DE10046697A1

DE10046697A1 - Flügel aus Kunststoff für eine Flügelzellen-Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE10046697A1
Application number: DE10046697A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Hasert; Leonardo Cadeddu; Monica Pilone
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-04-11
Also published as: HU222979B1; WO2002025113A1; CN1230625C; US20030053924A1; CN1404555A; HUP0203934A2; US6655937B2; ES2217196T3; EP1322864A1; JP2004509289A; DE50101676D1; EP1322864B1

Abstract

Eine Flügelzellen-Vakuumpumpe (10) weist einen Rotor (13) auf, in dem ein Flügel aus Kunststoff längsgeführt ist, welcher mit wenigstens einem endseitigen Teil (22, 23) an der mantelseitigen Innenwand (16) eines Pumpengehäuses (11) angreift. Der Körper (21) des Flügels (15) besteht aus einem Duroplast und ist mit dem endseitigen Teil (22, 23) aus thermoplastischem Kunststoff durch einen Spritzgießvorgang vereinigt. Mit dem Werkstoff des Körpers (21) wird eine hohe mechanische Festigkeit, mit dem Werkstoff des endseitigen Teils (22, 23) werden eine hohe Verschleißfestigkeit und ein niedriger Reibungskoeffizient erzielt. DOLLAR A Die Flügelzellen-Vakuumpumpe kann in einem Kraftfahrzeug in Verbindung mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker verwendet werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Flügel aus Kunststoff für eine Flügelzellen-Vakuumpumpe, nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Aus DE-GM 75 03 397 ist ein Zellenverdichter bekannt, welcher mit aus Kunststoff bestehenden Lamellen oder Flügeln ausgestattet ist. Während derjenige Teil der Lamellen, welcher dem Rotor des Zellenverdichters zugeordnet ist, aus einem Werkstoff minderer Qualität besteht, soll dagegen der endseitige, einer Mantelwand des Verdichtergehäuses zugeordnete Teil der Lamellen aus einem hochverschleißfesten Werkstoff bestehen. Die Teile der Lamellen werden getrennt voneinander hergestellt und durch Verfahren wie Verkleben, Vernieten und Verschweißen miteinander verbunden. Ferner können die beiden Lamellenteile auch bereits beim Herstellungsprozess miteinander verpresst werden. Ein mehrteiliger Lamellenaufbau hat den Nachteil, daß sich die Einzeltoleranzen der Lamellenteile summieren. Dies ist besonders schädlich, wenn Lamellen mit beidendig angeordneten Teilen aus hochverschleißfestem Werkstoff auf diese Weise hergestellt werden. Derartig ausgebildete Lamellen oder Flügel durchgreifen den Rotor und sollen beidendig dichtend am Gehäuse angreifen, wie dies beispielsweise aus US 3 877 851 bekannt ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Flügel mit dem Merkmalen des Patentanspruchs 1 ist insofern vorteilhaft, weil zum einen ein Montieren getrennt hergestellter Einzelteile entfällt, zum anderen das Spritzgießwerkzeug die Endform des Flügels mit relativ engen Toleranzen reproduzierbar bestimmt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 beschriebenen Flügels gegeben.

Mit der im Anspruch 2 offenbarten Ausgestaltung wird ein Aufbau des Flügels angegeben, bei dem zunächst der Körper des Flügels durch Spritzgießen, Spritzpressen oder Formpressen erzeugt und nachfolgend in demselben oder einem separaten Spritzgießwerkzeug der endseitige Teil des Flügels gefertigt wird.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ist insofern vorteilhaft, als einerseits die Formgenauigkeit des Flügels durch einen verringerten Einfluss der Werkstoffschwindung am endseitigen Teil verbessert wird, andererseits die Kosten des Flügels niedrig gehalten werden können, wenn der Werkstoff des endseitigen Teils teuer ist.

Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Maßnahme stellt eine im Zuge der Herstellung des Flügels auf einfache Weise erzeugbare Verbindung der Teile des Flügels dar, insbesondere wenn mit den verwendeten Werkstoffen für den Körper und den endseitigen Teil des Flügels kein Stoffschluss erzielbar ist.

Mit der im Anspruch 5 angegebenen Wärmebehandlung des Körpers des Flügels werden eine Steigerung der Festigkeit des Flügels durch den maximal erreichbaren, räumlichen Vernetzungsgrad der Molekülstrukturen und eine Konstanz der Flügelgeometrie durch Spannungsabbau im Werkstoffgefüge sowie ein Vermeiden des Nachschwindens erzielt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine raumbildliche Darstellung einer Flügelzellen-Vakuumpumpe mit einem einzigen Flügel, Fig. 2 als Raumbild den Körper des Flügels und Fig. 3 ebenfalls als Raumbild den mit zwei endseitigen Teilen vervollständigten Flügel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine in Fig. 1 dargestellte Flügelzellen-Vakuumpumpe 10 hat ein ohne Deckel wiedergegebenes Pumpengehäuse 11 mit einem Innenraum 12, in dem ein antreibbarer Rotor 13 exzentrisch angeordnet ist. Der Rotor 13 ist mit einem quer verlaufenden Schlitz 14 zur längsbeweglichen Führung eines aus Kunststoff bestehenden Flügels 15 versehen. Der Flügel 15 greift gleitbeweglich sowie abdichtend an einer mantelseitigen Innenwand 16, an einer Stirnwand 17 sowie am nicht gezeichneten Deckel des Pumpengehäuses 11 an. Das Pumpengehäuse 11 weist ferner einen Ansaugstutzen 18 mit einer mantelseitig in den Innenraum 12 mündenden Einlassöffnung 19 sowie stirnseitig eine Auslassöffnung 20 auf. Der Ansaugstutzen 18 ist mit einem nicht dargestellten Unterdruck-Bremskraftverstärker einer Fahrzeug-Bremsanlage verbunden. Die Funktionsweise der Flügelzellen-Vakuumpumpe 10 ist bekannt, so dass es hierzu keiner weiteren Erläuterung bedarf.

