[0001] Die Erfindung betrifft eine Flügelzellen-Vakuumpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Derartige Flügelzellenpumpen finden Verwendung zur Erzeugung eines Unterdrucks für
die Bremskraftverstärkung in Diesel-Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugen mit Kraftstoffeinspritzung.
[0003] Die Flügelzellen-Vakuumpumpe nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ihr
Rotor, der zur Flügelführung dient, fliegend gelagert und mit dem einseitig angesetzten
Lageransatz aus einem Stück hergestellt ist.
[0004] Bei derartigen Flügelzellenpumpen, die bekannt sind, ist der Durchmesser des Rotors
größer als der Durchmesser des Lageransatzes. Daher muß der Rotor genau zwischen
die Deckel des Lageransatzes eingepaßt werden.
[0005] Zum einen ist das Spiel des Rotors zwischen den Gehäusedeckeln gering zu halten.
Dies bedingt einen entsprechenden Fertigungsaufwand. Zum anderen hat diese Konstruktion
den Nachteil, daß die enge Anlage des Rotors an der einen Seite ein entsprechend vergrößertes
Spiel auf der anderen Seite und damit eine Undichtigkeit auf dieser anderen Seite
zur Folge hat.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden.
[0007] Die Lösung geschieht dadurch, daß Lageransatz und Rotor denselben Außendurchmesser
haben. Hierdurch entsteht ein Dichtproblem nur noch am freien Ende des Rotors. Am
lagerseitigen Ende des Rotors erfolgt die Dichtung durch den Lageransatz und das
dort befindliche, vorzugsweise als Gleitlager ausgeführte Lager.
[0008] Zwar ist durch DE-A 35 10 681 eine Flügelzellenpumpe bekannt, in der der Rotor beidseits
auf seinem Umfang durch Dichtringe abgedichtet ist und zusätzlich beidseitig in Kugellagern
gelagert ist. Bei dieser Ausführung bedeuten die Lager ein statische Überbestimmung
der Dichtung, so daß die Funktion der Dichtung nur um den Preis einer sehr starken
Zusammenpressung der Dichtung und hohen Verschleißes zu erhalten ist. Überdies besteht
auf der dem Innenraum zugewandten Seite der Dichtung ein Kurzschluß zwischen den
einzelnen Flügelzellen in Umfangsrichtung, so daß die Pumpe nicht als Vakuumpumpe
brauchbar ist. Ferner tritt eine selbsttätige, axiale Ausrichtung des Rotors im Gehäuse
ein.
[0009] Zur Verkleinerung der Masse, aber auch zur Schmierölzufuhr wird der Rotor vorzugsweise
als Rohr, und zwar vorzugsweise als Rohr mit von vorne bis hinten gleichbleibendem
Innendurchmesser hergestellt.
[0010] Durch die Erfindung wird es möglich, Werkstoffe mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
wie z.B. Aluminium für das Gehäuse und Stahl für die Rotoren zu verwenden, ohne daß
durch die Unterschiede der Wärmeausdehnung zu große Spalte entstehen. Der Spalt im
Bereich des Gleitlagers ist hinsichtlich seiner Dichtigkeit von den Unterschieden
im Temperaturverhalten der gepaarten Werkstoffe insofern unabhängig, als dieser Spalt
ausreichend lang ist, so daß auch bei verhältnismäßig großer Spaltweite eine ausreichend
gute Dichtung gegeben ist.
[0011] Die axiale Festlegung des Rotors, die gleichzeitig eine dichtende Anlage des Rotors
an dem von der Lagerseite abgewandten Gehäusedeckel zur Folge haben muß, kann durch
Führungen geschehen, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind. So kann diese Haltekraft
z.B. durch die Antriebswelle ausgeübt werden.
[0012] Dies bedingt eine besondere Art der Kupplung mit der Antriebswelle. Derartige Kupplungen
sind im Automobilbau zuweilen unerwünscht, da die Flügelzellenpumpe auch als Ersatzteil
dient, das ausgetauscht werden kann, ohne daß der Motor dabei demontiert werden muß.
