EP0120993A2

EP0120993A2 - Vane pump

Info

Publication number: EP0120993A2
Application number: EP83112002A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Hertell
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1982-12-11
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1984-10-10
Also published as: EP0120993B1; DE3375817D1; EP0120993A3

Abstract

1. Vane pump particularly for producing a vacuum for increasing the braking power in motor vehicles with Diesel-engines or fuel injection Otto-engines, comprising an internally positioned stator (4) and a rotatable housing (3) having recesses (8) inserted in its inner surface, in which recesses vanes (9) are pivotally mounted with one end, which vanes (9), when being in their retracted position, immerse in the recesses (8) outside of the cylindrical surface enveloping the inner surface, characterized by the fact that the vanes (9) are pivotally mounted in the recesses (8) in such a manner that the free pivoting end of the vanes (9) extends in the direction of rotation and is pivoted by the force of springs so as to come into close contact with the cylindrical stator (4).

Description

Die Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs dient zum Pumpen von Gasen.The vane pump according to the preamble of the first claim is used for pumping gases.

Die Flügelzellenpumpe dient insbesondere als Vakuumpumpe für die zusätzliche Bremskraftverstärkung in Diesel-Motoren und insbesondere auch in Otto-Motoren mit Kraftstoffeinspritzung.The vane pump serves in particular as a vacuum pump for the additional brake booster in diesel engines and in particular also in gasoline engines with fuel injection.

Ganz allgemein ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, daß eine Gas- oder Luftpumpe nach dem Flügelzellenprinzip bereitgestellt wird, deren Leistung saugseitig und/oder druckseitig in Abhängigkeit von Drehzahl zunächst stark zunimmt und oberhalb einer bestimmten, vorgegebenen Drehzahl nicht mehr oder nicht mehr so stark zunimmt. Die besondere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vakuumpumpe für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, welche nur in den unteren Drehzahlbereichen für die Erzeugung bzw. Verstärkung des Vakuums im Bremskraftverstärker eingesetzt wird. Die Flügelzellenpumpe kann ebenso eingesetzt werden als Vakuumpumpe für.die Bremskraftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diese-Motor oder Otto-Motor. Hierzu ist zu bemerken, daß gerade an Otto-Motoren in den oberen Drehzahlbereichen ein für die Bremskraftverstärkung ausreichendes Vakuum abgenommen werden kann.In general, the object of the invention is to be seen in the fact that a gas or air pump based on the vane cell principle is provided, the power of which initially increases sharply on the suction side and / or on the pressure side as a function of speed, and no longer or no longer above a certain predetermined speed increases rapidly. The particular object of the invention is to provide a vacuum pump for motor vehicles, which is used only in the lower speed ranges for generating or increasing the vacuum in the brake booster. The vane pump can also be used as a vacuum pump for the brake booster in vehicles with this engine or Otto engine. It should be noted in this regard that a sufficient vacuum for the brake force amplification can be removed, especially on Otto engines in the upper speed ranges.

Die Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 hat den Vorteil, daß - je nach Einstellung der Vorspannkraft der Federn, mit welcher die schwenkbaren Flügel zur Anlage an den Stator ausgeschwenkt werden - die Flügel bei zunehmender Drehzahl mit geringerer Anpreßkraft an dem Stator anliegen, was bereits zu einer verminderten Leistungsaufnahme führt, und daß die Flügel bei Überschreitung einer bestimmten Drehzahl in ihrem ausgeschwenkten Zustand, in welchem sie sich in den Ausbuchtungen des Rotors befinden, verharren, da die Vorspannkraft der Feder, die bei dieser Drehzahl auf die ausgeschwenkten Flügel einwirkende Zentrifugalkraft nicht mehr überwindet. In diesem Zustand ist die Leistungsaufnahme verschwindend klein.The vane pump according to claim 1 has the advantage that - depending on the setting of the biasing force of the springs with which the pivotable vanes are pivoted to bear against the stator - the vanes abut the stator with increasing speed with less contact pressure, which already results in a reduced Power consumption leads, and that the wings remain in their swung-out state in which they are located in the bulges of the rotor when a certain speed is exceeded, since the biasing force of the spring, which at this speed no longer overcomes the centrifugal force acting on the swung-out wing. In this state, the power consumption is negligible.

