EP3577343B1 - Flügelzellen-gaspumpe - Google Patents

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EP3577343B1
EP3577343B1 EP17706989.5A EP17706989A EP3577343B1 EP 3577343 B1 EP3577343 B1 EP 3577343B1 EP 17706989 A EP17706989 A EP 17706989A EP 3577343 B1 EP3577343 B1 EP 3577343B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
guiding ring
vane
type gas
gas pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17706989.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3577343A1 (de
Inventor
Steffen Schnurr
Sebastian Cramer
Nabil Salim AL-HASAN
Stanislaus Russ
Tobias GRÜNE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg Pump Technology GmbH
Original Assignee
Pierburg Pump Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3441—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor

Definitions

  • the invention relates to a vane gas pump.
  • Vane-type gas pumps of this type are known from the prior art and are used in motor vehicles as so-called vacuum pumps, usually in combination with a brake booster.
  • the vane pump supplies the negative pressure required to operate the brake booster, which is generally 100 mbar or less in absolute terms.
  • the vane-cell gas pumps known from the prior art usually have a pump housing which encloses a pump chamber, a pump rotor being arranged in the pump chamber.
  • the pump rotor is driven by an electric motor or mechanically by an internal combustion engine and has several radially displaceable slide elements. Two adjacent slide elements, together with the pump rotor and the pump housing, each delimit a rotating pump compartment. When the pump rotor rotates, the slide elements are displaced due to the centrifugal force acting on the slide elements in such a way that their heads each rest on a peripheral wall of the pump chamber.
  • a fluid inlet opening and at least one fluid outlet opening are formed in the pump housing, the fluid inlet opening and the fluid outlet opening being assigned to the pump chamber.
  • Such a vane gas pump is in the EP 2 568 180 A1 disclosed.
  • the vane cell gas pump has a pump housing, which consists of a cam ring, a first separate thrust washer and a second separate thrust washer, wherein the first thrust washer is arranged on a first end face of the cam ring and the second thrust washer is arranged on a second end face of the cam ring.
  • the cam ring is mounted and aligned radially to the first thrust washer via centering pins.
  • the radial alignment of the cam ring sets a sealing gap that is established between the inner circumferential surface of the cam ring and the outer circumferential surface of the pump rotor and largely avoids a gas flow between the fluid inlet opening and the fluid outlet opening.
  • the final assembly of the thrust washers and the cam ring is carried out using housing screws that axially clamp the first thrust washer, the second thrust washer and the cam ring with one another in a sandwich-like manner.
  • the invention is therefore based on the object of creating a vane cell gas pump with simplified assembly.
  • the gas pump has a pump housing which delimits a pump chamber.
  • a pump rotor is arranged in the pump chamber and is driven either electrically by an electric motor or mechanically by an internal combustion engine.
  • the pump rotor is arranged eccentrically in the pump chamber and, together with the peripheral wall of the pump chamber, forms a sealing gap defining the sealing sector, whereby a sickle-shaped working space is defined outside the sealing sector.
  • the pump housing consists of a first thrust washer, a separate second thrust washer and a separate cam ring.
  • the cam ring is axially clamped to the first thrust washer via at least one cam ring adjustment means.
  • the second thrust washer is connected to the first thrust washer via at least one separate housing tensioning means, the first thrust washer, the cam ring axially arranged between the two thrust washers and the second thrust washer being clamped together like a sandwich via the at least one housing tensioning means.
  • At least one displaceable slide element is mounted in the pump rotor.
  • the pump rotor has at least one slide slot in which the at least one slide element is arranged to be displaceable.
  • the at least one slide element is displaced due to the centrifugal force acting on the slide element in such a way that the slide element always rests with its head on the peripheral wall of the pump chamber and follows it.
  • the at least one slide element can be spring-loaded so that the Head of the at least one slide element rests against the circumferential wall of the pump chamber by the spring force even at low speeds.
  • the pumping chamber is divided into an inlet, an outlet and the sealing sector.
  • a fluid inlet opening is arranged in the inlet sector, which in the installed state is fluidically connected, for example, to a vacuum chamber of a brake booster and evacuates the latter.
  • a fluid outlet opening is arranged in the outlet sector, the pump chamber being fluidically connected to the atmospheric environment via the fluid outlet opening.
  • the sealing sector in which a gas flow between the fluid inlet opening and the fluid outlet opening is largely prevented, is arranged between the fluid outlet opening and the fluid inlet opening, viewed in the direction of rotation of the rotor.