Außerdem hat eine mechanische Führung zur axialen Festlegung des Rotors auch einen
entsprechenden Verschleiß der Führung zur Folge. Um diese Nachteile zu vermeiden,
wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Rotor axial beweglich gelagert und mit der Antriebswelle
axial beweglich gekuppelt ist, wobei das lagerseitige Rotorende mit seiner Antriebsstirnseite
aber Atmosphärendruck steht und z.B. aus dem Pumpengehäuse herausragt. Hierdurch wird
erreicht, daß der Rotor durch den Außendruck mit seiner freien Stirnseite gegen den
Gehäusedeckel gedrückt wird. Die Andrückung ist um so stärker, je stärker das erzeugte
Vakuum ist.
[0013] Diese Maßnahmen schließen nicht aus, daß trotzdem eine Führung vorgesehen wird, die
zwar einerseits die axiale Beweglichkeit des Rotors gewährleistet, die aber andererseits
verhindert, daß der Rotor im ausgebauten Zustand der Pumpe aus dem Gehäuse unbeabsichtigt
herausfallen kann. Diese Führung kann jedoch mit großem axialen Spiel und dementsprechend
verschleißfrei ausgeführt werden.
[0014] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
[0015] Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gehäuse;
Fig. 2 einen Normalschnitt durch das Gehäuse;
Fig. 3 eine axiale Ansicht des Gehäusedeckels.
[0016] Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Flügelzellenpumpe 1 ist an das Kurbelgehäuse
2 eines Kraftfahrzeugmotors durch Flansch 13 angeflanscht und mit Dichtung 14 abgedichtet.
In dem Pumpengehäuse 4 ist der kreiszylindrische Rotor 5 drehbar gelagert. Hierzu
weist das Pumpengehäuse, dessen Querschnittsform später erläutert wird, einen exzentrischen
Ansatz auf, der das Lagergehäuse 37 bildet. Das Lagergehäuse 37 ragt in das Kurbelgehäuse
und ist darin zentriert. Der Rotor ist so gelagert, daß er an einer Stelle, dem sog.
unteren Totpunkt, in Umfangskontakt mit dem Gehäuse steht. Es sei erwähnt, daß das
Lagergehäuse 37 eine Gleitlagerung für das freie Ende des Rotors 5 bildet. Es ist
daher eine Axialnut angedeutet, die zur Schmierung dieses Gleitlagers dient.
[0017] Der Rotor 5 ist ein Rohr, das zwischen seinen beiden Enden gleichen Außendurchmesser
hat. Eine Innenbohrung 21 erstreckt sich über die gesamte Länge des Rohres. Im Bereich
des Gehäuses besitzt das Rohr einen einzigen Führungsschlitz 6, der in einer Axialebene
liegt, der die Innenbohrung durchdringt und dessen axiale Länge genau der axialen
Länge des Pumpengehäuses 4 entspricht. Im dem Führungsschlitz 6 ist ein einziger Flügel
7 gleitend geführt. Die Breite des Flügels entspricht der axialen Länge des Pumpengehäuses.
Der Flügel 4 kann aus einem Stück gefertigt sein. Er kann aber auch an seinen Enden
Dichtleisten aufweisen, die in Nuten 9 des Flügels 7 - in radialer Richtung - gleitend,
jedoch dichtend geführt sind. Entlüftungsbohrungen 10, die den Grund der Nuten 9 mit
der - in Drehrichtung gesehen - Vorderseite des Flügels verbinden, gewährleisten,
daß in den Nuten 9 stets der höchste in der Pumpe herrschende Druck vorhanden ist,
so daß die Dichtleisten 8 nach außen gedrückt werden. In jedem Fall, d.h. auch wenn
der Flügel 9 - wie in Fig. 3 einskizziert - nur aus einem Stück besteht, ist der Flügel
ggf. einschließlich der Dichtleiste so lang, daß er - dank der später noch zu beschreibenden
Querschnittsform des Gehäuses - in jeder Drehstellung dichtend am Umfang des Gehäuses
4 anliegt. Ferner sind die Flügelenden in jedem Falle mit einem Radius r abgerundet.
