WO2004083604A1 - Pumpenrotor - Google Patents

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WO2004083604A1
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Antonio Pace
Ulrich Pabst
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Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
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LuK Automobiltechnik GmbH and Co KG
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 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 groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 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 groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3441—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 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 groups F04C2/08 or F04C2/22 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0071—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular a vacuum pump for brake booster systems in motor vehicles, with a rotor which has a slot for a mono-wing and two bearing areas.
  • the wing slot is introduced between the two bearing areas, so that both bearing areas have continuous, uninterrupted bearing surfaces on the drive side and on the side of the rotor opposite the drive side.
  • the radial lateral introduction of the wing into the rotor is complex due to the associated processing and the necessary tolerances for the wing slot width, in particular also to ensure a good seal due to small sealing gaps within the pump, both for the production and for the assembly with high Associated costs.
  • a pump in particular a vacuum pump for brake booster systems in motor vehicles, with a rotor which has a slot for a mono-wing and two bearing areas, the second bearing area being able to be interrupted by a slot.
  • the slot width in the storage area corresponds to the width of the wing slot.
  • a pump is also preferred in which the second bearing area is arranged on the rotor side facing away from the rotor drive side.
  • a pump is preferred in which the slot can be machined axially during manufacture from the rotor side facing away from the rotor drive side.
  • wing slot itself can also be introduced by machining axially from the side of the rotor facing away from the rotor drive side, so that an exact manufacturing quality and manufacturing tolerance of the wing slot is possible in a simple manner.
  • axially lateral insertion when installing the sash of the wing in the rotor within the pump housing possible, which also leads to simplified assembly.
  • a pump is also preferred in which the second bearing region is in a cylindrical or annular recess in a pump housing part, such as, for example, a pump housing part.
  • a housing cover can be guided and supported. This has the advantage that the second bearing area can be supported in the housing cover despite its interruption through the slot with its fork halves and thus in any case relieves the main rotor bearing in the first rotor bearing area. B. would not be the case with a one-sided rotor bearing. The rotor of a vacuum pump is usually supported on one side.
  • the second storage area which is divided by the slot, relief of the main bearing is possible in any case, without the disadvantages of an undivided second bearing, such as. B. increased manufacturing and assembly costs to have to put up with.
  • Figure 1 shows a rotor according to the invention in supervision and the housing area of the second bearing.
  • FIG. 2 shows a rotor according to the invention in perspective.
  • FIG. 3 shows in perspective the bearing point in the pump housing part for the second bearing area.
  • a rotor 1 according to the invention is shown in supervision.
  • the rotor is preferably made in one piece, for. B. made of sintered metal, an aluminum material or plastic, and has a drive part 3, via which a drive torque for the rotor is initiated by means of a clutch.
  • the drive part 3 is adjoined by a decidedly larger diameter, a first bearing area 5, which has practically a cylindrical shape and is penetrated by a lubricating oil opening 7, whereby lubricating oil can be introduced into the bearing area of the rotor and into the vacuum pump for lubrication and gap sealing.
  • a cylindrical part 9 with a larger diameter is connected to the bearing area 5 on, which has a slot 11 for guiding a mono-wing.
  • Another cylindrical part 13 with a smaller diameter adjoins the cylindrical rotor part 9, which represents the second bearing area of the rotor.
  • the second bearing area 13 is supported in an annular depression 15 of a housing part 17, the exaggeratedly large distances between the second bearing area 13 and the annular depression 15 being in reality smaller and only the so-called running games which prevent the rotor from jamming and should make chamfers clear to facilitate assembly.
  • the wing slot 11 also penetrates the second bearing area 13. This means that in the manufacture of the wing slot 11, for. B.
  • the wing slot can be introduced and the only manufacturing tolerance in the axial direction, the depth of the slot 11 to the wing contact surface 19 must be regulated in this manufacturing process.
  • the depth of the slot 11 in connection with the vane which is not shown here, enables the axial running play of the vane in the pump housing and thus has an influence on the size of the corresponding lateral, axial sealing gaps of the vane and the rotor 1 in the pump housing.
  • the second bearing point 13 is divided by the slot 11 and thus could spring apart under load due to its fork-shaped design, it offers the advantage over rotors mounted on one side that, by supporting the divided bearing halves of the bearing area 13 in the annular groove 15, loads which in particular occur during a cold start, can be intercepted and thus a considerable relief of the main rotor bearing in area 5 can be achieved.
  • FIG. 2 shows a rotor 1 according to the invention in a perspective view.
  • the same parts are provided with the same reference numerals and are not to be explained again to avoid repetition.
  • the rotor slot 11 can be introduced laterally through the bearing area 13 into the main rotor area 9 and that both the axially lateral machining of the rotor 1 and the axially lateral assembly of the wing are decidedly easier to accomplish , as if the bearing area 13 would be closed in a cylindrical shape and therefore the wing slot 11 would have to be made radially laterally from the cylinder surface 9, and the wing 11 would also have to be installed radially laterally outside the pump before the rotor 1 is inserted into the pump housing.
  • the corresponding housing part 17 of the vacuum pump is shown, which receives the second bearing area 13 of the rotor 1 in a cylindrical recess 15 and can thus support the bearing area 13 laterally when the fork-shaped bearing ends are spread apart and can absorb the deflection.
  • the housing part 17, for example a housing cover, can consist of die-cast aluminum or plastic and can also be a stamped part made of sheet metal.