  • a narrow sealing gap in the tenth of a millimeter range is formed in the sealing sector between the outer circumferential surface of the circular pump rotor and the inner circumferential surface of the stroke ring.
  • the first thrust washer and the cam ring are assembled together.
  • the cam ring is first placed on the first thrust washer and lightly attached by at least one cam ring adjusting means, for example a threaded screw, so that the cam ring is axially fixed but can still be moved radially while overcoming a certain static friction.
  • a pump rotor gauge is then used, for example an adjusting pump rotor which, compared to the actual working pump rotor, has a slightly enlarged circular outer diameter, for example with a radius increased by 0.1 mm.
  • the adjustment pump rotor used defines the final gap between the working pump rotor and the stroke ring.
  • the stroke ring is brought into contact with the adjustment pump rotor in the radial direction. In this Position of the cam ring is finally fixed on the first thrust washer by final fixing of the cam ring via the cam ring adjusting means, so that its radial position can no longer be changed.
  • the cam ring adjusting means brace the cam ring in such a way that the cam ring is only fixed radially via the friction of the end face resting on the first thrust washer and the head friction of the cam ring adjusting means.
  • the adjustment pump rotor is removed again and the working pump rotor including the slide elements is inserted.
  • the second thrust washer is then mounted using separate housing tensioning means, the first thrust washer, the stroke ring axially arranged between the two thrust washers and the second thrust washer being clamped together like a sandwich by the housing tensioning means. Only the two thrust washers are directly clamped together by the housing clamping device.
  • the gap size in the sealing sector between the stroke ring and the pump rotor can be reliably set in a simple and inexpensive manner, with the manufacturing tolerances of the components having significantly less effect on the set gap size.
  • the at least one cam ring adjusting means is inserted through a through hole formed in the cam ring, the diameter of the through hole being larger than the diameter of the cam ring adjusting means, for example a few millimeters larger.
  • the attached cam ring can be moved radially and the radial gap dimension in the sealing sector can be adjusted.
  • the cam ring instead of the through-hole, can have a groove that is open in the radial direction.
  • the at least one cam ring adjustment means is preferably a threaded screw or a threaded bolt with a threaded nut.
  • the first thrust washer has a bore with an internal thread into which the threaded screw or the threaded bolt is or is screwed.
  • the threaded bolt has a thread at both axial ends, the threaded bolt being screwed into the first thrust washer with a thread and the other thread being provided for the threaded nut, via which the cam ring is axially directly clamped to the first thrust washer.
  • the screw head of the threaded screw or the threaded nut rest on the face of the stroke ring facing away from the first thrust washer.
  • the cam ring is axially clamped to the first thrust washer via exactly two stroke ring adjustment means, whereby a relatively uniform surface pressure is present between the end face of the cam ring and the first thrust washer.
  • the second thrust washer has a recess in the area of the at least one cam ring adjusting means, as a result of which the second thrust washer can be easily mounted.
  • a complete countersinking of the lifting ring adjusting means in the lifting ring can be dispensed with.
  • the second thrust washer can have a bore coaxial with the cam ring adjustment means, whereby the gap can still be adjusted when all housing components have already been assembled, whereby all cam ring adjustment means and all housing clamping screws must be at least partially loosened for readjustment.
  • the vane gas pump is preferably a dry-running vane gas pump, so that no lubricant enters the pump chamber is directed.
  • the dry-running gas pump does not have a lubricant connection.
  • the lubricant is used, among other things, to seal the sealing gap in the sealing sector. By omitting the lubricant, this seal is no longer provided, so that in dry-running gas pumps, the exact setting of a very narrow sealing gap is particularly important for good pneumatic efficiency.
  • the gap dimension should preferably be a maximum of 0.2 mm. In a particularly preferred embodiment, the gap dimension is 0.1 mm.
  • a cam ring adjusting means and a housing clamping means are each arranged adjacent to one another, viewed in the circumferential direction.
  • the axial bracing of the cam ring with the first thrust washer can be done by direct or indirect connection.
  • the stroke ring adjustment means can be inserted through the through hole formed in the stroke ring and through a through hole formed in the first thrust washer and screwed into a thread formed in a housing or a flange, so that the first thrust washer between the stroke ring and the flange or the Housing is clamped.
  • the lifting ring is preferably screwed directly to the first thrust washer via the at least one lifting ring adjusting means, the lifting ring adjusting means being pushed through the through-hole formed in the lifting ring and the lifting ring adjusting means being screwed into a thread formed in the first thrust washer.
  • the Figures 1 and Figure 2 a vane cell gas pump 10 designed as a so-called vacuum pump, which is intended, for example, for use in a motor vehicle and can generate an absolute pressure of 100 mbar or more.
