DE8518157U1

DE8518157U1 - Flügelzellenvakuumpumpe

Info

Publication number: DE8518157U1
Application number: DE19858518157
Authority: DE
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-06-22
Filing date: 1985-06-22
Publication date: 1986-10-16

Description

Flügelzelleriväküümpümpe

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Flügelzellenpumpe ist z.B. bekannt durch die DE-OS 35 07 176.1 (Bag. 1396). Derartige Flügelzellenvakuumpumpen dienen zunehmend in Kraftfahr äugen, insbesondere mit Diesel-Motor oder Einspritz-Otto-Motor zur Erzeugung des Vakuums für Servoverbraucher, insbesondere für den Bremskraftverstärker. Die Pumpen sind zur Schmierung an die Schmierölpumpe des Motors angeschlossen. Dabei werden die Flügelzellenvakuumpumpen an den Motorblock angeflanscht, so daß die Auslaßöffnung mit dem Kurbelraum des Motors kommuniziert. Dadurch erreicht man, daß die ausgestoßene Luft gemeinsam mit dem Schmieröl in den Kurbelraum entweichen kann. Hierbei ergeben sich bei kleinbauenden Motoren mit einer Anzahl von Hilfsaggregaten, die ebenfalls durch den Kraftfahrzeugmotor angetrieben werden müssen, Platz- und Einbauprobleme. Insbesondere wird es schwierig, die Auslaßöffnung und das Auslaßventil in der notwendigen Baugröße innerhalb der Öffnung des Kurbelgehäuses unterzubringen, an die die Pumpe angeflanscht wird. Hierbei sei bemerkt, daß sich als Rückschlagventil für den Auslaß insbesondere gerade zungenförmige, federelastische Metallbänder bewährt haben. Diese Ventilbänder liegen auf der Dichtfläche, die die Auslaßöffnung allseits umgibt, dichtend auf und sind einseitig eingespannt. Dabei ist es nötig, daß das freie Ende einen so großen Abstand vom Einspannpunkt hat, daß ein ausreichend großer Ventilweg auch bei verhältnismäßig geringen Auslaßdrücken möglich ist. Aus diesem Grunde sind diese länglichen, zungenartigen Ventilbänder platzaufwendig. Diese Ventilbänder müssen gerade sein, da sie sich sonst verkanten.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, derartige züngenat'fcigen Rückschlagventile durch eine kleiner bauende Ventilart unter Beibehaltung der Vorteile zu ersetzen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Rückschlagventil ein an beiden Enden auf der Dichtfläche eingespanntes, federelastisches, im wesentlichen ebenes Ventilband ist, das zwischen den Einspannpunkten gekrümmt ist und die Auslaßöffnung federnd beweglich überdeckt. Dementsprechend ist auch die ebene Dichtfläche, auf der das Ventilband liegt, gekrümmt. Die Auslaßöffnung, die in der Dichtfläche mündet, ist kreisförmig oder paßt sich als Langloch ebenfalls der Krümmung derart an, daß die Auslaßöffnung allseits von der Dichtfläche umgeben und von dem Ventilband abgedeckt ist. Vorzugsweie liegt die Auslaßöffnung symmetrisch zwischen den Einspannpunkten. Es ist jedoch auch eine asymmetrische Anordnung u.U. vorteilhaft, um den Verlauf des Auslaßwiderstandes während des Auslaßvorgangs zu beeinflussen.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Ventilband ein geschlossener, ebener Ring. Dieser Ring wird an zwei, um einen Winkel, gegeneinander versetzten Punkten fest auf der Dichtfläche eingespannt, wobei das Zentrum der Auslaßöffnung vorzugsweise auf der Winkelhalbierenden zwischen den Einspannpunkten liegt. Im Grenzfalle (Einspannpunkte sind 360° gegeneinander versetzt) kann diese "zweiseitige"Einspannung des Ventilringes auch mittels nur einer einzigen Einspanneinrichtung, z.B. Einspannschraube, bewirkt werden, die den Ring in zwei Richtungen auf der Dichtfläche einspannt. In diesem Falle liegt das Zentrum der Auslaßöffnung vorzugsweise um 180° gegenüber der Einspannschraube versetzt. Der Winkel, um den die Einspannenden gegeneinander versetzt sind, ist mindestens so groß, daß die Einspannenden nicht auf derselben Seite der Öffnungstangente liegen wie die Auslaßöffnung. Als Öffnungstangente wird die Tangente an die

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innere Umfangskante des Ventilrings bezeichnet, deL'en Senkrechte im Berührpunkt durch das Zentrum der Äuslaßöffnuiig geht* Durch die zweifache Einspannung des Ventilbandes und! seine Krümmung zwischen den Einspannpunkten wird der mittlere Bereich des Ventilbandes zwischen den Einspannpukten federnd beweglich. Die Federsteifigkeit und der praktisch verwendbare Federweg hängen insbesondere ab von dem Abstand der Einspannpunkte und der Krümmung des Ventilbandes* vorteilhaft ist zur Anpassung an die konstruktive Auslegung der Flügelzellenpumpe insbesondere eine kreisförmige Krümmung.

