EP1134417B1 - Verdrängerpumpe - Google Patents

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EP1134417B1
EP1134417B1 EP01104428A EP01104428A EP1134417B1 EP 1134417 B1 EP1134417 B1 EP 1134417B1 EP 01104428 A EP01104428 A EP 01104428A EP 01104428 A EP01104428 A EP 01104428A EP 1134417 B1 EP1134417 B1 EP 1134417B1
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EP
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vane
displacement pump
positive
housing interior
drive shaft
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Willi Dipl.-Ing. Schneider
Peter Jeschonnek
Reiner Schmid
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Bayerische Motoren Werke AG
Joma Hydromechanic GmbH
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Bayerische Motoren Werke AG
Joma Hydromechanic GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a positive displacement pump with a wing to separate the two chambers in the housing space of the pump housing, with the features of the preamble of Claim 1.
  • Fig. 2A already shows a positive displacement pump known, the two chambers of the pump housing space separating, positively guided wing both ends one in the longitudinal direction of the wing movably guided and on the inner peripheral wall of the Carrying sealing strip adjacent to the housing.
  • these are in Cross-section T-shaped, the T-bar on the outside is convex in cross section and accordingly the Only touches the peripheral wall along a surface line.
  • the middle ledge is with one in the wing Longitudinal groove formed on the face in the longitudinal direction of the wing brought into engagement so that the sealing strips when the drive shaft rotates under the action of centrifugal force automatically on the inner wall of the housing invest.
  • Positive displacement pumps of this embodiment are therefore suitable e.g. not for the evacuation of a brake booster a motor vehicle, since in this case even small ones Speeds an evacuation must be ensured.
  • a positive displacement pump is known from US-A-1,972,864, in which the wing is divided into two and the two wing parts pushed apart by a spring arranged between them so that they are on the inner peripheral surface issue.
  • a vane pump known, which also has a divided wing, the facing ends of the wing parts teeth and have tooth gaps over which they interlock to grab.
  • the two are Wing parts do not end at their facing each other sufficient against attacking on the wing tips Supported tangential forces.
  • the object underlying the invention now exists in specifying a positive displacement pump in which the Wing parts against forces acting on the wing tips are better supported.
  • the wing construction according to the invention makes it unnecessary a sliding arrangement of sealing strips on the Wing ends in the longitudinal direction of the wing, which e.g. in the DE-A-41 07 720 is disclosed.
  • a displacement pump according to Figures 1 and 2 comprises a flange body with a pump housing 61 forming cylinder pot 62, one stored in this Pump drive shaft 63 with attached rotor 64 and one in a recess running across the center of the rotor guided, divided as a whole with 65, divided into two Wing. As shown in FIG. 3, this is preferably through symmetrical, flat wing sections 65 ', 65' 'formed, which each have a pivot bearing at their outer end, on which a sealing strip 66 about an axis of rotation of the rotor parallel axis is pivotally mounted.
  • the sealing strips 66 face the wall of the cylinder pot 62 provided with a concave radius 68 (Fig. 1). Consequently there are two lines of contact at 69 and 70, which in Interaction with the flat wing sections 65 ', 65 " to seal the chambers in front of and behind the wing 65 serve. Radii 71 are at the ends of the sealing strips 66 and 72 are provided, which ensures optimal resealing is achieved.
  • the rotor 64 is towards the drive shaft 63 as a guide for slotted the wing 65 and plugged onto the shaft 63, inserted or molded.
  • This change in length is due to the radial mobility of the Wing sections 65 ', 65' 'balanced.
  • the adaptation to the variable length in the angle of rotation happens through that Pressing the sealing strips 66 and taking the Wing 65 through the drive shaft 63 through the shaped spring 67 or by a corresponding compression spring, which the Wing sections 65 ', 65' 'apart and with this connected sealing strips 66 to the Pressed on cylinder wall.
  • Rotor blades 18; 65, wing sections 65 ', 65' ', Sealing strips 20, 22; 66 and rotor 18; 64 can advantageous both from metal, plastic, ceramic, metal-plastic connection, Metal-ceramic connection, metal-plastic-ceramic connection or plastic-ceramic connection getting produced.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PES polyether sulfide
  • SPS syndiotactic polystyrene
  • PPS polyphenylene sulfide

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Flügel zum gegenseitigen Trennen der beiden Kammern im Gehäuseraum des Pumpengehäuses, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Aus DE 41 07 720 A1, Fig. 2A ist bereits eine Verdrängerpumpe bekannt, deren die beiden Kammern des Pumpengehäuseraumes voneinander trennender, zwangsgeführter Flügel an beiden Stirnenden jeweils eine in Flügellängsrichtung beweglich geführte und an der Innenumfangswand des Gehäuseraumes anliegende Abdichtleiste trägt.
Zur beweglichen Anordnung der Abdichtleisten sind diese im Querschnitt T-förmig ausgebildet, wobei der T-Balken außenseitig im Querschnitt konvex gekrümmt ist und demgemäß die Umfangswand lediglich entlang einer Mantellinie berührt.