  • the dry-lubricated vane pump 10 has a metal pump housing 20 which encloses a pump chamber 22.
  • the pump housing 20 is essentially composed of a cam ring 74, a separate first thrust washer 76 and a separate second thrust washer 72.
  • a circular pump rotor 30 is rotatably arranged in the pump chamber 22 eccentrically to the center of gravity of the pump chamber 22 and is connected in a rotationally fixed manner to an electric motor 90 via a drive shaft 140.
  • the pump rotor 30 has five slide slots 321, 341, 361, 381, 401, in each of which a slide element 32, 34, 36, 38, 40 is slidably mounted.
  • the five slide elements 32, 34, 36, 38, 40 are not oriented exactly radially, but are arranged in a piercing manner and divide the pump chamber 22 into five rotating pump compartments, each of which has the same pump compartment angle a of approximately 70 °.
  • the pump rotor 30 is driven by an electric motor 90.
  • the pumping chamber 22 can be divided into several sectors, namely an inlet sector 42 with a fluid inlet opening 60, an outlet sector 44 with a first fluid outlet opening 52 and one second fluid outlet opening 54 and a sealing sector 46. As seen in the direction of rotation, sealing sector 46 is arranged between outlet sector 44 and inlet sector 42 and prevents a gas flow from fluid outlet openings 52, 54 to fluid inlet opening 60.
  • the fluid inlet opening 60 is formed in the first thrust washer 76.
  • the two fluid outlet openings 52, 54 are formed in the second thrust washer 72.
  • the first fluid outlet opening 52 is arranged in front of the second fluid outlet opening 54 in the direction of rotation of the pump rotor 30.
  • a check valve 70 is fluidly associated with the first fluid outlet opening 52, the check valve 70 being a tongue valve and having a valve tongue 80 and a travel limiter 82, both of which are fixedly arranged on the second thrust washer 72.
  • the pump rotor 30 and the stroke ring 74 are first mounted on the thrust washer 76, the stroke ring 74 being applied radially to the pump rotor 30, a gap 130 is set in the sealing sector 46 between the pump rotor 30 and the stroke ring 74 and the Lifting ring 74 is finally clamped in the set position via the two lifting ring adjusting means 100, 102.
  • the gap dimension 130 can be set, for example, with a spring gauge. Threaded screws 100 ′, 102 ′ are used as stroke ring adjusting means 100, 102, which are inserted through through bores 106 formed in each case in the stroke ring 74 and screwed into an internal thread 104 formed in the first thrust washer 76.
  • the through hole 106 is several millimeters larger than the diameter of the cam ring adjusting means 100, 102, so that the cam ring 74 is radially displaceable and thereby an adjustment of the gap 130 between the pump rotor 30 and the cam ring 74 in the Sealing sector 46 can be done.
  • a dummy rotor can be used to adjust the gap dimension 130.
  • the cam ring adjusting means 100, 102 brace the cam ring 74 in such a way that the cam ring 74 is fixed radially only via the friction of the end face resting on the first thrust washer 76 and the head friction of the cam ring adjusting means 100, 102.
  • the second thrust washer 72 has two recesses 120, 122, one recess 120, 122 each being assigned to a cam ring adjusting screw 100 ', 102'.
  • the second thrust washer 72 is mounted via three separate housing clamping means 110, 112, 114, each housing clamping means 110, 112, 114 through a respective through hole 118 formed in the second thrust washer 72 and through a larger one formed in the cam ring 74 Through-hole 119 is inserted through and is screwed into a respective internal thread 116 formed in the first thrust washer 76.
  • the first thrust washer 76, the cam ring 74 arranged axially between the two thrust washers 72, 76 and the second thrust washer 72 are axially clamped to one another in a sandwich-like manner by the housing tensioning means 110, 112, 114.
  • the gap 130 in the sealing sector 46 between the cam ring 74 and the pump rotor 30 can be set in a simple and inexpensive manner, with the manufacturing tolerances of the components having only minor effects on the set gap 130.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flügelzellen-Gaspumpe.