Infolge der durch die Erfindung ermöglichten großen Beweglichkeit des die Auslaßöffnung überdeckenden Ventilbandes kann es erforderlich werden, Abknickungen des Ventilbandes zu vermeiden. Hierzu ist vorgesehen, daß das Ventilband auf der Dichtfläche durch einen Stützkörper eingespannt wird, welcher im Bereich der Einspannpunkte das Ventilband fest auf die Dichtfläche preßt und welcher sich zwischen dem jeweiligen Einspannpunkt und der Auslaßöffnung in einer stetigen Linie von der Dichtfläche abhebt. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Stützkörper über die gesamte Dichtfläche, wobei er über der Auslaßöffnung in einer stetigen Kurve aufgewölbt ist und vorzugsweise über der Auslaßöffnung das Wölbungsmaximum liegt. Durch einen derartigen Stützkörper läßt sich die Öffnungsbewegung genau kontrollieren und begrenzen.

Der Stützkörper ist - in der Projektion auf die Dichtfläche - hinsichtlich seiner Konturen dem Ventilband im wesentlichen angepaßt.

In einer besonders kleinbauenden Ausführung der Erfindung liegt der Auslaßkanal in einem Lagerschaft, welcher an das Gehäuse angebaut ist und in den Kurbelraum des Kraftfahr-

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zeugmotors ragt. Die Auslaßöffnung liegt auf einer Stirnfläche dieses Lagerschaftes. Das Ventilband liegt auf dieser Stirnfläche auf und umgibt ganz oder teilweise, d.h. als geschlossener Ring oder als Teilring die Antriebswelle.

Zum Schutz und zur Fuhrung wird das Ventilband vorzugsweise in eine Nut auf der Stirnseite des Gehäuses bzw. des Lagerschaftes eingelegt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 den Axialschnitt einer Flügelzellenpumpe; Fig. 2A, Detail nach Fig. 1;

2B
Fig. 3A_f Ausführungsbeispiele für Ventilbänder jeweils in

B einer Ansicht und in einem Axialschnitt der Pumpe; Fig. 4A, "
B

Fig. 5A, "
B

Die Flügelzellenpumpe nach Fig. 1 dient zur Erzeugung eines Vakuums in Servoverbrauchern, insbesondere in Bremskraftverstärkern für Kraftfahrzeuge. Sie wird mit ihrem Gehäuse 1 an das nur teilweise dargestellte Kurbelgehäuse 2 des Kraftfahrzeugmotors derart angeflanscht, daß der Lagerstutzen 3 des Pumpengehäuses in den Innenraum des Kurbelgehäuses ragt. Der Rotor 4 der Flügelzellenpumpe besitzt einen angeformten Wellenstumpf 5. In die Stirnseite des Wellenstumpfes 5 sind Ausnehmungen 6 eingebracht, in die die Kupplungslappen 7 der Antriebswelle 8 eingreifen. Bei der Antriebswelle 8 kann es sich z.B. um die Nockenwelle des Motors handeln. Die Antriebswelle 8 führt einen Schmierölkanal 9. Dieser Schmierölkanal ist durch Kupplungsstück 10 mit einem

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Schmierolsammelraum 11 verbunden. Vom Schmierolsammelraum 11 zweigt u.a. der Stichkanal 12 ins Innere des Pumpengehäuses ab. Die Flügelzellenpumpe wird daher mit dem unter Druck zugeführten Schmieröl des Kraftfahrzeugmotors geschmiert.

