DE3245974C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine solche Pumpe ist durch die FR-A 15 48 031 bekannt. Diese Flügelzellenpumpe dient als Kompressor.

Bei ihr ist das Antriebsrad auf dem Lagerzapfen in Kugellagern gelagert, während das Gehäuse mit dem Antriebsrad zwar drehfest, jedoch unter Zulassung einer Radialbewegung verbunden ist. Diese radiale Beweglichkeit soll die Abdichtung des Pum­ peninnenraumes gegenüber dem ortsfesten Lagerzapfen verbessern.

Die weit auskragende Anbringung des Gehäuses an dem Antriebsrad ist aber bei hohen Drehzahlen mit unzulässigen Unwuchten und Verkantungen des Gehäuses gegenüber dem Zapfen und dem Führungskörper verbunden. Das Andrücken des sekantial geführten Flügels gegen den Gehäuseumfang erfolgt durch den Kompressions­ druck. Das hat Schwankungen des Anpreßdruckes zur Folge.

Durch die US-PS 27 30 076 A ist ein als Flügelzellenmaschine aufgebauter hydraulischer Motor bekannt, der ebenfalls einen Führungskörper für die Flügel aufweist, der an einem ortsfesten Zapfen befestigt ist. Die Flügel werden durch Federn radial nach außen gedrückt. Das Drehmoment wird an dem Außenumfang des Rotors abgenommen. Dabei ist der Rotor auf dem Führungskörper gelagert. Diese Lagerung hat den Nachteil, daß die tragenden Flächen, mit denen der Rotor auf dem Führungskörper aufliegt, relativ klein sind, da zwischen ihnen die Flügelzellen ausgebildet werden. Außerdem liegen die tragenden Flächen auf einem großen Radius, mit der Folge, daß eine hohe Relativ­ geschwindigkeit besteht und ein hoher Verschleiß zu erwarten ist.

Die Andrückung der Flügel mittels Federn hat den Nachteil, daß die Andrückkräfte entsprechend der Federkennlinie vor der radialen Stellung des jeweiligen Flügels abhängen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Pumpe so auszuge­ stalten, daß sie als Unterdruckpumpe in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder Einspritz-Otto-Motor zum Antrieb durch den Kraftfahrzeugmotor über einen Treibriemen geeignet ist, dabei eine möglichst gleichmäßige, pulsationsfreie Unterdruck­ erzeugung bewirkt und eine robuste, gegenüber dem feststehenden Lagerzapfen genau konzentrische, unwuchtfreie Lagerung gewährleistet, bei der die Pumpen- und die Treibriemenkräfte aufgenommen werden, ohne den Lagerfuß gegenüber dem Lagerzapfen zu verkanten.

Die Lösung ergibt sich aus dem Anspruch 1.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Lagerung des Rotors durch den sich axial erstreckenden Lagerzapfen verkantungssi­ cher wird und außerdem eine sichere Abdichtung des Rotorinnen­ raumes ermöglicht. Durch die Aufrechterhaltung einer ständigen Verbindung der Flügelfußräume wird erreicht, daß die auf den Kopf der Flügel wirkende Dichtkraft gegenüber dem Innenmantel des Gehäuses von der radialen Stellung der Flügel und damit der Drehbewegung des unrunden Gehäuses unabhängig ist.

Durch die Verbindung der Flügelfußräume wird das Druckmedium aus den Fußräumen der Führungsschlitze der sich radial einwärts bewegenden Flügel in die Flügelfußräume der sich radial auswärts bewegenden Flügel gefördert. Hierdurch ergibt sich ein geringer und massearmer Druckölfluß.

Dabei ist es allerdings bei dem in der US-PS 25 22 824 beschriebenen Flügelzellen-Kompressor, der ein feststehendes Gehäuse und einen mit den Flügeln umlaufenden Rotor besitzt, bereits bekannt, die Fußräume untereinander zu verbinden und das darin befindliche Öl durch die Flügelbewegungen hin- und herzupumpen. Die Druckerzeugung auf dieses Öl geschieht jedoch durch den in dem Ölsumpf wirkenden auslaßseitigen Kompres­ sionsdruck, der abhängig vom Verbrauch schwanken kann und daher auch zu Schwankungen der auf die Flügel einwirkenden Anpreß­ und Dichtkraft führt.

Der Ringraum, der die Flügelfußräume verbindet, ist auf einer oder auf beiden Seiten des Führungskörpers durch eine entspre­ chende zentrische Ausnehmung in den Gehäusedeckeln und/oder in den Stirnseiten des Führungskörpers gebildet. In diesen Ringraum münden dann der Druckölkanal bzw. die Druckölkanäle. Dabei ist die Druckölzufuhr begrenzt auf die Leckageverluste beim Abdichten der Flügelzellen gegeneinander bzw. zum Schmieren der Gleitflächen der Flügel in den Führungsschlitzen.

