsburg Wollsburg District Court HfiS2i5

Telefon (053 61) 90 Oder bei Durchwahl 9 und Hausapparet Telolex 53619-O=VWW Telex 9 586Ό vww d Telefax (0536t) 928282Telephone (053 61) 90 Or with extension 9 and house telephone Telolex 53619-O = VWW Telex 9 586Ό vww d Fax (0536t) 928282