Der Wellenstumpf 5 ist in dem Lagerstutzen 3 drehbar gelagert. Rotor 4 und Flügel 13, 14 sind im einzelnen nicht dargestellt. Insofern kann z.B. auf die frühere Anmeldung P 35 07 176.1 verwiesen werden. In dieser früheren Anmeldung ^

ist auch ein Auslaßventil dargestellt. Der Pumpenauslaß ist ein sich über einen Winkel von 10" oder mehr erstreckendes Langloch 15, das in die eine Stirnseite des Pumpengehäuses 1 eingebracht ist. Es handelt sich z.B. um eine Auslaßniere, die sich - in Drehrichtung gesehen - an der äußeren Peripherie des Pumpengehäuses vor dem unteren Totpunkt erstreckt. Diese Auslaßniere 15 geht in einen Auslaßkanal 16 über. Der Auslaßkanal 16 erstreckt sich achsparallel durch den Lagerstutzen 3. Die Auslaßöffnung 17 liegt auf der Stirnseite des Lagerstutzens in dem Grunde einer Nut 18. Diese Nut 18 ist I kreisförmig und liegt konzentrisch zum Lagerauge. In diese

W Nut ist erfindungsgemäß das Auslaßventil in Form eines Ventilbandes 19 eingelegt. Das Ventilband 19 wird auf einem Teilumfang der Nut auf dem Nutengrund festgeklemmt. Über den restlichen Umfangsbereich beidseits der Auslaßöffnung 17 ist das Ventilband 19 in Öffnungsrichtung federnd beweglich. Da das Ventilband 19 ein federelastisches, ebenes Band, z.B. Stahlband, ist, liegt es im unbelasteten Zustand e.jf den Dichtflächen, d.h. dem Nutengrund, der die Auslaßöffnung 17 umgibt, dichtend auf. Unter dem Auslaiidruck im Auslaßkanal 16 hebt das Ventilband von der Auslaßöffnung 17 ab. Zur Eingrenzung der Öffnungsbewegung und zur Gewährleistung einer stetigen, nicht geknickten Biegelinie des Ventilbandes ist eine Stützkurve 20 mit in die Ringnut eingelegt. Die Stützkurve 20 wölbt sich gegenüber dem Nutengrund über einen gewissen Winkelbereich beidseits der Auslaßöffnung 17 auf.

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Das Maximum der Wölbung liegt vorzugsweise über der Auslaßöffnung 17 und entspricht der gewünschten Öffnungsweite, mit der das Ventilband 19 die Auslaßöffnung 17 freigibt. Dies Details nach den Figuren 2A und 2B zeigen das ventilseitige Ende des Lagerstutzens 3. Zu erkennen ist ein Kupplungslappen 7 und ein Teil der Antriebswelle 8 sowie ein Querschnitt durch die Nut 18 im Bereich der freien Stirnfläche des Lagerstutzens 3 .

Fig. 2A zeigt, daß das Ventilband 19 auf dem Nutengrund über der Öffnung 17 dichtend aufliegt.

Fig. 2B zeigt die Situation des Luftauslasses. Hierbei legt sich das Ventilband an den Stützring 20 an.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Ventilbandes und des Stützkörpers. Dabei wird in den Figuren 3A_f 4i*, 5A jeweils die Stirnseite des Lagerstutzens 3 in einer Ansicht (ohne die Antriebswelle 8) und in den Figuren 3B, 4B, 5B jeweils ein Axialschnitt durch den Lagerstutzen 3 dargestellt, wobei jedoch das Ventilband und der Stützkörper nicht mitgeschnitten sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Ventilband 19 und der Stützkörper 20 ein Kreisring mit im wesentlichen demselben Innen- und Außendurchmesser. Der Stützkörper 20 ist über ca. 180° ein ebenes Band. Er ist in diesem ebenen Bereich durch Schrauben 21 - 23 in der Nut befestigt und klemmt dadurch mit seinem ebenen Bereich das ringförmige, gleichfalls ebene Ventilband 19 auf dem Nutengrund fest. Der Stützkörper ist in dem restlichen Winkelbereich aufgewölbt. Der Stützkörper kann ein im wesentlichen starrer oder auch ein elastischer, relativ federsteifer Körper sein. Das Maximum der Wölbung liegt über der Auslaßöffnung 17. Das Ventilband 19 kann im Winkelbereich zwischen den Schrauben 21, 23, d.h. im Bereich der Wölbung des Stützkörpers 20

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infolge des Druckes in dem Auslaßkanal 16 von dem Nutengrund der Nut 18 abgehoben werden. In dem Ausführungsbeispiel sind die Einspannpunkte, d.h. die Schrauben 21, 23 um 180° gegeneinander versetzt. Durch Vorgabe dieses Winkels kann die Federkraft, mit der das Ventilband auf der Auslaßöffnung 17 aufliegt, vorgegeben werden. Eine sehr geringe Federkraft wird erreicht, wenn sich die Einspannpunkte in der Schraube 22 vereinigen, d.h. wenn die Einspannung nur durch Schraube 22 erfolgt, ohne die Schrauben 21 und 23.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind das Ventilband 19 und der Stützkörper 20 ein Halbring. Beide erstrecken sich im wesentlichen über 180°. Der Stützkörper ist mittels Schrauben 21, 23 in der Nut 18 befestigt und auf das federelastische Ventilband 19 gepreßt. Der Stützkörper 20 ist wiederum über einen gewissen Winkelbereich beidseits der ;■ Auslaßöffnung 17 aufgewölbt. Dadurch kann das Ventilband

^;;i infolge seiner Krümmung zwischen den Einspannenden (im

^!; wesentlichen identisch mit den Schrauben 21, 23) eine

Öffnungsbewegung bis zum Anschlag an den Stützkörper 20 aus-ί führen.