Der lamellenförmig ausgebildete Flügel 15 besteht aus Kunststoff. Sein in Fig. 2 der Zeichnung dargestellter Körper 21 ist aus einem Duroplast gefertigt. Er ist aus einer glasfaserverstärkten Phenol-Novolak-Formmasse oder einem Werkstoff mit vergleichbaren Eigenschaften durch Spritzgießen, Spritzpressen oder Formpressen hergestellt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe mechanische und dynamische Belastbarkeit und Ölbeständigkeit aus. Seine Materialeigenschaften sind im Temperaturbereich von -40°C bis +150°C weitgehend konstant. Das Setzverhalten des Werkstoffs ist über die Lebensdauer der Vakuumpumpe 10 sehr gering. Die Materialeigenschaften des genannten Duroplastes können durch mehrstündiges Tempern des Körpers 21 verbessert werden.

Der Flügel 15 weist angeformte endseitige Teile 22 und 23 auf, welche aus einem hochtemperaturbeständigen Thermoplast wie Polyaryletherketon (PEEK) oder einem Werkstoff mit vergleichbaren Eigenschaften bestehen. Dieser gegebenenfalls durch eine speziell zusammengestellte Füllstoffkombination modifizierte Kunststoff weist eine hohe Verschleißfestigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf. Die endseitigen Teile 22 und 23 sind durch einen Spritzgießvorgang mit dem Körper 21 des Flügels 15 vereinigt. Hierzu wird der Körper 21, der mit gegenüber seinen Breitseiten 24, 25 und seinen Schmalseiten 26, 27 abgestuft zurückgesetzten Endabschnitten 28, 29 versehen ist (siehe Fig. 2), in einer Werkzeugform aufgenommen und mit dem erwähnten thermoplastischen Werkstoff zu der in Fig. 3 dargestellten Form ergänzt. Dabei bilden die beiden endseitigen Teile 22 und 23 des Flügels 15 halbzylinderförmige Schalen mit geringer Schichtdicke, welche die Endabschnitte 28 und 29 des Körpers 21 als Gleitbelag umhüllen und flächenbündig zumindest mit den Schmalseiten 26 und 27 des Körpers 21 abschließen.

Da die verwendeten Kunststoffe für den Körper 21 und die endseitigen Teile 22, 23 des Flügels 15 keinen oder einen unzureichenden Stoffschluss eingehen, sind bei der vorbeschriebenen Ausführungsform des Flügels 15 Maßnahmen zum Erzielen eines Formschlusses zwischen den erwähnten Teilen und dem Körper des Flügels 15 vorgesehen. Hierzu weisen die Endabschnitte 28 und 29 des Körpers 21 drei längslaufende, gerade Nuten 30 halb- bis dreiviertelkreisförmigen Querschnitts auf, welche von dem Werkstoff der endseitigen Teile 22 und 23 beim Spritzgießvorgang ausgefüllt werden. Auf diese Weise wird ein Abheben oder Lösen der endseitigen Teile 22, 23 vom Körper 21 des Flügels 15 verhindert.

In Abweichung vom vorbeschriebenen Herstellungsprozess des Flügels 15 kann das Tempern des Körpers 21 auch ohne Schaden für die endseitigen Teile 22, 23 nach deren Vereinigung mit dem Körper erfolgen.

Der Herstellungsprozess kann auch bei Flügelzellen- Vakuumpumpen Anwendung finden, bei denen Flügel mit nur einem einzigen endseitigen Gleitbelag verwendet werden.

Claims

1. Flügel (15) aus Kunststoff für eine Flügelzellen- Vakuumpumpe (10), der in einem Rotor (13) längs geführt ist und mit wenigstens einem endseitigen Teil (22, 23) gleitbeweglich an der mantelseitigen Innenwand (16) eines Pumpengehäuses (11) angreift, wobei der Körper (21) des Flügels (15) und sein endseitiger Teil (22, 23) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, von denen der Werkstoff des endseitigen Teils (22, 23) einen hohen Verschleißwiderstand hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (21) des Flügels (15) aus einem Duroplast und sein endseitiger Teil (22, 23) aus einem Thermoplast bestehen, welche durch einen Spritzgießvorgang miteinander vereinigt sind.

2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Formen des Körpers (21) des Flügels (15) der endseitige Teil (22, 23) in einem Spritzgießvorgang hergestellt ist.

3. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der endseitige Teil (22, 23) des Flügels (15) als Schicht geringer Dicke ausgebildet ist.

4. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (21) des Flügels (15) und der endseitige Teil (22, 23) durch Formschluss miteinander verbunden sind.

5. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (21) des Flügels (15) vor oder nach dem Spritzgießen des endseitigen Teils (22, 23) einer Temperung unterzogen ist.