  • Derartige Flügelzellen-Gaspumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in Kraftfahrzeugen als sogenannte Vakuumpumpen üblicherweise in Kombination mit einem Bremskraftverstärker eingesetzt. Die Flügelzellenpumpe liefert dabei den zum Betrieb des Bremskraftverstärkers benötigten Unterdruck, wobei dieser in der Regel absolut 100 mbar oder weniger beträgt.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Flügelzellen-Gaspumpen weisen üblicherweise ein Pumpengehäuse auf, welches eine Pumpkammer umschließt, wobei in der Pumpkammer ein Pumpenrotor angeordnet ist. Der Pumpenrotor wird über einen Elektromotor oder mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetrieben und weist mehrere radial verschiebbare Schieberelemente auf. Zwei benachbarte Schieberelemente begrenzen gemeinsam mit dem Pumpenrotor und dem Pumpengehäuse jeweils ein rotierendes Pumpfach. Wenn der Pumpenrotor rotiert, verschieben sich die Schieberelemente aufgrund der auf die Schieberelemente wirkenden Fliehkraft derart, dass diese mit ihrem Kopf jeweils an einer Umfangswand der Pumpkammer anliegen. In dem Pumpengehäuse sind eine Fluideinlassöffnung und mindestens eine Fluidauslassöffnung ausgebildet, wobei die Fluideinlassöffnung und die Fluidauslassöffnung der Pumpkammer zugeordnet sind.
  • Eine derartige Flügelzellen-Gaspumpe Ist in der EP 2 568 180 A1 offenbart. Die Flügelzellen-Gaspumpe weist ein Pumpengehäuse auf, welches sich aus einem Hubring, einer ersten separaten Anlaufscheibe und einer zweiten separaten Anlaufscheibe zusammensetzt, wobei die erste Anlaufscheibe an einer ersten Stirnseite des Hubrings und die zweite Anlaufscheibe an einer zweiten Stirnseite des Hubrings angeordnet ist. Der Hubring ist über Zentrierstifte zur ersten Anlaufscheibe radial gelagert und ausgerichtet. Durch die radiale Ausrichtung des Hubrings erfolgt die Einstellung eines Dichtspalts, der sich zwischen der Innenumfangsfläche des Hubrings und der Außenumfangsfläche des Pumpenrotors einstellt und einen Gasstrom zwischen der Fluideinlassöffnung und der Fluidauslassöffnung größtenteils vermeidet. Die endgültige Montage der Anlaufscheiben und des Hubrings erfolgt über Gehäuse-Schrauben, die die erste Anlaufscheibe, die zweite Anlaufscheibe und den Hubring sandwichartig axial miteinander verspannen.
  • Nachteilig an der in der EP 2 568 180 A1 offenbarten Ausführung ist, dass die radiale Positionierung des Hubrings ausschließlich über die Zentrierstifte erfolgt. Dabei wird der einzustellende und relativ kleine Dichtspalt durch die Fertigungstoleranzen der Zentrierstifte, der Zentrierstift-Bohrungen im Hubring sowie des Pumpenrotors beeinflusst, wodurch eine genaue Einstellung des Dichtspalts erschwert ist. Das Verfahren zur exakten Einstellung des Dichtspalts ist aufwendig und fehlerträchtig.
  • Andere Flügelzellen-Gaspumpen mit verschiedenen Gehäuse-Konstruktionen sind bekannt aus DE 199 37 704 A1 , US 5,100,308A und US 3,433,166 A .
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellen-Gaspumpe mit vereinfachter Montierbarkeit zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Flügelzellen-Gaspumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Gaspumpe weist ein Pumpengehäuse auf, welches eine Pumpkammer begrenzt. In der Pumpkammer ist ein Pumpenrotor angeordnet, der entweder elektrisch durch einen Elektromotor oder mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Der Pumpenrotor ist exzentrisch in der Pumpkammer angeordnet und bildet zusammen mit der Umfangswand der Pumpkammer einen den Dichtsektor definierenden Dichtspalt, wodurch außerhalb des Dichtsektors ein sichelförmiger Arbeitsraum definiert wird.
  • Das Pumpengehäuse setzt sich aus einer ersten Anlaufscheibe, einer separaten zweiten Anlaufscheibe und einem separaten Hubring zusammen. Der Hubring ist über mindestens ein Hubring-Justiermittel mit der ersten Anlaufscheibe axial verspannt. Die zweite Anlaufscheibe ist über mindestens ein separates Gehäuse-Spannmittel mit der ersten Anlaufscheibe verbunden, wobei über das mindestens eine Gehäuse-Spannmittel die erste Anlaufscheibe, der axial zwischen den beiden Anlaufscheiben angeordnete Hubring und die zweite Anlaufscheibe sandwichartig miteinander verspannt sind.