Solange jedoch die Vorspannkraft der Federn die im ausgeschwenkten Zustand auf den Flügel einwirkende Zentrifugalkraft überwindet, ist die Feder in der Lage, den Schwenkflügel bis zur Anlage an den Stator zu verschwenken. Denn die auf den Flügel einwirkende Zentrifugalkraft nimmt mit größer werdendem Schwenkwinkel des Flügels ab, während die Feder so ausgewählt ist, daß ihre Federkraft mit dem SchwenkWinkel weniger abnimmt als die Zentrifugalkraft oder aber vorzugsweise vom Schwenkwinkel unabhängig ist.However, as long as the preload force of the springs overcomes the centrifugal force acting on the wing in the swung-out state, the spring is able to pivot the swing wing until it contacts the stator. Because the centrifugal force acting on the wing decreases with increasing swing angle of the wing, while the spring is selected so that its spring force decreases less with the swing angle than the centrifugal force or is preferably independent of the swing angle.

Diese Flügelzellenpumpe bietet durch Vorwahl der Federkraft interessante Betriebsmöglichkeiten. Die Federn können so vorgespannt werden, daß sämtliche Flügel im gesamten Drehzahlbereich der Flügelzellenpumpe in Anlage an den Stator gebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, die Federn derart gleich vorzuspannen, daß sämtliche Flügel bei Erreichen einer bestimmten Pumpendrehzahl in ihren Ausbuchtungen verharren. In diesem Zustand erbringt die Flügelzellenpumpe bei überschreiten dieser Drehzahl keine Saugleistung mehr, ihre Leistungsaufnahme wird jedoch auch auf ein Minimum reduziert.This vane pump offers interesting operating options by preselecting the spring force. The springs can be preloaded so that all vanes in the entire speed range of the vane pump are brought into contact with the stator. However, it is also possible to pretension the springs in such a way that all blades remain in their bulges when a certain pump speed is reached. In this state, the vane pump no longer provides suction power when this speed is exceeded, but its power consumption is also reduced to a minimum.

Es ist jedoch auch möglich, die Federn der einzelnen Flügel unterschiedlich vorzuspannen, so daß die Flügel bei unterschiedlichen Drehzahlen von dem Stator abheben. Dadurch kann die Saugleistung und mit ihr die mechanische Leistungsaufnahme der Flügelzellenpumpe stufenweise in Anpassung an den Bedarf des Bremskraftverstärkers und in Abhängigkeit von der Drehzahl mit zunehmender Drehzahl herabgesetzt werden. Es ist z.B. auch möglich, bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl lediglich noch mit einem Flügel zu fahren, wobei die Saugleistung der Pumpe und auch die mechanische Leistungsaufnahme der Pumpe sodann auf etwa die Hälfte reduziert sind.However, it is also possible to preload the springs of the individual vanes differently, so that the vanes lift off the stator at different speeds. As a result, the suction power and with it the mechanical power consumption of the vane pump can be reduced step by step in accordance with the requirements of the brake booster and depending on the speed with increasing speed. It is also possible, for example, to only drive with one wing when a certain speed is exceeded, the suction power of the pump and the mechanical power consumption of the pump is then reduced to about half.

Die erfindungsgemäße Pumpe kann vorzugsweise mit ihrem Gehäuse als Spannrolle für den Treibriemen verwandt werden, welcher zum Antrieb der Nockenwelle eines Otto-Motors dient. In diesem Falle ist der Mantel der Flügelzellenpumpe als Riemenleitrolle ausgebildet. Die Flügelzellenpumpe wird mit einem Flansch am Motorgehäuse befestigte welcher im Spannsinne des Transmissionsriemens schwenkbar ist.The pump according to the invention can preferably be used with its housing as a tension pulley for the drive belt, which is used to drive the camshaft of an Otto engine. In this case, the jacket of the vane pump is designed as a belt idler. The vane pump is attached to the motor housing with a flange which can be swiveled in the direction of the transmission belt.