Dieser Radius wird möglichst groß gewählt und ist jedenfalls größer als die halbe
Dicke des Flügels 7.
[0018] Wenn der Flügel mit Dichtleisten versehen wird, so weisen diese außerhalb der Führungsnuten
einen Kopf auf, der wesentlich breiter als die Führungsnuten 9, jedoch etwas schmaler
als der Flügel 7 ist.
[0019] Die Umfangswand des Pumpengehäuses 4 ist so bestimmt, daß sie im Querschnitt eine
Äquidistante zu einer Pascalschen Spirale mit dem Krümmungsradius der Flügelenden
r als Abstand darstellt, sofern die Flügelenden kreisförmig gekrümmt sind. Sofern
die Flügelenden im Querschnitt nicht kreisförmig gekrümmt sind, ist der Abstand zwischen
dem Gehäusequerschnitt und der Pascalschen Spirale gleich dem Abstand der Berührkante
von der Mittelebene des Flügels mit den jeweiligen Mantellinien des Gehäuses, wobei
dieser Abstand auf der Normalen in der Berührkante gemessen wird.
[0020] Alternativ kann die Umfangswand des Pumpengehäuses so bestimmt sein, daß sie eine
in sich geschlossene Kurve ist, die der geometrischen Anforderung genügt, daß alle
Sekanten durch den Rotormittelpunkt die gleiche Länge haben, wobei diese Länge im
wesentlichen gleich der Flügellänge L ist. Diese Forderung gilt, wenn der Flügel mit
spitzen Enden ausgeführt ist. Wenn der Flügel jedoch - wie in Fig. 2 gezeigt ist
- einen großen Krümmungsradius besitzt, so umschreibt die Umfangswand des Pumpengehäuses
im Querschnitt eine Äquidistante zu einer in sich geschlossenen Kurve, die der geometrischen
Forderung genügt, daß alle Sekanten durch den Rotormittelpunkt die gleiche Länge haben
und so lang sind wie die Flügellänge L - 2r. Die Äquidistante hat von dieser Kurve
einen Abstand, der im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius r der Flügelköpfe ist.
Sofern die Flügelenden nicht kreisförmig gekrümmt sind, wird die Umfangswand des Pumpengehäuses
durch den Abstand von der zuvor ermittelten Kurve gefunden, den die momentanen Berührkanten
auf ihrer Normalen zu der Flügelmittelebene haben.
[0021] Zur Konstruktion des Querschnitts der Flügelzellenpumpe wird also zunächst die Flügellänge
sowie der Außendurchmesser des Rotors 5 festgelegt. Die Differenz zwischen der Flügellänge
und dem Außendurchmesser bestimmt sehr wesentlich das Fördervolumen der Pumpe. Die
Differenz ist begrenzt durch Festigkeits- und sonstige Überlegungen. Da der Rotor
im Gehäuse so gelagert ist, daß er an seiner Stelle, dem sog. unteren Totpunkt, im
Umfangskontakt mit dem Gehäuse steht, taucht der Flügel 7 in dem unteren Totpunkt
- wie in Fig. 2 dargestellt - vollständig in den Führungsschlitz 6 des Rotors 5 ein.
