DE3347081A1 - Lobed rotor pump, annular piston pump or spiral piston pump - Google Patents

Abstract

A lobed rotor pump, annular piston pump or spiral piston pump is proposed, in which the crank pin bearing is sealed in the piston by externally sealing lip packings fixed to the crank pin, the condition that the crank radius e is smaller than the running face radius r for the sealing lips minus the sealing lip length l (e < r-l) ensuring that the contact force of the sealig lips is increased by centrifugal force.

Description

Kreis-, Ring- oder SpiralkolbenpumpeCircular, ring or spiral piston pump

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.The invention relates to a circular, ring or spiral piston pump a crank mechanism in which the crank pin bearing in the piston is provided by at least one radially sealing lip ring is sealed.

Derartige Pumpen sind für den Betrieb mit hohen Drehzahlen geeignet und werden häufig als Kompressor- oder Vakuumpumpen in Kraftfahrzeuge eingesetzt.Such pumps are suitable for operation at high speeds and are often used as compressor or vacuum pumps in motor vehicles.

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.For this, however, it is necessary that the conveying medium is not air is mixed with lubricant, as this causes environmental pollution, if this air is processed as fuel gas and fed to the internal combustion engine (supercharger operation) or is discharged into the free atmosphere (vacuum pump).

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.To prevent the lubricant from entering the pump chamber, It is known that lip rings are used, which are firmly clamped with their outer edge and are placed with the sealing lip against the rotating lifting pin.

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.However, it has been shown in the past that this measure at least for the sealing of the crank pin bearing is not sufficient, since already failures can be registered after a short operating time at high speed.

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.The object of the invention is to provide one in the preamble of claim to make called circular, ring or spiral piston pump such that an operation achievable at high speed without failure of the seal of the crank pin bearing will.

Diese Aufgabe ist durch die Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Pumpe nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.This task is due to the design of a generic pump solved according to the features of the characterizing part of the claim.

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. The invention is based on the knowledge that at high speeds occurring accelerations generate inertial forces that counteract the contact force of the Sealing lips act on the tread and can even overcome them, so that the failures mentioned can occur.

Lippenringe mit außendichtenden Dichtlippen sind von Hubkolbenpumpen oder Stoßdämpfern her bekannt, unbekannt ist jedoch deren Einsatz für Hubzapfenlagerungen. Lip rings with external sealing lips are from reciprocating pumps or shock absorbers, but their use for crank pin bearings is unknown.

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. The condition: crank radius e small running surface radius r minus sealing lip length (e For the use of these lip rings, (r - 1) ensures that the centrifugal forces that occur cause an increased contact force of the sealing lips against the running surface, so that a increased sealing effect and thus a leakage of the lubricant from the crank pin bearing and mixing with the conveyed air is excluded. The use of the invention Nothing stands in the way of pumps in motor vehicles.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

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. The drawing shows a rotary piston pump in longitudinal section (it could because of the similarity it is also a spiral piston pump) with an in a housing 1 mounted crankshaft 2, the crank pin 3 with roller bearings 4 on an annular piston 5 is articulated by a further element, not shown is guided, which prevents rotation of the piston in the housing 1 and a displacement movement is achieved, so that a delivery medium can be promoted in a known manner in one direction can.

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.The piston 5 has a bore 6 with an outer bearing ring 7 for the roller bearings 4, the bearing ring 7 running surfaces 8 for sealing lips 9 of lip rings 10 has.

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.The lip rings 10 are fixed with their inner ring 11 on the crank pin 3 arranged and their sealing lips 9 aligned so that an overpressure in the bore 6 the contact force of the sealing lips achieved by spring force or material stresses 9 against the tread 8 would increase.

Die Bohrung 6 bildet ein Schmiermittel reservoir 12, das mit einem nicht dargestellten Versorgungssystem verbunden sein kann.The bore 6 forms a lubricant reservoir 12 with a supply system, not shown, can be connected.

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.The drawing shows the crank radius 13 denoted by e and the with r designated running surface radius 14 and the leg length 1 15 of the sealing lips 9, where e, r and 1 are selected such that the condition e for r-1 is satisfied.

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).If the crankshaft 2 is set in rotation via a belt pulley 16, then the crank pin 3 moves on the crank radius 13 and rotates at one Rotation around its own axis. The lip rings fixedly arranged on the crank pin 3 10 are rotated with the piston 5 and the bearing ring 7 with the running surfaces 8 a translational or locally different relative movement for the sealing lips 9 to the housing 1 (planetary motion).

Hierbei schwenken die Laufflächen 8 nur um den Anlenkpunkt und rotieren nicht.Here, the running surfaces 8 pivot only around the pivot point and rotate not.

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.Due to the aforementioned condition e (r - 1, the sealing lips 9 are on every point of the planet's orbit by the centrifugal forces acting on them (inertia forces) loaded to the outside, d. H. the contact force against the running surface 8 is increased. A The leakage of lubricant is therefore with intact sealing lips 9 or running surfaces 8 excluded.

Claims (1)

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.Patent claim circular, ring or spiral piston pump with a crank drive, in which the crank pin bearing in the piston by at least one radially sealing The lip ring is sealed so that the Lip ring (10) is firmly arranged on the crank pin (3) and with the sealing lip (9) against a concentric to the articulation point of the crank pin (3) in the piston (5) Tread (8) is applied, the crank radius e (13) smaller than the tread radius r (14) minus leg length 1 (15) of the sealing lip (9) (e <r - 1).