Es führt erfindungsgemäß zu einer günstigen Überlagerung von Saugkräften und Zentrifugalkräften, daß die Saugkanäle radial in einem Gehäusedeckel liegen. Die Verbindung dieser Saugkanäle mit dem in dem Führungskörper liegenden, stillstehenden Teil der Saugkanäle über einen Ringkanal bewirkt eine pulsations­ freie Förderung.

Die Druckölzufuhr kann wegen der geringen Mengen auch über eine Drossel erfolgen. Zur verlustfreien Drosselung der Ölzufuhr dient die Ausführung nach Anspruch 2. Hierdurch ergibt sich ein intermittierender oder pulsierender Ölfluß zum Ausgleich der Leckagemengen, wohingegen der Druck in den Flügelfußräumen im wesentlichen konstant bleibt. Die Verwendung von Öl als Druck­ medium hat den Vorteil der verschleißmindernden Schmierung, wobei die Leckagemenge bewußt auch zur Schmierung der Flügel gegenüber den Schlitzen und den Gehäusewandungen sowie der Rotorlagerung benutzt werden kann. Da Druckmedien und insbesondere Drucköl im praktischen Betrieb nicht verschmut­ zungsfrei sind, läßt sich nicht vermeiden, daß zuweilen ein Flügel durch Schmutzpartikel festgeklemmt oder in seiner Beweglichkeit behindert wird. Dies wird vermieden durch die Ausführung der Erfindung nach Anspruch 3. Dabei sollen jedoch die Flügelfüße keinesfalls ständig auf der Stützkurve schlei­ fen, da dies zusätzlichen Verschleiß und Leistungsverlust bedeuten würde. Vielmehr ist der Abstand zwischen dem Gehäuse­ innenumfang und dem Stützkörper bzw. der Stützkurve in der Flügelebene stets etwas größer als die Flügelbreite, gemessen als Abstand zwischen Flügelkopf und Flügelfuß.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 dient der Vergleichmäßigung des Druckes. Es wird vermieden, daß der Druck auf der Aus­ laßseite zwischen Atmosphärendruck und dem erzeugten Unterdruck schwankt.

Um zu vermeiden, daß die ausgeblasene Luft unter die Gegen­ wirkung der Zentrifugalkraft gerät, wird die Ausgestaltung nach Anspruch 5 vorgeschlagen.

In der Ausführung nach Anspruch 6 ergibt sich eine sehr einfache Ausführung der Ventile. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 10 wird bewirkt, daß die sich verkleinernden Flügel­ zellen vollständig geleert werden können.

Es ist auch möglich, die Auslaßkanäle in einem der stirnsei­ tigen Gehäusedeckel vorzusehen. Um auch hierbei den Einfluß von Zentrifugalkräften auszuschalten, wird die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 12 vorgeschlagen, wobei mehrere mit dem Gehäuseinnenraum in Verbindung stehende Auslaßöffnungen über einen Ringkanal untereinander verbunden sind. Durch eine derar­ tige Führung des Auslaßkanals kann die Auswirkung der Zentrifu­ galkräfte auf 1/10 reduziert werden.

Die Zahl der Flügel und Flügelzellen ist bei der erfindungsge­ mäßen Flügelzellenpumpe nur durch wirtschaftliche und räumliche Gegebenheiten begrenzt. Der Gehäuseinnenraum kann evtl. auch mehr als zwei Ausbuchtungen zur Bildung - von im Normalschnitt gesehen - sichelförmigen Flügelzellen besitzen. Vorzugsweise sind jedoch vier Flügel und Flügelzellen vorgesehen. In diesem Falle besitzt die Flügelzellenpumpe vier ortsfeste Auslaßöff­ nungen, jeweils in Drehrichtung des Gehäuses vor einem der umfangsverteilten Flügel, sowie zwei Saugöffnungen in einem der Deckel, welche Saugöffnungen um 180° gegeneinander versetzt sind und jeweils der Hauptsache der - im Normalschnitt gesehen - sichelförmigen Ausbuchtung bzw. elliptischen Form des Gehäuseinnenraumes vorauseilen.

Werden bei einer Flügelzellenpumpe mit vier Flügelzellen die Auslaßkanäle in den Gehäusedeckel gelegt, so werden neben den zwei gegeneinander um 180° versetzten Saugöffnungen zwei um 180° gegeneinander versetzte Auslaßöffnungen vorgesehen, welche der Hauptachse der - im Normalschnitt gesehen - sichelförmigen Ausbuchtung bzw. elliptischen Form des Gehäuseinnenraumes nacheilen.

Der Lagerzapfen ist vorzugsweise auskragend gelagert. Es wird hierdurch möglich, das Gehäuse ebenfalls einseitig zu lagern, was insbesondere deshalb vorteilhaft ist, weil das Gehäuse durch einen Treibriemen angetrieben werden soll. Bei dieser auskragenden Lagerung werden die drei achsparallelen Kanäle in einen Flansch geführt, der in seiner Dichtebene drei Anschluß­ öffnungen aufweist.