  • In dem Pumpenrotor ist mindestens ein verschiebbares Schieberelement gelagert. Zur Lagerung des mindestens einen Schieberelements weist der Pumpenrotor mindestens einen Schieberschlitz auf, in dem das mindestens eine Schieberelement verschiebbar angeordnet ist. Bei einem rotierenden Pumpenrotor verschiebt sich das mindestens eine Schieberelement aufgrund der auf das Schieberelement wirkenden Fliehkraft derart, dass das Schieberelement mit seinem Kopf stets an der Umfangswand der Pumpkammer anliegt und dieser folgt. Zusätzlich kann das mindestens eine Schieberelement federbelastet sein, so dass der Kopf des mindestens einen Schieberelements durch die Federkraft an der Umfangswand der Pumpkammer auch bei geringen Drehzahlen anliegt.
  • Die Pumpkammer ist bezüglich der Funktion in einen Einlass-, einen Auslass- und den Dichtsektor eingeteilt. In dem Einlasssektor ist eine Fluideinlassöffnung angeordnet, die im verbauten Zustand beispielsweise mit einer Unterdruckkammer eines Bremskraftverstärkers fluidisch verbunden ist und diese evakuiert. In dem Auslasssektor ist eine Fluidauslassöffnung angeordnet, wobei über die Fluidauslassöffnung die Pumpkammer mit der atmosphärischen Umgebung fluidisch verbunden ist. Zwischen der Fluidauslassöffnung und der Fluideinlassöffnung ist, gesehen in Rotor-Drehrichtung, der Dichtsektor angeordnet, in dem ein Gasstrom zwischen der Fluideinlassöffnung und der Fluidauslassöffnung weitestgehend unterbunden ist. Im Dichtsektor ist hierzu zwischen der Außenumfangsfläche des kreisförmigen Pumpenrotors und der Innenumfangsfläche des Hubrings ein enger Dichtspalt im Zehntelmillimeter-Bereich ausgebildet.
  • Im Montageprozess werden zunächst die erste Anlaufscheibe und der Hubring miteinander montiert. Hierbei wird der Hubring zunächst auf die erste Anlaufscheibe gelegt und durch mindestens ein Hubring-Justiermittel, beispielsweise eine Gewindeschraube, leicht angeheftet, so dass der Hubring axial fixiert aber radial noch unter Überwindung einer gewissen Haftreibung verschiebbar ist. Anschließend wird eine Pumpenrotor-Lehre eingesetzt, beispielsweise ein Justier-Pumpenrotor, der gegenüber dem tatsächlichen Arbeits-Pumpenrotor einen geringfügig vergrößerten kreisförmigen Außendurchmesser aufweist, beispielsweise mit einem um 0,1 mm vergrößerte Radius. Der eingesetzte Justier-Pumpenrotor definiert auf diese Weise das finale Spaltmaß zwischen dem Arbeits-Pumpenrotor und dem Hubring. Der Hubring wird in radialer Richtung zur Anlage an den Justier-Pumpenrotor gebracht. In dieser Position wird der Hubring durch endgültige Fixierung des Hubrings über das Hubring-Justiermittel endgültig an der ersten Anlaufscheibe fixiert, so dass seine radiale Position nicht mehr verändert werden kann.
  • Die Hubring-Justiermittel verspannen den Hubring derart, dass der Hubring lediglich über die Reibung der an der ersten Anlaufscheibe anliegenden Stirnseite sowie die Kopfreibung des Hubring-Justiermittels radial fixiert wird. Im Folgeschritt wird der Justier-Pumpenrotor wieder entfernt, und wird der Arbeits-Pumpenrotor einschließlich der Schieberelemente eingesetzt. Anschließend wird die zweite Anlaufscheibe über separate Gehäuse-Spannmittel montiert, wobei durch die Gehäuse-Spannmittel die erste Anlaufscheibe, der axial zwischen den beiden Anlaufscheiben angeordnete Hubring und die zweite Anlaufscheibe miteinander sandwichartig verspannt werden. Durch das Gehäuse-Spannmittel werden nur die beiden Anlaufscheiben unmittelbar miteinander verspannt.
  • Durch eine derartige Montage des Hubrings kann auf eine einfache und kostengünstige Weise das Spaltmaß im Dichtsektor zwischen dem Hubring und dem Pumpenrotor zuverlässig eingestellt werden, wobei die Fertigungstoleranzen der Bauteile deutlich geringere Auswirkungen auf das eingestellte Spaltmaß haben.
  • Das mindestens eine Hubring-Justiermittel ist durch eine in dem Hubring ausgebildete Durchgangsbohrung hindurchgesteckt, wobei der Durchmesser der Durchgangsbohrung größer als der Durchmesser des Hubring-Justiermittels ist, beispielsweise einige Millimeter größer. Dadurch kann der angeheftete Hubring radial verschoben werden und kann das radiale Spaltmaß im Dichtsektor eingestellt werden. Alternativ kann der Hubring anstelle der Durchgangsbohrung eine in radialer Richtung offene Nut aufweisen.