Es wird nunmehr für die Krümmungsmittelpunkte K der Flügelenden die Pascalsche Spirale
oder eine sonstige geschlossene Kurve um den Mittelpunkt M des Rotors 5 konstruiert,
die der Forderung genügt, daß alle Sekanten durch den Rotormittelpunkt M die gleiche
Länge haben, wobei diese Länge gleich der Flügellänge zwischen den beiden Krümmungsmitttelpunkten
K ist. Die Umfangswand des Pumpengehäuses 4 ergibt sich sodann als die Äquidistante
mit dem Abstand r. Die Krümmungsmittelpunkte K der Flügelenden bewegen sich also auf
einer Pascalschen Spirale um den Mittelpunkt des Rotors. Dadurch ist gewährleistet,
daß der Flügel stets mit seinen Flügelenden dichtend am Umfang des Pumpengehäuses
4 anliegt.
[0022] Wie Fig. 2 schematisch darstellt, besitzt das Pumpengehäuse 4 den Saugeinlaß 11 mit
einem darin angeordneten Rückschlagventil 31 sowie einen Auslaß 12 mit einem darin
angeordneten Rückschlagventil 24. Der Einlaß 11 ist etwa um 90° gegenüber der Totpunktlage
versetzt und der Einlaß 12 liegt im Bereich vor dem unteren Totpunkt - in Drehrichtung
35 gesehen.
[0023] Wie Fig. 1 zeigt, ist das Einlaßventil 31 als Pilzventil ausgebildet. Es handelt
sich um einen pilzförmigen Gummikörper, der mit seinem Stil in eine gelochte Ventilplatte
eingesetzt ist und der mit den Rändern seines Kopfes dichtend auf der Ventilplatte
aufliegt und dabei die Löcher der Ventilplatte umschließt. Bei eintretender Luft stülpt
sich der Kopf derart in Saugrichtung um, das die Saugöffnung freigegeben wird. In
der Gegenrichtung sperrt der Kopf.
[0024] Wie Fig. 1 und Fig. 3 zeigen, weist der Auslaß zunächst eine Nut 36 in der Stirnseite
des Pumpengehäuses auf, die sich über einen größeren Auslaßbereich erstreckt. Von
dieser Nut aus durchdringt der Auslaßkanal 12 den Gehäusedeckel. Der Auslaßkanal 12
mündet in einer Auslaßkammer 25. Das Ventil 24 ist als Federblattventil ausgebildet,
das einseitig eingespannt ist und die Auslaßöffnung in der Auslaßkammer 25 überdeckt.
Die Auslaßkammer ist so ausgebildet, daß sie das Ventil 24 einschließt und daß sie
sich an das Lagergehäuse 37 des Pumpengehäuses anschließt. Die Auslaßkammer 25 wird
durch einen Deckel 32 verschlossen. Das Lagergehäuse 37 besitzt eine radiale Stichbohrung
27, die von der Auslaßkamme 25 ausgeht und in eine Ringnut 26 mündet. Die Ringnut
26 liegt im Innenumfang des Lagergehäuses 37 und wird durch den Außenumfang des Rotors
begrenzt. Die Ringnut 26 kann auch auf dem Außenumfang des Rotors gebildet und durch
den Innenumfang des Lagergehäuses 37 begrenzt werden. Der Rotor besitzt eine Radialbohrung
28, die in derselben Normalebene wie die Ringnut 26 liegt und die daher die Innenbohrung
21 des Rotors mit der Ringnut verbindet. Die Radialbohrung 28 läuft um und ist in
Fig. 1 nur zufällig in der Zeichnungsebene gelegen.
[0025] Der Rotor weist an seinem Lagerende, das in das Kurbelgehäuse 2 ragt, eine etwas
vergrößerte Ausdrehung auf, in die eine Antriebswelle des Motors mit ihrer Kupplungsscheibe
15 hineinragt. Bei der Antriebswelle 3 kann es sich z.B. um die Antriebswelle für
die Einspritzpumpe handeln. Die Kupplungsscheibe 15 wird mit Schraube 18 auf der
Antriebswelle befestigt. Die Kupplungsscheibe 15 besitzt an einer Stelle ihres Umfangs
einen Kupplungslappen 16, der in einen Einschnitt 17 (vgl. Fig. 3) des Rotors 5 eingreift,
ohne die axiale Beweglichkeit des Rotors zu hindern. Die Antriebswelle 3 und die
Schraube 18 besitzen eine zentrische Ölzufuhrbohrung 19. In der Schraube gabelt sich
diese axiale Bohrung in zwei oder mehr Öleinspritzbohrungen 20, wobei die Öleinspritzbohrungen
20 in die Innenbohrung 21 des Rotors 5 derart gerichtet sind, daß sie den Flügel 7
nicht treffen.