Zur Rotorlagerung ist bevorzugt eine Gleitlagerung vorgesehen, die an einem Lagerfuß an zumindest einem der Deckel ausgebildet wird. Um einen ausreichenden Schmiermittelfluß, in dem Gleit­ lager zu erzeugen, ist die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 14 und 15 vorgesehen. Durch die Anordnung nach Anspruch 16 wird dabei bewirkt, daß Öl durch das Gleitlager hindurch in den Ringkanal gesaugt wird. Es kann evtl. noch eine axiale Schmiernut von einer Stirnseite der Gleitlagerung zur anderen vorgesehen sein, um einen Ölfluß definiert zu bewirken.

Durch die Ausgestaltung der Pumpe nach Anspruch 1, Merkmal 1.8 derart, daß Gehäuse und Riemenscheibe aus einem Stück herge­ stellt sind und der den Pumpenrotor bildende axiale Abschnitt des Gehäuses auf der einen Seite und der die Riemenscheibe bildende axiale Abschnitt auf der anderen Seite des mit dem Lagerfuß verbundenen Lagerdeckels liegen, wird gewährleistet, daß sowohl die Treibriemenkräfte als auch die Pumpenkräfte aufgenommen werden, ohne den Lagerfuß gegenüber dem Lagerzapfen zu verkanten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1, 2 Axialschnitt und Radialschnitt des Aus­ führungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;

Fig. 3, 4 Axialschnitt und Radialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels;

Fig. 5, 5a Radialschnitt und Axialschnitt (Detail) eines Ausführungsbeispiels mit zwangsgesteuertem Ventilsystem;

Fig. 6 Radialschnitt (Detail) eines Flügels mit Auslaßkanal;

Fig. 7a, 7b druckgesteuerte Auslaßventile;

Fig. 7c, 7d ein druckgesteuertes Auslaßventil und die Anordnung der Öffnungen der Auslaßkanäle.

Die Flügelzellenpumpe 1 nach den Fig. 1 und 2 besteht aus dem Gehäuse 2, das als Rotor ausgebildet und um die Drehachse 14 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse wird durch einen Treibrie­ men 15 mit Drehrichtung 23 angetrieben. Das dermaßen auf einem Axialbereich seines Außenumfangs als Riemenscheibe 16 ausge­ bildete Gehäuse besitzt auf seiner einen Stirnseite einen Ge­ häuseinnenraum 3, welcher - wie aus Fig. 2 zu ersehen - im Querschnitt elliptisch ausgebildet ist, wobei die Ellipse eine Haupt- und eine Nebenachse besitzt. In Fig. 2 werden Haupt- (13) und Nebenachse (12) durch die Vertikale und die Horizontale zur Drehachse 14 gebildet. Der größte Abstand der Gehäuseinnenwand von der Drehachse 14 wird in dieser An­ meldung als Hauptachse 13 und der kleinste Abstand als Neben­ achse 12 bezeichnet. Es sei erwähnt, daß statt der ellipti­ schen auch andere und mehr als zwei unrunde Ausbuchtungen des Gehäuseinnenraumes bei entsprechender Flügelzahl möglich sind. Dabei ist jedoch zu beachten, daß aufgrund der hohen Drehzahlen des Gehäuses die Flügelzellenpumpe masseausgegli­ chen sein muß und daß ferner die Flügel - wie noch zu be­ schreiben - eine ruck- und stoßfreie Bewegung ausführen soll­ ten.

Der Gehäuseinnenraum, d. h. das Pumpengehäuse, wird durch stirnseitige Gehäusedeckel 4 und 5 abgeschlossen. Der dem Befestigungs­ ende des Lagerzapfens 10 zugewandte Gehäusedeckel 5 weist einen Lagerfuß 11 auf, mit dem das Gehäuse 2 auf dem ortsfesten Lagerzapfen 10 drehbar gelagert ist. Um die Antriebs- und Pumpenkräfte aufzunehmen, besitzt der Lagerfuß 11 eine ausreichende axiale Erstreckung. Der stirnseitige Gehäusedeckel 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel als runde Scheibe ausgebildet, die auch den Lagerzapfen 10 auf seiner Stirnseite überdeckt.

Auf dem vorderen Ende des auskragenden Lagerzapfens 10 sitzt drehfest ein Stator oder Führungskörper 6. Dieser besitzt auf seinem Umfang in gleichmäßiger Verteilung vier radiale oder auch sekantiale Führungsschlitze 7, in denen die Flügel 9 ge­ führt sind. Der gerade, kreiszylindrische Führungskörper 6 besitzt einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als die Nebenachse 12 des im Querschnitt elliptischen Gehäuse­ innenraums. Die axiale Länge des Führungskörpers 6 und der Flügel 9 entspricht dem Abstand der Deckel 4, 5.

Der Gehäuseinnenraum 3 mit seinen Ausbuchtungen sowie der Führungskörper 6 bilden - im Normalschnitt - sichelförmige, sich über die Länge des Führungskörpers 6 erstreckende Ar­ beitsräume, die mit dem Gehäuse 2 umlaufen.