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Abstract

Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe für Bremskraftverstärkersysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Rotor, welcher einen Schlitz für einen Monoflügel und zwei Lagerbereiche aufweist.

Description

PUMPENROTOR
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe für Bremskraftverstarkersysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Rotor, welcher einen Schlitz für ei- nen Monoflügel und zwei Lagerbereiche aufweist.
Derartige Pumpen sind bekannt. Dabei wird der Flügelschlitz zwischen beiden Lagerbereichen eingebracht, so dass beide Lagerbereiche auf der Antriebsseite und auf der der Antriebsseite entgegengesetzten Seite des Rotors durchgehende, ununter- brochene Lageroberflächen aufweisen. Das radial seitliche Einbringen des Flügels in den Rotor ist aufgrund der damit verbundenen Bearbeitung und der notwendigen Toleranzen für die Flügelschlitzbreite, insbesondere auch zur Gewährleistung einer guten Abdichtung durch geringe Dichtspalte innerhalb der Pumpe, aufwendig und sowohl für die Fertigung als auch für die Montage mit hohen Kosten verbunden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe darzustellen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe für Bremskraftverstarkersysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Rotor, welcher einen Schlitz für einen Monoflügel und zwei Lagerbereiche aufweist, wobei der zweite Lagerbereich durch einen Schlitz unterbrochen sein kann. Erfindungsgemäß entspricht die Schlitzbreite im Lagerbereich der Breite des Flügelschlitzes. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher der zweite Lagerbereich auf der der Rotorantriebsseite abgewandten Rotorseite angeordnet ist. Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher der Schlitz bei der Fertigung von der der Rotorantriebsseite abgewandten Rotorseite axial eingearbeitet werden kann. Das hat den Vorteil, dass auch der Flügelschlitz selbst durch eine axial seitliche Bearbeitung von der der Rotorantriebsseite abgewandten Rotorseite eingebracht werden kann und damit eine genaue Ferti- gungsqualität und Fertigungstoleranz des Flügelschlitzes auf einfache Weise möglich ist. Auch ist anschließend bei der Flügelmontage ein axial seitliches Einbringen des Flügels in den Rotor innerhalb des Pumpengehäuses möglich, was auch zu einer vereinfachten Montage führt.
Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher der zweite Lagerbereich in einer ∑ylin- derförmigen oder ringförmigen Ausnehmung eines Pumpengehäuseteils, wie z. B. eines Gehäusedeckels, geführt und abgestützt werden kann. Das hat den Vorteil, dass der zweite Lagerbereich im Belastungsfall trotz seiner Unterbrechung durch den Schlitz mit seinen Gabelhälften sich im Gehäusedeckel abstützen kann und somit auf jeden Fall eine Entlastung der Rotorhauptlagerung im ersten Rotorlagerbereich bewirkt, was z. B. bei einer einseitigen Rotorlagerung nicht der Fall wäre. Der Rotor einer Vakuumpumpe wird normalerweise einseitig gelagert. Durch den zweiten Lagerbereich, welcher durch den Schlitz geteilt wird, ist auf jeden Fall eine Entlastung des Hauptlagers möglich, ohne die Nachteile eines ungeteilten zweiten Lagers, wie z. B. erhöhter Fertigungs- und Montageaufwand, in Kauf nehmen zu müssen.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor in Aufsicht und den Gehäusebereich der zweiten Lagerstelle.
Figur 2 zeigt perspektivisch einen erfindungsgemäßen Rotor. Figur 3 zeigt perspektivisch die Lagerstelle im Pumpengehäuseteil für den zwei-ten Lagerbereich.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Rotor 1 in Aufsicht dargestellt. Der Rotor ist vorzugsweise einstückig ausgeführt, z. B. aus Sintermetall, einem Aluminiumwerkstoff oder Kunststoff, und besitzt einen Antriebsteil 3, über den ein Antriebsdrehmoment für den Rotor mittels einer Kupplung eingeleitet wird. An den Antriebsteil 3 schließt sich mit einem entschieden größeren Durchmesser ein erster Lagerbereich 5 an, welcher praktisch eine zylindrische Form hat und von einer Schmierölöffnung 7 durchdrungen wird, wodurch Schmieröl in den Lagerbereich des Rotors und in die Vakuumpumpe zur Schmierung und Spaltabdichtung eingebracht werden kann. An den Lagerbereich 5 schließt sich ein zylindrischer Teil 9 mit größerem Durchmesser an, welcher einen Schlitz 11 zur Führung eines Monoflügels aufweist. An den zylindrischen Rotorteil 9 schließt sich ein weiterer zylindrischer Teil 13 mit geringerem Durchmesser an, weicher den zweiten Lagerbereich des