  • Vorzugsweise ist das mindestens eine Hubring-Justiermittel eine Gewindeschraube oder ein Gewindebolzen mit einer Gewindemutter. Dabei weist die erste Anlaufscheibe eine Bohrung mit einem Innengewinde auf, in die die Gewindeschraube oder der Gewindebolzen eingeschraubt wird bzw. ist. Der Gewindebolzen weist an beiden axialen Enden ein Gewinde auf, wobei der Gewindebolzen mit einem Gewinde in die erste Anlaufscheibe eingeschraubt ist und das andere Gewinde für die Gewindemutter vorgesehen ist, über die der Hubring axial unmittelbar mit der ersten Anlaufscheibe verspannt ist. Der Schraubenkopf der Gewindeschraube bzw. die Gewindemutter liegen an der der ersten Anlaufscheibe abgewandten Stirnseite des Hubrings an.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Hubring über exakt zwei Hubring-Justiermittel mit der ersten Anlaufscheibe axial verspannt, wodurch eine relativ gleichmäßige Flächenpressung zwischen der Stirnseite des Hubrings und der ersten Anlaufscheibe vorliegt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Anlaufscheibe im Bereich des mindestens einen Hubring-Justiermittels eine Aussparung auf, wodurch die zweite Anlaufscheibe einfach montiert werden kann. Auf eine vollständige Versenkung des Hubring-Justiermittels in den Hubring kann verzichtet werden. Die zweite Anlaufscheibe kann koaxial zum Hubring-Justiermittel eine Bohrung ausweisen, wodurch das Spaltmaß noch eingestellt werden kann, wenn bereits alle Gehäuse-Bauteile zusammenmontiert sind, wobei zum Nachjustieren alle Hubring-Justiermittel und alle Gehäuse-Spannschrauben zumindest teilweise gelöst werden müssen.
  • Vorzugsweise ist die Flügelzellen-Gaspumpe eine trockenlaufende Flügelzellen-Gaspumpe, so dass kein Schmiermittel in die Pumpkammer geleitet wird. Die trockenlaufende Gaspumpe weist keinen Schmiermittelanschluss auf. Bei einer ölgeschmierten Gaspumpe dient das Schmiermittel unter anderem dazu, den Dichtspalt im Dichtsektor abzudichten. Durch das Weglassen des Schmiermittels ist diese Abdichtung nicht mehr gegeben, so dass bei trockenlaufenden Gaspumpen das exakte Einstellen eines sehr engen Dichtspalts für einen guten pneumatischen Wirkungsgrad besonders wichtig ist. Dabei sollte das Spaltmaß bevorzugt maximal 0,2 mm betragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt das Spaltmaß 0,1 mm.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind jeweils ein Hubring-Justiermittel und jeweils ein Gehäuse-Spannmittel in Umfangsrichtung betrachtet, benachbart zueinander angeordnet.
  • Die axiale Verspannung des Hubrings mit der ersten Anlaufscheibe kann durch direkte oder indirekte Verbindung erfolgen. Das Hubring-Justiermittel kann beispielsweise durch die im Hubring ausgebildete Durchgangsbohrung und durch eine in der ersten Anlaufscheibe ausgebildete Durchgangsbohrung hindurchgesteckt und in ein in einem Gehäuse oder einem Flansch ausgebildetes Gewinde eingeschraubt sein, so dass die erste Anlaufscheibe zwischen dem Hubring und dem Flansch bzw. dem Gehäuse eingespannt ist.
  • Vorzugsweise ist der Hubring über das mindestens eine Hubring-Justiermittel mit der ersten Anlaufscheibe unmittelbar verschraubt, wobei das Hubring-Justiermittel durch die im Hubring ausgebildete Durchgangsbohrung hindurchgesteckt ist und das Hubring-Justiermittel in ein in der ersten Anlaufscheibe ausgebildetes Gewinde eingeschraubt ist.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • die Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer trockenlaufenden Flügelzellen-Gaspumpe, und
    • die Figur 2 einen Querschnitt der trockenlaufenden Flügelzellen-Gaspumpe aus Figur 1.