Die Flügel 9 schließen in dem Gehäuseinnenraum 3 - in Um­ fangsrichtung gesehen - vier Flügelzellen voneinander ab, die radial außen durch die Gehäuseinnenmantelfläche, radial innen durch die Umfangsfläche des Führungskörpers 6 und axial durch die Gehäusedeckel 4 und 5 begrenzt werden. Diese im Querschnitt sichelförmigen Räume werden durch die Flügel 9 in vier Flügelzellen unterteilt, welche mit der Rotation des Gehäuses 2 in Drehrichtung 23 ihr Volumen kontinuierlich ver­ größern und verkleinern. Von dieser Volumenänderung wird zum Ansaugen und zum Ausschieben eines Gases, insbesondere von Luft, Gebrauch gemacht.

Zuvor sei jedoch darauf hingewiesen, daß in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel erfindungsgemäße Einrichtungen dargestellt sind, um die radiale Anlage der Flügel 9 an die Mantelfläche des Ge­ häuseinnenraums 3 mit stets gleicher Anpreßkraft zu bewirken. Hierzu ist der Lagerzapfen 10 mit einem ortsfesten Druckölkanal 19 versehen, der im Endbereich des Lagerzapfens 10 radial (Radialkanal 28.1) ab­ knickt und mit einem Ringraum 27 kommuniziert, welcher zwischen dem Gehäusedeckel 5 einerseits und dem stillstehenden Führungs­ körper 6 andererseits gebildet wird. Der Ringraum 27 wird hier gebildet durch eine zentrische Ausnehmung der Stirnseite des Führungskörpers 6. Er kann jedoch zusätzlich oder alternativ durch eine zentrische Ausnehmung im Deckel 5 gebildet werden. Über diesen Ringraum 27 steht der Druckölkanal 19 mit den Flü­ gelfußräumen 8 der Führungsschlitze 7 und ebenso die Flügel­ fußräume 8 verschiedener Führungsschlitze 7 untereinander in Verbindung. Durch Druckbeaufschlagung des Druckölkanals 19 und des Ringraums 27 sowie der Flügelfußräume 8 werden nun die Flügel 9 radial nach außen gegen die umlaufende Innenwand des Gehäuses 2 gedrückt. Da der Druck der Druckflüssigkeit - es kann sich auch um eine andere Flüssigkeit als Öl handen - konstant und insbesondere nicht drehzahlabhängig ist, wird gewährleistet, daß die Anlagekraft der Flügel 9 an der Mantelfläche des Gehäuseinnenraums 3 zwar hoch genug ist, um ein Überströmen des geförderten Gases zwischen den Flügelzellen zu vermeiden, andererseits aber einen optimalen Wert nicht überschreitet. Hierdurch können Leistungsverluste durch Reibung und Verschleiß der Flügelzellenpumpe 1 auf das unvermeidbare Maß reduziert werden. Für die Betätigung der Flügel 9 durch eine unter konstantem Druck stehende Druckflüssigkeit ist nur ein sehr geringer Fluß der Druckflüssigkeit erforderlich, weil lediglich die Leckageverluste ausgeglichen werden müssen, welche dadurch entstehen, daß etwas Druckflüssigkeit durch die Führungsschlitze 7 hindurch in die Flügelzellen tritt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Öl als Druckflüssigkeit zur Schmierung der in den Führungsschlitzen radial gleitenden Flügel 9 erwünscht. Alles in allem sind diese Verluste jedoch sehr gering. Ein besonderer Bedarf an Druckflüssigkeit zur Flügelbetätigung besteht nicht, da die Flügelflußräume 8 untereinander verbunden sind. Das hat zur Folge, daß die sich radial einwärts bewegende Flügel 9 die Menge an Druckflüssigkeit in den Ringraum 27 liefern, die in den Flügelfußräumen 8 der radial ausfahrenden Flügel 9 benötigt wird.

Wegen des geringen Ölflusses ist eine starke Drosselung des Ölstroms durch eine Drossel 56 im Druckölkanal möglich. Um eine gezielte Reduzierung des Druckölstromes zu erreichen, kann alternativ vorgesehen werden, daß der Druckölkanal 19 in den gestrichelt eingezeichneten Radialkanal 28,2 abknickt und durch die Druckölkanalkupplung 28 mit einem anderen Radialkanal, welcher in dem umlaufenden Gehäusedeckel 5 in der gleichen Normalebene liegt, zusammenwirkt. Dieser Radialkanal wiederum mündet in den Ringraum 27. Die aus zwei Radialkanälen be­ stehende Druckölkanalkupplung 28 bewirkt einen intermittie­ renden, in der Menge begrenzten Druckölstrom. Die Drucköl­ kanalkupplung 28 muß dabei so ausgelegt werden, daß sich ein im wesentlichen konstanter Öldruck in den Flügelfuß­ räumen 8 bzw. dem Ringraum 27 aufbaut.

