DE3347081A1

DE3347081A1 - Kreis-, ring- oder spiralkolbenpumpe

Info

Publication number: DE3347081A1
Application number: DE19833347081
Authority: DE
Inventors: Manfred 4000 Düsseldorf Brandstädter
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1983-12-24
Publication date: 1985-07-04

Description

Kreis-, Ring- oder Spiralkolbenpumpe
Die Erfindung betrifft eine Kreis-, Ring- oder Spiralkolbenpumpe mit einem Kurbeltrieb, bei dem die Hubzapfenlagerung im Kolben durch mindestens einen radial dichtenden Lippenring abgedichtet ist.
Derartige Pumpen sind für den Betrieb mit hohen Drehzahlen geeignet und werden häufig als Kompressor- oder Vakuumpumpen in Kraftfahrzeuge eingesetzt.
Hierfür ist es jedoch erforderlich, daß das Fördermedium Luft nicht mit Schmiermittel vermischt wird, da hierdurch eine Umweltbelastung verursacht wird, wenn diese Luft als Brenngas aufbereitet der Brennkraftmaschine zugeführt (Laderbetrieb) oder in die freie Atmosphäre (Vakkumpumpe) abgeleitet wird.
Um ein Eintreten des Schmiermittels in den Pumpenraum zu verhindern, werden bekannterweise Lippenringe eingesetzt, die mit ihrem äußeren Rand fest eingespannt und mit der Dichtlippe gegen den drehenden'Hubzapfen angelegt sind.
Es hat sich jedoch in der Vergangenheit gezeigt, daß diese Maßnahme zumindestens für die Abdichtung der Hubzapfenlagerung nicht ausreicht, da schon nach kurzer Betriebszeit mit hoher Drehzahl Ausfälle registriert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Oberbegriff des Patentanspruchs genannte Kreis-, Ring- oder Spiralkolbenpumpe derart zu gestalten, daß ein Betrieb mit hoher Drehzahl ohne Ausfall der Abdichtung der Hubzapfenlagerung erreichbar wird.
Diese Aufgabe ist durch die Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Pumpe nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die bei hohen Drehzahlen auftretenden Beschleunigungen Massenkräfte erzeugen, die gegen die Anlagekraft der Dichtlippen an die Lauffläche wirken und diese sogar überwinden können, so daß die erwähnten Ausfälle auftreten können.
Lippenringe mit außendichtenden Dichtlippen sind von Hubkolbenpumpen oder Stoßdämpfern her bekannt, unbekannt ist jedoch deren Einsatz für Hubzapfenlagerungen.
Die Bedingung: Kurbelradius e kleiner Laufflächenradius r minus Dichtlippenlängel(e (r - 1) stellt für den Einsatz dieser Lippenringe sicher, daß die auftretenden Fliehkräfte eine erhöhte Anlagekraft der Dichtlippen gegen die Lauffläche bewirken, so daß eine erhöhte Dichtwirkung und damit ein Austritt des Schmiermittels aus der Hubzapfenlagerung und Vermischung mit der geförderten Luft ausgeschlossen ist. Dem Einsatz der erfindungsgemäßen Pumpe in Kraftfahrzeugen steht somit nichts mehr im Wege.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt eine Ringkolbenpumpe im Längsschnitt (es könnte sich wegen der Ahnlichkeit auch um eine Spiralkolbenpumpe handeln) mit einer in einem Gehäuse 1 gelagerten Kurbelwelle 2, deren Hubzapfen 3 mit wälzlagern 4 an einem Ringkolben 5 angelenkt ist, der von einem weiteren, nicht dargestellten Element geführt ist, wodurch ein Rotieren des Kolbens im Gehäuse 1 verhindert und eine Verdrängerbewegung erreicht wird, so daß ein Fördermedium in bekannter Weise einsinnig gefördert werden kann.
Der Kolben 5 weist eine Bohrung 6 mit einem äußeren Lagerring 7 für die Wälzlager 4 auf, wobei der Lagerring 7 Laufflächen 8 für Dichtlippen 9 von Lippenringen 10 aufweist.
Die Lippenringe 10 sind mit ihrem Innenring 11 fest auf dem Hubzapfen 3 angeordnet und deren Dichtlippen 9 so ausgerichtet, daß ein Überdruck in der Bohrung 6 die durch Federkraft bzw. Werkstoffspannungen erreichte Anlagekraft der Dichtlippen 9 gegen die Lauffläche 8 erhöhen würde.
Die Bohrung 6 bildet ein Schmiermittel reservoir 12, das mit einem nicht dargestellten Versorgungssystem verbunden sein kann.
Die Zeichnung zeigt den mit e bezeichneten Kurbelradius 13 und den mit r bezeichneten Laufflächenradius 14 sowie die Schenkellänge 1 15 der Dichtlippen 9, wobei e, r und 1 so ausgewählt sind, daß die Bedingung e zu r - 1 erfüllt ist.
Wird die Kurbelwelle 2 über eine Riemenscheibe 16 in Drehung versetzt, dann bewegt sich der Hubzapfen 3 auf dem Kurbelradius 13 und dreht sich bei einem Umlauf um die eigene Achse. Die auf dem Hubzapfen 3 fest angeordneten Lippenringe 10 werden mitgedreht, wobei der Kolben 5 und der Lagerring 7 mit den Laufflächen 8 für die Dichtlippen 9 eine translatorische oder örtlich unterschiedliche Relativbewegung zum Gehäuse 1 ausführen (Planetenbewegung).
Hierbei schwenken die Laufflächen 8 nur um den Anlenkpunkt und rotieren nicht.
Durch die genannte Bedingung e(r - 1 werden die Dichtlippen 9 auf jedem Punkt der Planetenbahn durch die an ihnen wirkenden Fliehkräfte (Massenkräfte) nach außen belastet, d. h. die Anlagekraft gegen die Lauffläche 8 wird erhöht. Ein Austreten von Schmiermittel ist somit bei intakten Dichtlippen 9 bzw. Laufflächen 8 ausgeschlossen.

Claims

Patentanspruch Kreis-, Ring- oder Spiralkolbenpumpe mit einem Kurbeltrieb, bei dem die Hubzapfenlagerung im Kolben durch mindestens einen radial dichtenden Lippenring abgedichtet ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dab der Lippenring (10) fest auf dem Hubzapfen (3) angeordnet ist und mit der Dichtlippe (9) gegen eine konzentrisch zum Anlenkpunkt des Hubzapfens (3) im Kolben (5) ausgeführte Lauffläche (8) angelegt ist, wobei der Kurbelradius e (13) kleiner als der Laufflächenradius r (14) minus Schenkellänge 1 (15) der Dichtlippe (9)(e<r - 1) ausgeführt ist.