  • Die Figuren 1 und Figur 2 eine als sogenannte Vakuumpumpe ausgebildete Flügelzellen-Gaspumpe 10, die beispielsweise für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug bestimmt ist und einen Absolutdruck von 100 mbar oder mehr erzeugen kann. Die trockengeschmierte Flügelzellenpumpe 10 weist ein Metall-Pumpengehäuse 20 auf, welches eine Pumpkammer 22 umschließt. Das Pumpengehäuse 20 setzt sich im Wesentlichen aus einem Hubring 74, einer separaten ersten Anlaufscheibe 76 und einer separaten zweiten Anlaufscheibe 72 zusammen. In der Pumpkammer 22 ist exzentrisch zum Schwerpunkt der Pumpkammer 22 ein kreisförmiger Pumpenrotor 30 drehbar angeordnet, der über eine Antriebswelle 140 mit einem Elektromotor 90 drehfest verbunden ist.
  • Der Pumpenrotor 30 weist fünf Schieberschlitze 321, 341, 361, 381, 401 auf, in welchen jeweils ein Schieberelement 32, 34, 36, 38, 40 verschiebbar gelagert ist. Die fünf Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 sind nicht exakt radial orientiert, sondern stechend angeordnet und teilen die Pumpkammer 22 in fünf rotierende Pumpfächer auf, die jeweils den gleichen Pumpfachwinkel a von ca 70° aufweisen. Der Pumpenrotor 30 wird vorliegend von einem Elektromotor 90 angetrieben.
  • Die Pumpkammer 22 lässt sich in mehrere Sektoren einteilen, nämlich einen Einlasssektor 42 mit einer Fluideinlassöffnung 60, einen Auslasssektor 44 mit einer ersten Fluidauslassöffnung 52 sowie einer zweiten Fluidauslassöffnung 54 und einen Dichtsektor 46. Der Dichtsektor 46 ist, in Drehrichtung gesehen, zwischen dem Auslasssektor 44 und dem Einlasssektor 42 angeordnet und verhindert einen Gasstrom von den Fluidauslassöffnungen 52, 54 zu der Fluideinlassöffnung 60.
  • Die Fluideinlassöffnung 60 ist in der ersten Anlaufscheibe 76 ausgebildet. Die beiden Fluidauslassöffnungen 52, 54 sind in der zweiten Anlaufscheibe 72 ausgebildet. Die erste Fluidauslassöffnung 52 ist in Drehrichtung des Pumpenrotors 30 vor der zweiten Fluidauslassöffnung 54 angeordnet. Der ersten Fluidauslassöffnung 52 ist fluidisch ein Rückschlagventil 70 zugeordnet, wobei das Rückschlagventil 70 ein Zungenventil ist und eine Ventilzunge 80 und einen Wegbegrenzer 82 aufweist, welche beide an der zweiten Anlaufscheibe 72 fest angeordnet sind.
  • Im Montageprozess der Gaspumpe 10 werden zunächst der Pumpenrotor 30 und der Hubring 74 an der Anlaufscheibe 76 montiert, wobei der Hubring 74 an den Pumpenrotor 30 radial angelegt wird, ein Spaltmaß 130 im Dichtsektor 46 zwischen dem Pumpenrotor 30 und dem Hubring 74 eingestellt wird und der Hubring 74 über die zwei Hubring-Justiermittel 100, 102 in der eingestellten Lage endgültig verspannt wird. Das Spaltmaß 130 kann beispielsweise mit einer Federlehre eingestellt werden. Als Hubring-Justiermittel 100, 102 werden Gewindeschrauben 100', 102' verwendet, die durch jeweils in dem Hubring 74 ausgebildete Durchgangsbohrungen 106 hindurchgesteckt und in jeweils ein in der ersten Anlaufscheibe 76 ausgebildetes Innengewinde 104 eingeschraubt werden. Die Durchgangsbohrung 106 ist mehrere Millimeter größer als der Durchmesser des Hubring-Justiermittels 100, 102 ausgeführt, so dass der Hubring 74 radial verschiebbar ist und dadurch eine Einstellung des Spaltmaßes 130 zwischen dem Pumpenrotor 30 und dem Hubring 74 im Dichtsektor 46 erfolgen kann. Alternativ kann zum Einstellen des Spaltmaßes 130 ein Dummyrotor eingesetzt werden.
  • Die Hubring-Justiermittel 100, 102 verspannen den Hubring 74 derart, dass der Hubring 74 lediglich über die Reibung der an der ersten Anlaufscheibe 76 anliegenden Stirnseite sowie die Kopfreibung des Hubring-Justiermittels 100, 102 radial fixiert wird. Die zweite Anlaufscheibe 72 weist zwei Aussparrungen 120, 122 auf, wobei jeweils eine Aussparung 120, 122 einer Hubring-Justierschraube 100', 102' zugeordnet ist.