[0026] Der Rotor besitzt in seiner Innenbohrung 21 einen umlaufenden Bund 22, der zwischen
dem Radialkanal 28 und dem Rotorende angebracht ist. Es sei bemerkt, daß der Rotor
an seinem freien Ende offen ist; das heißt: Der Innenumfang des Bundes 22 bildet mit
dem Kopf der Schraube 18 und die Kupplungsscheibe 15 bildet mit der Ausdrehung 23
einen Ringspalt, der die Innenbohrung 21 des Rotors mit dem Kupplungsgehäuse verbindet.
[0027] Der Rotor 5 wird durch Antriebswelle 3 mit Drehrichtung 35 angetrieben. Dabei führt
der Flügel 7 in dem Führungsschlitz 6 eine Relativbewegung aus und liegt mit seinen
beiden Enden dichtend und gleitend am Gehäuseumfang des Pumpengehäuses 4 an.
[0028] Der große Krümmungsradius der Flügelenden hat den Vorteil, daß die Flächenpressung
des Flügels am Gehäuseumfang gering ist, daß andererseits aber zwischen jedem Flügelkopf
und dem Gehäuseumfang ein verhältnismäßig breiter Spalt entsteht. In diesem Spalt
kann sich ein Ölpolster ausbilden, das einer seits dynamisch tragfähig ist und andererseits
eine gute Dichtwirkung hat. Infolge des großen Krümmungsradius wechselt die Anlagelinie
des Flügelkopfes am Gehäuseumfang ständig. Dies hat einerseits eine gute Kühlung zur
Folge, so daß es nicht zu örtlichen Überhitzungen des Flügels infolge der Reibung
kommt. Zum anderen wird hierdurch auch der Verschleiß gemindert und im übrigen eine
gleichmäßige Verteilung des Verschleißes bewirkt, so daß mit einer langen Standzeit
des Flügels zu rechnen ist.
[0029] Die Erfindung gestattet die Verwendung eines Flügels mit großen Kopfradien und gewährleistet
trotzdem eine satte Anlage der Flügelköpfe am Gehäuseumfang in jeder Drehlage, und
zwar dadurch, daß das Pumpengehäuse im Querschnitt als Äquidistante ausgebildet wird
zu einer Pascalschen Spirale, die für den Mittelpunkt des Krümmungskreises der Flügelköpfe
konstruiert ist.
[0030] Dabei ist die Verwendung eines Flügels mit Dichtleisten 8 an den Flügelköpfen nicht
unbedingt erforderlich. Die Dichtleisten können jedoch zum Ausgleich von Toleranzen
und zum Ausgleich eines Verschleißes des Pumpengehäuses und der Flügel dienen. Bei
Verwendung der Dichtleisten ist von besonderer Wichtigkeit, daß die Dichtleisten außerhalb
der Führungsnut 9 wesentlich, und zwar bis auf annähernd die Flügelbreite verbreitert
sind. Hierdurch wird ermöglicht, daß auch die Dichtleisten mit einem großen Krümmungsradius
hergestellt werden können, so daß sich die Anlagelinien der Köpfe der Dichtleisten
8 bein einer Rotorumdrehung in einem weitern Bereich ändert. Wenn die Kopfenden der
Dichtleisten annähernd so dick wie der Flügel ausgebildet sind, so hat dies den Vorteil,
daß in der unteren Totlage - wie Fig. 2 zeigt - nur eine geringe Ölmenge in dem Führungsschlitz
6 des Rotors eingeschlossen ist und mitgeschleppt wird. Andererseits wird dadurch,
daß das Kopfende der Dichtleiste etwas schmaler als der Flügel ist, verhindert, daß
die Dichtleisten beim Einfahren des Flügels mit der Dichtleiste in den Rotorschlitz
an den Längskanten des Rotorschlitzes hängenbleiben.