.; In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei

h dem die Stützkörper lediglich als teilringförmige Schuhe

} 25 dargestellt sind. Die Stützkörper sind durch Schrauben 21, ,. 23 in der Nut 18 gegen das Ventilband 19 geklemmt. Die

Stützk-orper 20 wölben sich in Richtung auf die Auslaßöffnung 17 in einer stetigen, sanften Kurve von dem Ventilband 19 ab. Dadurch wird gewährleistet, daß sich das Ventilband 19 beim Abheben von und Öffnen der Auslaßöffnung 17 in einer entsprechend sanften Biegelinie verformt, so daß Knicke vermieden werden.

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BEZ UGS Z EICHENAUFSTiELLUNG

1	Gehäuse, Pumpengehause
2	Kurbelgehäuse
3	Lagerstutzen
4	Rotor
5	Wellenstumpf
6	Ausnehmungen
7	Kupplungslappen
8	Antriebswelle
9	Schmierölkanal
10	Kupplungsstück
11	Schmierölsammelraum
12	Stichkanal
13	Flügel
14	Flügel
15	Langloch, Auslaßniere
16	Auslaßkanal
17	Auslaßöffnung
18	Nut
19	Ventilband
20	Stützkörper
21	Schraube, Einspannpunkt
22	Il Il
23	π π

Claims

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, barmag Barmer Maschinenfabrik .Ak"fc'ieti^eee].ls,dKä.ft Sitz Remscheid, Bundesrepublik'Deutschland"

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A nsprüche

1. Flügelzellenvakuumpurape mit einem Auslaß, der in einer der Stirnwände des

j Pumpengehäuses liegt,

] insbesondere zum Anbau an das Kurbelgehäuse eines

Kraftfahrzeugmotors, insbesondere Diesel-Motors, mit einem Rückschlagventil, das ein federelastisches, flaches Ventilband ist, das auf einer Dichtfläche eingespannt ist und mit einem federnd beweglichen Teil auf der Auslaßöffnung aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventilband (19) an zwei Punkten (21, 23), die einen Abstand haben, eingespannt und zwischen den Punkten gekrümmt ist und auf der Auslaßöffnung (17) aufliegt.

2. Pumpe nach Anspruch 1_r

dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventilband (19) zwischen den Einspannpunkten (21,

23) kreisförmig gekrümmt ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß_

das Ventilband (19) ein geschlossener, ebener Kreisring

ist.

4. Pumpe nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventilband an zwei Punkten, die vorzugsweise um 180^c

gegeneinander versetzt sind, eingespannt ist.

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„ Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilband an lediglich einem Punkt (22) eingespannt ist, der gegenüber der Auslaßöffnung stark, vorzugsweise ca. 180" versetzt ist.

6. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilband ein ebener Teilring ist, der an seinen Enden eingespannt ist.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Teilring über einen Winkel von ca. 180° erstreckt.

8. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (17) symmetrisch zwischen den Einspannpunkten liegt.

9. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilband mittels eines aufliegenden Stützkörpers (20) eingespannt isc, und daß der Stützkorper sich von den Einspannpunkten (21, 23) weg in Richtung auf die Auslaßöffnung (17) hin von der Dichtfläche in einer stetigen Linie abhebt.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkürper (20) ein Ring ist., der zwischen den Einspannpunkten gegenüber der Dichtfläche gewölbt ist, wobei vorzugsweise das Maximum der Wölbung über der Auslaßöffnung (17) liegt.

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11. Pumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (20) in der Projektion auf die Dichtfläche in seinen Konturen im wesentlichen dem Ventilband (19) entspricht.

12. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (16) einen an das Pumpengehäuse (1) angeformten Lagerstutzen (3) zur Lagerung der Welle (5) achsparallel durchdringt, und daß das Ventilband (19) auf der Stirnseite des Lagerschaftes auf einer ebenen Dichtfläche liegt, die

die Auslaßöffnung (17) allsei-es umgibt. 15

13. Pumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilband in einer Nut (18) liegt.