  • Im Folgeschritt wird die zweite Anlaufscheibe 72 über drei separate Gehäuse-Spannmittel 110, 112, 114 montiert, wobei jedes Gehäuse-Spannmittel 110, 112, 114 durch jeweils eine in der zweiten Anlaufscheibe 72 ausgebildete Durchgangsbohrung 118 und durch jeweils eine im Hubring 74 ausgebildete größere Durchgangsbohrung 119 hindurchgesteckt wird und in jeweils ein in der ersten Anlaufscheibe 76 ausgebildetes Innengewinde 116 eingeschraubt wird.
  • Durch die Gehäuse-Spannmittel 110, 112, 114 werden die erste Anlaufscheibe 76, der axial zwischen den beiden Anlaufscheiben 72, 76 angeordnete Hubring 74 und die zweite Anlaufscheibe 72 sandwichartig axial miteinander verspannt.
  • Durch eine derartige Montage des Hubrings 74 kann auf eine einfache und kostengünstige Weise das Spaltmaß 130 im Dichtsektor 46 zwischen dem Hubring 74 und dem Pumpenrotor 30 eingestellt werden, wobei die Fertigungstoleranzen der Bauteile nur geringe Auswirkungen auf das eingestellte Spaltmaß 130 haben.
  • Es sollte deutlich sein, dass auch andere konstruktive Ausführungsformen der trockenlaufenden Gaspumpe im Vergleich zur beschriebenen Ausführungsform möglich sind, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen. Es kann beispielsweise die Anzahl der Schieberelemente variieren oder die Fluideinlassöffnung und/oder die Fluidauslassöffnungen an anderen Gehäusebauteilen ausgebildet sein.

Claims (9)

  1. Flügelzellen-Gaspumpe (10), mit
    einem Pumpengehäuse (20),
    wobei das Pumpengehäuse (20) eine Pumpkammer (22) bildet, in der ein Pumpenrotor (30) mit mindestens einem verschiebbaren Schieberelement (32, 34, 36, 38, 40) drehbar gelagert ist, wobei der Pumpkammer (22) mindestens eine Fluideinlassöffnung (60) und mindestens eine Fluidauslassöffnung (52) zugeordnet sind,
    wobei das Pumpengehäuse (20) einen geschlossenen Hubring (74), eine separate erste Anlaufscheibe (76) und eine zweite separate Anlaufscheibe (72) aufweist, wobei der Hubring (74) über mindestens ein Hubring-Justiermittel (100, 102) mit der ersten Anlaufscheibe (76) unmittelbar axial verspannt ist, und wobei die erste Anlaufscheibe (76), der Hubring (74) und die zweite Anlaufscheibe (72) über mindestens ein separates Gehäuse-Spannmittel (110, 112, 114) miteinander axial verspannt sind, und
    wobei das mindestens eine Hubring-Justiermittel (100, 102) durch eine in dem Hubring (74) ausgebildeten Durchgangsbohrung (106) durchgesteckt ist,
    dadurch gekennzeichnet
    dass der Durchmesser der Durchgangsbohrung (106) größer als der Durchmesser des Hubring-Justiermittels (100, 102) ausgeführt ist, derart, dass der Hubring (74) relativ zur ersten Anlaufscheibe (76) radial justierbar ist.
  2. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Hubring-Justiermittel (100) eine Gewindeschraube (100') oder ein Gewindebolzen mit einer Gewindemutter ist.
  3. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hubring (72) über exakt zwei Hubring-Justiermittel (100,102) mit der ersten Anlaufscheibe (76) verspannt ist.
  4. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Anlaufscheibe (72) im Bereich des mindestens einen Hubring-Justiermittels (100, 102) eine Aussparung (120, 122) aufweist.
  5. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Flügelzellen-Gaspumpe (10) trockenlaufend ist.
  6. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Spaltmaß zwischen dem Hubring (74) und dem Pumpenrotor (30) maximal 0,2 mm beträgt.
  7. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Spaltmaß zwischen dem Hubring (74) und dem Pumpenrotor (30) 0,1 mm beträgt.
  8. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeweils ein Hubring-Justiermittel (100, 102) und jeweils ein Gehäuse-Spannmittel (110, 112) benachbart zueinander angeordnet sind.
  9. Flügelzellen-Gaspumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der der Hubring (74) über das mindestens eine Hubring-Justiermittel (100, 102) mit der ersten Anlaufscheibe (76) unmittelbar verschraubt ist.
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