[0031] Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, ist der Rotor ein Rohr, das über seine gesamte
Länge gleichen Außendurchmesser hat. Gegenüber der üblichen Ausführung, bei der die
Rotorwelle einen kleineren Durchmesser als der Rotor hat, gewinnt der Rotor an Stabilität.
Wegen dieser verbesserten Stabilität ist es möglich, den Rotor dünnwandig und damit
massearm auszuführen. Die Wandstärke ist bei dieser Ausgestaltung des Rotors dadurch
begrenzt, daß die Rotorwandung im Führungsschlitz 6 eine gute, d.h. gut dichtende
und geringe Flächenpressung verursachende Führung für den Flügel darstellen muß.
[0032] Bei dieser Ausgestaltung des Rotors wird ferner ein verhältnismäßig kleiner Außendurchmesser
des Rotors ermöglicht, wobei man wissen muß, daß die Differenz zwischen Flügellängen
und Außendurchmesser des Rotors - abgesehen von der Flügeldicke - im wesentlichen
das Fördervolumen der Pumpe bestimmt.
[0033] Die Ausbildung des Rotors hat aber auch weitere Vorteile: Wie aus Fig. 1 ersichtlich,
befindet sich der Lagerbereich im Lagergehäuse 37 in unmittelbarer Nachbarschaft zu
den im Pumpengehäuse gebildeten Flügelkammern. Infolge dieser unmittelbaren Verbindung
zwischen den Flügelkammern und dem Gleitlager ist der Gleitlagerbereich ständig wechselnden
Druckgradienten unterworfen. Hierdurch wird eine gute Verteilung des Schmieröls im
Lagerbereich bewirkt.
[0034] Ganz entscheidend ist aber, daß ein Rotor dieser Art sich besonders gut im Gehäuse
abdichten läßt. Die kritischen Dichtstellen des Rotors von Flügelzellenpumpen sind
üblicherweise die Spalte, die zwischen den Stirnflächen des Rotors einerseits und
des Pumpengehäuses andererseits gebildet werden. Wenn bei den bekannten Flügelzellenpumpen,
deren Rotor einen größeren Durchmesser als die Rotorwelle hat, eine Stirnfläche des
Rotors dicht an die Stirnfläche des Pumpengehäuses gedrückt wird, so entsteht auf
der anderen Seite ein um so größerer Spalt. Dies ist hier, wo Rotorwelle und Rotor
gleichen Außendurchmesser haben, nicht der Fall. Die Dichtung des Spalts 33 zwischen
der Rotorstirnfläche und der anliegenden Gehäusewand erfolgt dadurch, daß sich in
dem Spalt 33 der im Pumpengehäuse herrschende Unterdruck fortsetzt. Es bildet sich
also in diesem Spalt ein zentrales Druckgradientenfeld aus. Auf der Lagerseite ist
die Rotorstirnfläche dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Es herrscht also eine resultierende
Druckkraft, die den Rotor mit seiner vom Lager abgewandten Stirnfläche gegen die entsprechende
Stirnfläche des Pumpengehäuses dichtend drück. Dabei entsteht ein Selbstregeleffekt.
Bei großem Spalt 33 baut sich der Unterdruck im Pumpengehäuse 4 nur auf einer verhältnismäßig
großen radialen Länge des Spaltes ab, so daß die mit Unterdruck beaufschlagte Ringfläche
groß und damit auch die Differenz der Druckkräfte, die auf die beiden entgegengesetzten
Stirnflächen des Rotors einwirken, groß ist. Diese große Differenz wirkt im Sinne
einer Verkleinerung des Spalts und damit einer besseren Abdichtung. Er erfolgt damit
ein automatisches Einpendeln der Anpreßkraft auf einen Wert, der einen optimalen Kompromiß
zwischen Abdichtung einerseits und Verschleiß andererseits darstellt.