Rotors darstellt. Der zweite Lagerbereich 13 wird in einer ringförmigen Vertiefung 15 eines Gehäuseteils 17 ge- lagert, wobei hier die übertrieben groß dargestellten Abstände zwischen dem zweiten Lagerbereich 13 und der ringförmigen Vertiefung 15 in Wirklichkeit kleiner sind und nur die sogenannten Laufspiele, welche ein Klemmen des Rotors verhindern sollen, und Fasen zur Erleichterung der Montage deutlich machen sollen. Man erkennt, dass der Flügelschlitz 11 auch den zweiten Lagerbereich 13 durchdringt. Das bedeutet, dass bei der Fertigung des Flügelschlitzes 11 , z. B. durch axiales seitliches Einfräsen durch den Lagerbereich 13 hindurch in den Rotorbereich 9 oder direkt beim Spritzgießen, der Flügelschlitz eingebracht werden kann und als einzige Fertigungstoleranz in axialer Richtung die Tiefe des Schlitzes 11 bis zur Flügelanlagefläche 19 bei diesem Fertigungsprozess geregelt werden muss. Die Tiefe des Schlitzes 11 in Verbin- dung mit dem Flügel, der hier nicht dargestellt ist, ermöglicht das axiale Laufspiel des Flügels im Pumpengehäuse und hat somit Einfluss auf die Größe der entsprechenden seitlichen, axialen Dichtspalte des Flügels und des Rotors 1 im Pumpengehäuse. Obwohl die zweite Lagerstelle 13 durch den Schlitz 11 geteilt ist und somit durch ihre gabelförmige Ausführung unter Belastung auseinander federn könnte, bietet sie jedoch gegenüber einseitig gelagerten Rotoren den Vorteil, dass durch Abstützen der geteilten Lagerhälften des Lagerbereichs 13 in der Ringnut 15 Belastungen, die insbesondere beim Kaltstart auftreten, abgefangen werden können und somit eine erhebliche Entlastung der Rotorhauptlagerung im Bereich 5 erzielt werden kann.
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor 1 in perspektivischer Darstellung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und sollen zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal erläutert werden. Hier ist insbesondere in der perspektivischen Darstellung zu erkennen, dass der Rotorschlitz 11 seitlich durch den Lagerbereich 13 bis in den Rotorhauptbereich 9 eingebracht werden kann und dadurch sowohl die axial seitliche Bearbeitung des Rotors 1 als auch die axial seitliche Montage des Flügels entschieden einfacher zu bewerkstelligen sind, als wenn der Lagerbereich 13 zylinderförmig geschlossen wäre und deshalb der Flügelschlitz 11 radial seitlich von der Zylinderfläche 9 her gefertigt werden müsste, als auch die Montage des Flügels in den Schlitz 11 radial seitlich außerhalb der Pumpe vollzogen werden müsste, bevor der Rotor 1 ins Pumpengehäuse eingesetzt wird.
In Figur 3 ist der entsprechende Gehäuseteil 17 der Vakuumpumpe dargestellt, welcher den zweiten Lagerbereich 13 des Rotors 1 in einer zylinderförmigen Vertiefung 15 aufnimmt und damit bei Aufspreizung der gabelförmigen Lagerungsenden den Lagerbereich 13 seitlich abstützen und die Aufbiegung auffangen kann. Der Gehäu- seteil 17, beispielsweise ein Gehäusedeckel, kann dabei aus Aluminiumdruckguss oder Kunststoff bestehen als auch ein aus Blech gefertigtes Stanzteil sein.
Bezuqszeichenliste
I Rotor
3 Antriebsteil 5 erster Lagerbereich
7 Schmierölöffnung
9 zylindrischer Teil mit großem Durchmesser
I I Schlitz
13 zweiter Lagerbereich 15 ringförmige Vertiefung 17 Gehäuseteil

Claims

Patβntansprüche
1. Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe für Bremskraftverstarkersysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Rotor (1), welcher einen Schlitz (11) für einen Monoflügel und zwei Lagerbereiche (5, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lagerbereich (13) durch einen Schlitz (11) unterbrochen sein kann.
2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzbreite im Lagerbereich (13) der Breite des Flügelschlitzes (14) entspricht.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lagerbereich (13) auf der der Rotorantriebsseite abgewandten Rotorseite angeordnet ist.
4. Pumpe nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (11) bei der Fertigung von der der Rotorantriebsseite abgewandten Rotorseite axial eingearbeitet werden kann.
5. Pumpe nach Anspruch 1 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lagerbereich (13) in einer zylinderförmigen oder ringförmigen Ausnehmung (15) eines Pumpengehäuseteils (17), wie z. B. eines Pumpendeckels, geführt und abgestützt werden kann.
6. Pumpe nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lagerbereich (13) eine Entlastung des ersten, auf der Rotorantriebsseite angeordneten Lagerbereichs (5) bewirken kann.
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