Der mittlere Leistensteg ist mit einer in den Flügel stirnseitig eingeformten Längsnut in Flügellängsrichtung beweglich in Eingriff gebracht, so dass sich die Abdichtleisten bei der Rotation der Antriebswelle unter Fliehkraftwirkung selbsttätig an die Gehäuseinnenumfangswand anlegen.
Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Abdichtleisten erst ab einer bestimmten Drehzahl der Antriebswelle unter Zentrifugalkrafteinwirkung zur abdichtenden Anlage an die Innenumfangswand des Gehäuseraumes gelangen und erst ab diesem Zeitpunkt eine Kammerabdichtung zustande kommt, die eine zuverlässige Förderung eines gasförmigen oder flüssigen Strömungsmittels gewährleistet.
Verdrängerpumpen dieser Ausführungsform eignen sich deshalb z.B. nicht für die Evakuierung eines Bremskraftverstärkers eines KfZ, da in diesem Falle bereits bei kleinen Drehzahlen eine Evakuierung sichergestellt sein muss.
Aus der US-A-1,972,864 ist eine Verdrängerpumpe bekannt, bei der der Flügel zweigeteilt ist und die beiden Flügelteile über eine dazwischen angeordnete Feder auseinandergedrängt werden, so dass sie an der Innenumfangsfläche anliegen. Aus der DE-A-35 37 158 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die ebenfalls einen geteilten Flügel aufweist, wobei die einander zugewandten Enden der Flügelteile Zähne und Zahnlücken aufweisen, über welche sie ineinander greifen. Bei diesen Ausführungsformen sind die beiden Flügelteile an ihren einander zugewandt enden nicht ausreichend gegen an den Flügelspitzen angreifende Tangentialkräfte abgestützt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Verdrängerpumpe anzugeben, bei der die Flügelteile gegen an den Flügelspitzen angreifende Kräfte besser abgestützt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verdrängerpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Flügelkonstruktion erübrigt sich eine verschiebbare Anordnung von Abdichtleisten auf den Flügelenden in Flügellängsrichtung, was z.B. in der DE-A-41 07 720 offenbart ist.
In fertigungstechnischer Hinsicht empfiehlt es sich, die Flügelteilstücke entsprechend den Unteransprüchen zu gestalten.
Schließlich sei angemerkt, dass die Erfindung gleich vorteilhaft auch für den Flügel von Flügelzellenmotoren geeignet ist.
In der Zeichnung sind mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
Es zeigen:
Figur 1
eine schaubildliche Ansicht in den geöffneten Gehäuseraum einer Verdrängerpumpe, deren Flügel ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Figur 2
eine Seitenansicht der Verdrängerpumpe gemäß Figur 1; und
Figur 3
eine perspektivische Darstellung des aus zwei Flügelteilstücken gebildeten Pumpenflügels.
Eine Verdrängerpumpe gemäß den Figuren 1 und 2 umfasst einen Flanschkörper mit einem ein Pumpengehäuse 61 bildenden Zylindertopf 62, eine in diesem gelagerte Pumpenantriebswelle 63 mit aufgesetztem Rotor 64 und einen in einer über die Rotormitte verlaufenden Aussparung geführten, als Ganzes mit 65 bezeichneten, zweigeteilten Flügel. Dieser ist, wie,Figur 3 zeigt, vorzugsweise durch symmetrische, flache Flügelteilstücke 65', 65'' gebildet, die an ihrem äußeren Ende jeweils ein Drehlager aufweisen, auf dem eine Abdichtleiste 66 um eine zur Rotordrehachse parallele Achse schwenkbar gelagert ist.
Das andere Ende der Flügelteilstücke 65', 65'' ist so ausgebildet, dass diese entweder stumpf (siehe Fig. 3) oder als Nut und Feder (siehe Fig. 1) miteinander in Eingriff sind.
Im letzteren Falle ist innerhalb des Flügelteilstückes 65", was nicht gezeigt ist, eine geeignete Druckfeder zu positionieren, während im anderen Falle, wie aus Figur 3 zu ersehen ist, zwischen beiden Flügelendstücken 65', 65 " eine Z-förmige Formfeder 67 angeordnet ist, durch die beide Flügelteilstücke 65', 65'' auseinander bewegt und dadurch die Abdichtleisten 66 mit einer definierten Anpresskraft an den Innenumfang des Zylindertopfes 62 angelegt werden.
Die Abdichtleisten 66 sind zur Wand des Zylindertopfes 62 hin mit einem konkaven Radius 68 versehen (Fig. 1). Somit ergeben sich zwei Berührungslinien bei 69 und 70, die im Zusammenwirken mit den flachen Flügelteilstücken 65', 65" zur Abdichtung der Kammern vor und hinter dem Flügel 65 dienen. An den Enden der Abdichtleisten 66 sind Radien 71 und 72 vorgesehen, wodurch eine optimale Nachabdichtung erreicht wird.