Das von der Flügelzellenpumpe 1 geförderte Medium, beispiels­ weise Luft oder ein anderes Gas, strömt dem Gehäuseinnenraum 3 über den in dem Lagerzapfen 10 gelegenen axialen, ortsfesten Saug­ kanal 18 und die aus radialem Stichkanal 31 und Ringkanal 30 bestehende Saugkanalkupplung 29 sowie zwei vom Ringkanal 30 ausgehende und im umlaufenden Gehäusedeckel 5 angeordnete Saugeinlaßkanäle 57 mit Saugöffnungen 58 zu. Der Ringkanal 30 kann entweder in dem drehfest angeordneten Lagerzapfen oder aber - wie in Fig. 1 dargestellt - in dem Gehäusedeckel 5 lie­ gen. Durch den Ringkanal 30 wird gewährleistet, daß der orts­ feste Saugkanal 18 ständig in kommunizierender Verbindung mit den radialen Saugeinlaßkanälen 57 in dem Gehäusedeckel 5 steht.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, münden im vorliegenden Fall zwei Saugöffnungen 58 in dem Gehäuseinnenraum 3. Diese sind so an­ geordnet, daß sie der Hauptachse 13 des im Normalschnitt elliptischen Gehäuseinnenraumes 3 - in Drehrichtung 23 gesehen - um etwa 30° voreilen.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, weist der Führungskörper 6 vier stillstehende, radiale Auslaßkanäle 21 auf, deren Auslaßöff­ nungen 22 bezüglich des Gehäuseinnenraumes 3 - in Drehrichtung 23 des Gehäuses 2 gesehen - unmittelbar vor den Flügeln 9 lie­ gen. Die Auslaßbohrungen 21 (in einer Normalebene) münden in den Sammelraum 24, welcher ortsfest und konzentrisch auf der Stirnseite im Lagerzapfen 10 angebracht ist. Der Sam­ melraum 24 wird in Axialrichtung durch den Deckel 4 verschlos­ sen. Die Auslaßkanäle 21 sind durch Auslaßventile 25 verschlos­ sen. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind die Aus­ laßventile 25 in dem Sammelraum 24 angeordnet. Sie können als Rückschlagventile ausgebildet sein und z. B. die Form eines Ventilbandes oder federelastischen Ringes 25 (Fig. 1, 2) oder Schlauchs haben. In diesem Fall liegen die Auslaßkanäle 21 in einer Normalebene. Das Federband 25 wirkt als Ventil derart, daß es durch den Auslaßdruck aufgewölbt wird und jeweils die Verbindung des Auslaßkanals 21 zu dem Sammelraum 24 freigibt.

In den Fig. 7a und 7b sind alternative Formen des Auslaßven­ tils dargestellt. In Fig. 7a ist das Ventil als zylindrische Muffe 49 ausgebildet, welche die in einer Normalebene der Flügelzellenpumpe 1 liegenden Auslaßöffnungen 59 überdeckt. In Fig. 7b ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Auslaßkanäle 21 in axialem Abstand in zwei Normalebenen der Flügelzellenpumpe 1 liegen und paarweise so angeordnet sind, daß sich gegenüberliegende Auslaßkanäle 21 jeweils durch ein Paar von Ventiltellern 50 bzw. 51 mit dazwischenliegender Fe­ der 52 verschlossen werden.

In Fig. 7c, 7d befindet sich in dem Sammelraum 24 ein Ventil­ körper 62 mit vier abgewinkelten Kanälen 65, welche mit den Auslaßkanälen 21, 59 verbunden sind. Vor den Ventilkörper 62 ist das Tellerventil 63 gesetzt. Das Tellerventil 63 besteht aus einem flexiblen, z. B. gummielastischen Material. Es ist vorzugsweise mit einem Stößel 64 versehen, so daß es zwischen dem Ventilkörper 62 und der Stirnfläche des Lagerzapfens 10 eingespannt werden kann.

In Fig. 5 und 5a ist eine zwangsgesteuerte Ausgestaltung der Ventilanordnung für die Auslaßbohrungen 21 in den Sammelraum 24 dargestellt, wobei Fig. 5a im Detail einen Axialschnitt ent­ lang der Linie V-V in Fig. 5 zeigt. An dem rotierenden Deckel 4 des Gehäuses 2 ist durch Zapfen ein Drehschieber 46 befestigt. Die Klauen 60 dieses Drehschiebers 46 überdecken paarweise je zwei Auslaßöffnungen 59 der Auslaßbohrungen 21 in den Sammelraum 24 und geben diese bei weiterer Drehung wieder frei, während die um jeweils 90° versetzten Auslaß­ öffnungen 59 überdeckt werden.

Nach Fig. 6 ist vorgesehen, daß der in dem drehfest angeordne­ ten Führungskörper 6 gelegene radiale Auslaßkanal 21 über einen Stichkanal 54 mit dem Führungsschlitz 7 verbunden ist und mit einer radialen Nut 53 in dem Flügel 9 zusammenwirkt. Durch die­ se Ausgestaltung der Mündungen der Auslaßbohrungen 21 in die Flügelzellen wird erreicht, daß die einzelnen Flügelzellen bei Rotation des Gehäuses 2 gänzlich entleert werden können.