[0035] Bei dieser Ausführung des Rotors ist es nicht erforderlich, Rotor und Pumpengehäuse
aus Materialien mit gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten herzustellen. Denn es
ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die gute Abdichtung des Rotors auf der einen Seite
keine Umdichtigkeit auf der Gegenseite bewirkt, da sich die Verhältnisse im Gleitlager
37 bei Axialverschiebung des Rotors nicht ändern. Das Gleitlager andererseits ist
dichtungsmäßig auch unproblematisch, da es beliebig lang ausgeführt werden kann, so
daß Spaltänderungen des Lagerspaltes z.B. infolge Temperaturänderungen ohne nachteilige
Auswirkungen bleiben.
[0036] Eine weitere Besonderheit der Pumpe besteht darin, daß der Luftauslaß zunächst mit
seinem ganzen Querschnitt in das Rotorinnere zurückgeführt ist und über das Rotorinnere
in das Kurbelgehäuse des Motors mündet. Diese Maßnahme dient der Herstellung eines
Ölkreislaufs. Das Schmieröl wird der Pumpe durch Ölzufuhrbohrung 19 und Öleinspritzbohrungen
20 zugeführt. Dabei gelangt das Öl zunächst in die Innenbohrung des Rotors 5, und
zwar in den Bereich des Führungsschlitzes 6. Infolge der Zentrifugalkraft wird das
Öl als Film oder Mantel auf dem Innenumfang des Rotors verteilt. Dieser Mantel umgibt
auch die Spalte, die der Führungsschlitz 6 mit dem Flügel 7 bildet. Es ist weiter
zu berücksichtigen, daß das gesamte Pumpengehäuse 4 außerhalb des Rotors unter Unterdruck
steht, und zwar nicht nur auf der Saugseite, sondern - zunachst nach kurzem Betrieb
- auch auf der sog. Auslaßseite im Bereich des Auslasses 12. Dies wird dadurch bewirkt,
daß das Pumpengehäuse durch die Rückschlagventile 31 und 24 nur in Saugrichtung durchströmt
werden kann. Infolge des Unterdrucks im Pumpengehäuse 4 und infolge der Zentrifugalkräfte
wird nun das Öl, das sich auf den Innenumfang des Rotors 5 legt, in die Dichtspalte
des Führungsschlitzes 6 sowie in den Dichtspalt 33, den die Stirnseite des Rotors
mit der Stirnseite des Pumpengehäuses 4 bildet, hineingezogen und in die Flügelzellen
gefördert. In den Flügelzellen wird das Schmieröl durch den umlaufenden Flügel mitgerissen
und bildet in den Schmierspalten zwischen den Flügelköpfen und dem Gehäuseumfang einen
Schmier- und Dichtfilm. Gleichzeitig wird aber auch das Schmieröl durch die Auslaßnut
36 und den Auslaßkanal 12 mit der Auslaßluft zurück in die Auslaßkammer 25 gefördert.
Von dort gelangt das Schmieröl durch Stichbohrung 27 in die Ringnut 26. Diese Ringnut
26 steht unter atmosphärischem Druck. Daher kann sich das Schmieröl von hier in die
Lagerspalte und die Schmiernut des Lagers verteilen. Es wird zum Teil durch die Lagerspalte
zurück in den Pumpenraum des Pumpengehäuses 4 gesaugt; ein anderer Teil sickert in
das Kurbelgehäuse. Die Hauptmenge des in der Abluft enthaltenen Schmieröls wird jedoch
zurück in die Innenbohrung 21 des Rotors gefördert. Von dort können überschüssige
Schmierölmengen durch die Ringspalte, die zwischen der Antriebswelle 3 bzw. Kupplungswelle
15 und Schraube 18 zum Rotor hin gebildet werden, in das Kurbelgehäuse zurücklaufen.