Der Rotor 64 ist zur Antriebswelle 63 hin als Führung für den Flügel 65 geschlitzt und auf die Welle 63 aufgesteckt, eingesteckt oder angespritzt.
Bei der Rotation der Antriebswelle 63 können sich die beiden Flügelteilstücke 65', 65" voneinander unabhängig im Rotor 64 radial bewegen. Die Abdichtleisten 66 legen sich in jedem Drehwinkel mit beiden Enden (bei 69 und 70) an den Innenumfang des Zylindertopfes 62 an und verändern dadurch ihren Anstellwinkel zur translatorischen Achse des Flügels 65. Durch die Fixierung der Abdichtleisten 66 in den Drehlagern der Flügelteilstücke 65', 65" und der Veränderung des Anstellwinkels bei einer Rotation der Antriebswelle 63 wird der Achsabstand der beiden Drehlager zueinander, bei Anliegen der Abdichtleisten 66 an der Innenumfangsfläche des Zylindertopfes 62, zusätzlich zur variablen, geometrischen Größe des theoretischen Achsmaßes in der Flügelachse, veränderlich.
Diese Längenänderung wird durch die Radialbeweglichkeit der Flügelteilstücke 65', 65'' ausgeglichen. Die Anpassung an die variable Länge im Drehwinkel geschieht durch das Anpressen der Abdichtleisten 66 und der Mitnahme des Flügels 65 durch die Antriebswelle 63 durch die Formfeder 67 bzw. durch eine entsprechende Druckfeder, welche die Flügelteilstücke 65', 65'' auseinander drückt und die mit diesen verbundenen Abdichtleisten 66 an die Zylindertopfwand anpresst.
Rotorflügel 18; 65, Flügelteilstücke 65', 65'', Abdichtleisten 20, 22; 66 und Rotor 18; 64 können vorteilhaft sowohl aus Metall, Kunststoff, Keramik, Metall-Kunststoff-Verbindung, Metall-Keramik-Verbindung, Metall-Kunststoff-Keramik-Verbindung oder Kunststoff-Keramik-Verbindung hergestellt werden.
Bei Kunststoff wird bevorzugt Polyetheretherketon (PEEK), Polyethersulfid (PES), syndiotaktisches Polystyrol (SPS) und Polyphenylensulfid (PPS) eingesetzt.

Claims (8)

  1. Verdrängungspumpe (65) mit einem Flügel zum gegenseitigen Trennen von zwei Kammern in einem Gehäuseraum (62), der von einer im Pumpengehäuse (61) gelagerten Antriebswelle (63) antreibbar und zu dieser in einer deren Achse enthaltenden Ebene radial verschiebbar geführt ist und der endseitig jeweils eine mit der Innenumfangswand des Gehäuseraumes (62) abdichtend zusammenwirkende Abdichtleiste (66) trägt, und die Abdichtleisten (66) zur Achse der Antriebswelle (63) voneinander unabhängig radial beweglich sind, wobei am Flügel (65) wenigstens ein Kraftspeicher (67) vorgesehen ist, der versucht, beide Abdichtleisten (66) ständig mit der Innenumfangswand des Gehäuseraumes (62) abdichtend in Berührung zu halten, wobei der Flügel (65) in einem Schlitz eines im Gehäuseraum (62) gelagerten und von der Antriebswelle (63) antreibbaren Rotors (64) geführt ist, welcher Schlitz symmetrisch in einer die Rotorachse enthaltenden Ebene liegt und wobei der Flügel (65) durch zwei zueinander fluchtende und voneinander unabhängig bewegliche Flügelteilstücke (65', 65'') gebildet ist, zwischen denen der Kraftspeicher (67) angeordnet ist, und die Flügelteilstücke (65', 65'') an ihren einander zugekehrten Stirnenden nut- und federartig miteinander in Eingriff sind und zwischen diesen eine Druckfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in Richtung der Antriebswelle (63) verläuft.
  2. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (65', 65") symmetrisch ausgebildet sind.
  3. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (65', 65'') ein Flachprofil aufweisen.
  4. Verdrängungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (65', 65") an ihren einander zugekehrten Stirnenden symmetrisch abgestuft sind und dass sich die Stirnenden jeweils an einem Schenkel einer zwischen diese eingelegten, Z-förmigen Feder (67) abstützen.
  5. Verdrängungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Flügelenden die sich an der Innenumfangsfläche des Gehäuseraumes (62) abstützenden Abdichtleisten (66) verschwenkbar gelagert sind.
  6. Verdrängungspumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtleisten (66) mit der Innenumfangsfläche des Gehäuseraumes (62), in Umfangsrichtung gesehen, eine Zwei-Linien-Berührung (69, 70) haben.
  7. Verdrängungspumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Innenumfangsfläche zugekehrte Seite der Abdichtleisten (66) in Umfangsrichtung des Gehäuseraumes (62) konkav gekrümmt ist.
  8. Verdrängungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Innenumfangsfläche des Gehäuseraumes (62) eine ovale Umfangsform hat.
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