Die bisher geschilderten Ausführungsbeispiele hatten den Vor­ teil, daß die Auslaßbohrungen 21 in dem ortsfesten Führungs­ körper 6 lagen. Dadurch wird vermieden, daß das aus den Ar­ beitsräumen verdrängte Gas unter den Einfluß von Zentrifugal­ kräften gerät, die der Ausströmrichtung entgegengerichtet sind.

In Fig. 3 und 4 ist ein im übrigen gleiches Ausführungsbei­ spiel gezeigt, bei welchem zwei Auslaßöffnungen 41 in dem mit­ rotierenden Gehäusedeckel 4 angeordnet sind. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel liegt der Sammelraum 24 ebenfalls in dem mit­ rotierenden Deckel 4, welcher hierzu eine zentrische Ausnehmung besitzt, die den im drehfesten Lagerzapfen 10 vorliegenden Aus­ laßkanal 20 überdeckt. Die Auslaßöffnungen 41 sind durch einen Ringkanal 42 untereinander und durch einen spiralförmig geführ­ ten Kanal 43 mit dem Sammelraum 24 verbunden. Hierdurch gelingt es, die Auswirkungen der Zentrifugalkräfte auf ein Zehntel zu reduzieren. Zur Herstellung des Ringkanals 42 und des spiral­ förmigen Kanals 43 ist der Deckel 4 in zwei Teile 44 und 47 zerlegt und die Kanäle sind in die eine Deckelhälfte 47 ein­ gefräst. Die Auslaßventile an den Auslaßöffnungen 41 sind als Plattenventile 48 ausgebildet, die an der Deckelhälfte 44 festgeklemmt sind, mit einem Ende als frei bewegliche Zungen die Auslaßöffnungen 41 überdecken und in der Aussparung 55 der anderen Deckelhälfte 47 beweglich sind.

Die Schmierung des als Gleitlager ausgebildeten Lagerfußes 11 auf dem Lagerzapfen 10 geschieht dadurch, daß im axial mittle­ ren Bereich des Lagerfußes 11 der Ringkanal 30 angeordnet wird, welcher die Saugkanalkupplung 29 zwischen dem ortsfesten Lager­ zapfen 10 und dem mitrotierenden Gehäusedeckel 5 bildet. Auf der einen Stirnseite des Lagerfußes 11 liegt der Ringraum 27, der mit Drucköl gefüllt ist. Die andere Stirnseite des Lager­ fußes 11 wird über einen radial nach unten gerichteten Stich­ kanal 26 mit dem Auslaßkanal 20 verbunden, welcher neben dem aus den Flügelzellen verdrängten Gas auch Leckageöl führt. Dieses Leckageöl kann dann im Bereich der Dichtung 66 (Simmer­ ring oder dgl.) in den Lagerbereich gelangen. Unter der Saug­ wirkung im Ringkanal 30 wird nun das Öl von beiden Stirnseiten axial in das Gleitlager gesaugt. Es kann hierzu auch noch eine besondere, strichpunktiert angedeutete Schmiernut 45 vorgesehen sein, welche sich über die axiale Lagerbreite erstreckt. Gemäß Fig. 3 ist vorgesehen, daß statt des radialen Stichka­ nals 26 ein Druckölstichkanal 40 vorhanden ist, welcher den Ringraum 27 mit der Stirnseite des Lagerfußes 11 verbindet. Ebenso kann ein Stichkanal von der Druckölleitung 18 im Lager­ zapfen 10 in diesen Lagerbereich führen.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele dienen als Unterdruck­ pumpen in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder Einspritz-Otto- Motor. Die Luftunterdruckpumpen stellen dabei einen Unterdruck für die Bremskraftverstärkung bereit. Sie können gleichzei­ tig zur Betätigung sonstiger, mit einem Unterdruck betrie­ bener Servoantriebe dienen. Diese Ausführungsbeispiele eignen sich insbesondere für einen Antrieb durch Treibrie­ men 15. Es kann sich hierbei um den Treibriemen handeln, durch welchen Nebenaggregate des Kraftfahrzeuges, wie z. B. der Drehstromgenerator, der Ventilator, die Schmieröl- oder Kühl­ wasserumwälzpumpe, aber auch die Ventile angetrieben werden. Bevorzugt ist diese Unterdruckpumpe als Spannrolle für einen derartigen Treibriemen ausgebildet. Sie wird in dieser Ausbil­ dung an den Motorblock durch einen Flansch 39 angeflanscht. Hierzu besitzt der Flansch 39 in Spannrichtung des Treibriemens 15 ausgerichtete Langlöcher 35 und 36 für den Durchtritt der Befestigungsschrauben 37 und 38. Die in dem Lagerzapfen 10 an­ geordneten achsparallelen Kanäle, nämlich der Saugkanal 18, der Druckölkanal 19 und der Auslaßkanal 20 münden in der Dichtebene des Flansches 39, und zwar ebenfalls in Langlöchern 32, 33, 34, welche in Spannrichtung ausgerichtet sind.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Flügelzellenpumpe
 2 Gehäuse (Rotor der Flügelzellenpumpe)
 3 Gehäuseinnenraum
 4 Zweiter Gehäusedeckel, Gehäusedeckel
 5 Erster Gehäusedeckel, mittlerer Gehäusedeckel
 6 Führungskörper (Stator der Flügelzellenpumpe)
 7 Führungsschlitz
 8 Flügelfußraum
 9 Flügel
10 Auskragender, ortsfester Lagerzapfen
11 Lagerfuß
12 Nebenachse
13 Hauptachse
14 Drehachse
15 Treibriemen
16 Riemenscheibe
18 Saugkanal
19 Druckölkanal, Kanal
20 Auslaßkanal, Luft-Öl-Kanal, gemeinsamer Auslaßkanal
21 Auslaßbohrung, Auslaßkanal im Führungskörper
22 Auslaßöffnung
23 Drehrichtung des umlaufend angetriebenen Gehäuses
24 Sammelraum
25 Ventilband, Federband, Rückschlagventil, Federelastischer Ring
26 Stichkanal
27 Ringraum
28 Druckölkanalkupplung
28.1 Radialer Kanal
28.2 Radialer Kanal
29 Saugkanalkupplung, Kupplung
30 Ringraum, Ringkanal
31 Radialer Stichkanal des Saugkanals, Radialkanal
32 Langloch, Anschlußöffnung
33 Langloch, Anschlußöffnung
34 Langloch, Anschlußöffnung
35 Langloch für Schraubverbindung
36 Langloch für Schraubverbindung
37 Befestigungsschraube
38 Befestigungsschraube
39 Flansch
40 Druckölstichkanal
41 Auslaßöffnung
42 Ringkanal
43 Spiralkanal, Auslaßkanal im Gehäusedeckel
44 Deckelteil
45 Schmiernut
46 Drehschieber
47 Deckelteil
48 Plattenventil, Auslaßventil, Rückschlagventil
49 Ventilmuffe
50 Ventilteller
51 Ventilteller
52 Feder
53 Nut
54 Stichkanal des Auslaßkanals
55 Aussparung
56 Drossel
57 Radialer Saugkanal, Radialkanal
58 Saugöffnung, Saugeinlaßöffnung
59 Auslaßöffnungen im Sammelraum
60 Klauen der Drehschieberventilanordnung 61 Stützkörper
62 Ventilkörper
63 Tellerventil, Ventilklappe
64 Stößel für Tellerventil
65 Kanal im Ventilkörper
66 Dichtung