Insbesondere kann, wenn das Ölangebot durch Ölzufuhrbohrung 19 gering ist, kann dieser
Rücklauf jedoch auch durch Anbringung der Wulst bzw. des Bundes 22 verhindert werden.
Die radiale Höhe des Bundes 22 bestimmt, eine wie große Menge des bereitgestellten
Öls im Kreislauf der Flügelzellenpumpe bleiben soll. Infolge der Zentrifugalkraft
bildet sich zusammen mit dem durch Ölzufuhrbohrung 19 zugeführten Öl ein Mantel auf
dem Innenumfang der Innenbohrung 21, der die Schichtdicke des Bundes 22 hat. Die Ölzufuhr
von außen kann mithin auf die geringen Mengen begrenzt werden, die im Gleitlager 37
verlorengehen, d.h. direkt wieder in das Kurbelgehäuse abgeführt werden.
[0037] Die Ölmenge, die sich im Kreislauf befindet, bestimmt dabei nicht nur die Schmier-,
sondern auch die Dichtwirkung in den Bereichen der Spalte.
[0038] Es sei bemerkt, daß alternativ der Auslaß 12 auch auf der anderen Stirnseite des
Pumpengehäuses angeordnet werden kann. In diesem Fall wird auf der Außenseite dieser
anderen Stirnseite ebenfalls eine Ventilkammer mit Rückschlagventil vorgesehen. Diese
Ventilkammer wird durch einen radial nach innen führenden Kanal und einen achsparallelen
Stichkanal zurück in den durch die Innenbohrung 21 gebildeten Raum geführt.
[0039] Ferner ist es möglich, Auslaßkanäle im Pumpenbereich des Rotors vorzusehen, wobei
sodann jeweils ein radialer Auslaßkanal mit Rückschlagventil jeder Flügelzelle zugeordnet
ist. Auch hierdurch wird gewährleistet, daß die Abluft und die darin enthaltenen Schmierölmengen
in das Motorinnere zurückgeführt und die Schmierölmengen wieder zur Schmierung bereitstehen.
Der Bund 22 ist in jedem Falls irgendwo zwischen der Einmündung des Auslasses in die
Innenbohrung 21 des Rotors und dem freien Rotorende vorgesehen. Dabei liegt der Bund
vorzugsweise zwischen dem freien Rotorende und dem Beginn des Flügelschlitzes, so
daß die rückgeführten und gestauten Schmierölmengen vor allem auch zur Schmierung
und Dichtung der Spalte zwischen Führungsschlitz 6 und Flügel bereitstehen.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
[0040]
1 Flügelzellenpumpe
2 Motorgehäuse, Kurbelgehäuse
3 Antriebswelle, Motorwelle, Nockenwelle
4 Pumpengehäuse
5 Pumpenrotor
6 Rotorschlitz, Führungsschlitz
7 Flügel
8 Dichtleiste
9 Nut
10 Entlüftungsbohrung
11 Einlaß, Sauganschluß
12 Auslaß
13 Flansch
14 Dichtung
15 Kupplungsscheibe
16 Kupplungslappen
17 Einschnitt
18 Schraube
19 Ölzufuhrbohrung
20 Öleinspritzbohrung
21 Innenbohrung des Rotors
22 Bund
23 Ringspalt, Ausdrehung
24 Rückschlagventil, Auslaßventil
25 Auslaßkammer
26 Ringnut
27 Stichbohrung
28 Rotorbohrung, Radialbohrung
29 Äquidistante
30 Drehrichtung
31 Einlaßventil
32 Deckel
33 Ringspalt
34 Axialnut
35 Drehrichtung
36 Nut
37 Lagergehäuse