Claims (17)

1. Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei Flügelzellen mit den Merkmalen:
1.1 Das als Rotor ausgebildete Gehäuse (2) ist auf einem ortsfesten, auskragenden Lagerzapfen (10) um eine Drehachse (14) drehbar gelagert und angetrieben wobei der Lagerzapfen (10) an seinem Befestigungsende mit einem Flansch (18) versehen ist;
1.2 das Gehäuse (2) besitzt einen geradzylindrischen Innenraum (3), der beidseits durch mitdrehende, stirnseitige Gehäusedeckel (4, 5) abgeschlossen wird;
1.3 das Gehäuse (2) ist mit einem auf dem Lagerzapfen (10) drehbar gelagerten Antriebsrad (Riemenscheibe 16) drehfest verbunden;
1.4 in dem Gehäuse (2) befindet sich ein auf dem Lagerzap­ fen (10) drehfest angeordneter, geradzylindrischer Führungskörper (6) mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt, dessen Längsachse auf der Drehachse (14) liegt und dessen Umfangsfläche mit der Innenwand des Gehäuses (2) Arbeitsräume bildet;
1.5 der Führungskörper (6) weist Führungsschlitze (7) für die Flügel (9) auf;
1.6 die Flügel (9) werden durch die Kraft eines Druckmedi­ ums gegen die innere Umfangswand des Gehäuses (2) gedrückt;
1.7 Saugkanal (18) und Auslaßkanal (20) liegen achsparal­ lel in dem Lagerzapfen (10),
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Pumpe als Luftunterdruckpumpe
1.8 der dem Befestigungsende des Lagerzapfens (10) zuge­ wandte erste Gehäusedeckel (5) einen sich axial erstreckenden Lagerfuß (11) zur Lagerung des Rotors (2) auf dem Lagerzapfen (10) besitzt, das Gehäuse (2) mit einer konzentrischen Riemenüber­ laufscheibe (16) gleichen oder verschiedenen Durch­ messers fest verbunden ist, wobei die Riemenscheibe (16) auf der dem Befestigungs­ ende des Lagerzapfens (10) zugewandten Seite und der Rotor (2) auf der dem freien Ende des Lagerzapfens (10) zugewandten Seite des ersten Gehäusedeckels (5) liegt;
1.9 die Flügelfußräume (8) der Führungsschlitze (7) mit einer Druckflüssigkeit von konstantem Druck beauf­ schlagt werden, indem die Flügelfußräume (8) über einen zwischen der Stirnseite des Führungskörpers (6) und dem ersten Gehäusedeckel (5) gebildeten Ringraum (27) miteinander verbunden sind, und der Ringraum (27) mit dem achsparallel in dem Lagerzapfen (10) verlaufenden Druckkanal (Druckölkanal 19) durch einen radialen Kanal (28.1, 28.2) verbunden ist;
1.10 jede in der Pumpe gebildete Flügelzelle über einen radialen Auslaßkanal (21) mit einem zur Drehachse (14) konzentrischen Sammelraum (24) verbunden ist, welcher an den in dem Lagerzapfen (10) achsparallel verlaufenden Auslaßkanal (20) angeschlossen ist und im Bereich des freien Endes des Lagerzapfens (10) liegt;
1.11 jede in der Pumpe gebildete Flügelzelle über jeweils einen im ersten Gehäusedeckel (5) radial verlaufenden Saugkanal (57) mit einem Ringkanal (30) verbunden ist, welcher mit dem in dem Lagerzapfen (10) achspar­ allel verlaufenden Saugkanal (18) verbunden ist.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Kanal (28.2), durch welchen die Flügel­ fußräume (8) und der sie verbindende Ringraum (27) mit dem in dem Lagerzapfen (10) verlaufenden Druckkanal (Druck­ ölkanal 19) verbunden sind, aus einem drehfest angeordneten Abschnitt (28,2) im Führungskörper (6) und einem damit zusammen­ wirkenden, in einem der Gehäusedeckel (5) gelegenen, umlaufenden Abschnitt besteht.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Deckel (5) einen in den Gehäuseinnen­ raum (3) ragenden Stützkörper (61) aufweist, dessen Umfang dem Umfang des Gehäuseinnenraums (3) ähnlich ist und der Zwangsführung der Flügel (9) in dem Falle dient, daß die konstante Kraft infolge Klemmens der Flügel (9) nicht zu deren Bewegung ausreicht.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auslaßkanal (21) mit einem Rückschlagventil (25) versehen ist, welches in Auslaßrichtung öffnet.

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (21) radial im drehfest angeordneten Füh­ rungskörper (6) liegen.

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (24) kreiszylindrisch ausgebildet ist und daß die Auslaßkanäle (21) in einer Normalebene des Füh­ rungskörpers (6) in den Sammelraum (24) münden und durch Ventile öffenbar und verschließbar sind.

7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile durch einen an der Innenfläche des Sammelrau­ mes (24) federelastisch anliegenden zylindrischen Ring gebildet werden.

8. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile in Abhängigkeit von der Drehung des Gehäuses (2) zwangsgesteuert sind.

9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile durch einen in dem Sammelraum (24) drehbar gelagerten und mit dem Gehäuse (2), insbesondere dem zweiten Gehäuse­ deckel (4), drehfest verbundenen Drehschieber (46) gebil­ det werden.

10. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen der Auslaßkanäle (21) durch radiale Nuten (53) in den Flügeln (9) gebildet sind und die Nuten (53) mit den radialen Auslaßkanälen (21) im drehfest ange­ ordneten Führungskörper (6) kommunizieren (Stichkanal 54).

11. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (43) und der Sammelraum (24) in dem dem freien Ende des Lagerzapfens (10) zugewandten zweiten Gehäusedeckel (4) liegen.

12. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (43) zwischen der im Bereich der Flügel­ zellen angeordneten Auslaßöffnung (41) und dem Sammelraum (24) spiralförmig derart geführt ist, daß die Spirale gegen die Drehrichtung (23) des Gehäuses (2) verläuft und sich verengt.

13. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (24), in den die radialen Auslaßkanäle (21, 43) münden, zentrisch in dem Lagerzapfen (10) angeordnet ist.

14. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der in den Gehäuseinnenraum (3) gerichteten Stirnseite des Lagerfußes (11) der Ringraum (27) für den Zufluß der Druckflüssigkeit liegt,
und daß an der anderen Stirnseite des Lagerfußes (11) ein von dem Auslaßkanal (20) abzweigender Stichkanal (26) mündet.

15. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der in den Gehäuseinnenraum (3) gerichteten Stirnseite des Lagerfußes (11) der Ringraum (27) für den Zufluß der Druckflüssigkeit liegt,
und daß an der anderen Stirnseite des Lagerfußes (11) ein Druckölstichkanal (40) des feststehenden oder des mitrotie­ renden Abschnittes des Druckölkanals (18, 27) mündet.

16. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (30) zum Anschluß des Saugkanals (57, 31) im axial mittleren Bereich des Lagerfußes (11) liegt.

17. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelzellenpumpe (1) vier Flügel (9) und vier um 90° versetzte Auslaßöffnungen (22) im Führungskörper (6) sowie zwei um 180° gegeneinander versetzte Saugöffnungen (58) in einem Gehäusedeckel (5) aufweist und der Innenraum (3) des Gehäuses (2) - im Normalschnitt gesehen - die Form einer Ellipse hat.