Die Flügelzellenpumpe kann ölgeschmiert sein. In diesem Falle. ist sie an dem ölkreislauf des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen und besitzt einen zentralen Ölzufuhrkanal, welcher in die Lagerbereiche und die Stirnflächenbereiche zwischen Stator und Gehäuse mündet. Die Ölabfuhr geschieht in diesem Falle durch den Luftauslaßkanal.The vane pump can be oil lubricated. In this case. it is connected to the oil circuit of the motor vehicle engine and has a central oil supply channel which opens into the bearing areas and the end face areas between the stator and the housing. In this case, the oil is discharged through the air outlet duct.

Im Luftauslaßkanal ist vorzugsweise ein Rückschlagventil entweder im Stator oder aber an anderer Stelle vorgesehen, welches den Auslaßdruck in der Pumpe auf den atmosphärischen Druck begrenzt und dadurch verhindert, daß an den Flügeln des Ausstoßbereiches leistungsverzehrende Druckdifferenzen auftreten. Im Falle der Ölschmierung wird der Saugkanal vorzugsweise mit einem Ölabscheider versehen, der verhindert, daß das Öl gegen die nur sehr geringe Saugströmung in den Bremskraftverstärker zurückkriecht. Als Ölabscheider kommen Filter, Siebe, insbesondere aber auch Rückschlagventile in Betracht.In the air outlet duct, a check valve is preferably provided either in the stator or elsewhere, which limits the outlet pressure in the pump to atmospheric pressure and thereby prevents pressure differences from occurring from occurring on the blades of the discharge region. In the case of oil lubrication, the suction channel is preferably provided with an oil separator, which prevents the oil from creeping back into the brake booster against the very low suction flow. Filters, sieves and, in particular, non-return valves can be used as oil separators.

Vorzugsweise wird die Flügelzellenpumpe bei dieser Verwendung als Trockenläufer ausgebildet. Hierzu wird das Gehäuse auf einem ortsfesten Zapfen statt in Gleitlagern in Wälzlagern gelagert. Ferner werden die Flügel an ihren freien Enden, mit welchen sie über den Stator gleiten, entweder mit Dichtleisten oder Überzügen versehen, welche gute Trockenlaufeigenschaften haben. Vorteilhaft ist, die Flügelköpfe mit Rollen zu versehen, welche mit den Flügelköpfen eine gerade Dichtlinie bilden und den Schleifkontakt zwischen den Flügelköpfen und dem Stator verhindern oder verringern.In this use, the vane pump is preferably designed as a dry runner. For this purpose, the housing is mounted on a fixed pin instead of in plain bearings in roller bearings. Furthermore, the blades are provided at their free ends with which they slide over the stator either with sealing strips or coatings which have good dry-running properties. It is advantageous to provide the wing heads with rollers which form a straight sealing line with the wing heads and prevent or reduce the sliding contact between the wing heads and the stator.

Die Schwenkfedern können unterschiedlich ausgebildet sein. Verwendbar sind z.B. Drehfedern, wie sie ähnlich z.B. in Wäscheklammern verwendet werden. Diese schraubenförmig gewickelten Drehfedern werden koaxial zur Schwenkachse der Schwenkflügel angeordnet und greifen mit einem Ende in das Gehäuse ein, während sie mit dem anderen Ende den Schwenkflügel hintergreifen. Durch die Anzahl der Verwindungen derartiger Drehfedern kann ihre Vorspannung eingestellt werden.The swivel springs can be designed differently. For example, Torsion springs, similar to e.g. used in clothespins. These helically wound torsion springs are arranged coaxially to the swivel axis of the swivel wing and engage with the housing at one end, while they engage behind the swivel wing at the other end. The preload can be adjusted by the number of twists of such torsion springs.

Als Federn kommen ferner Schraubenfedern in Betracht, welche am Gehäuse einserseits und dem Schwenkflügel andererseits als Druckfedern angreifen.Coil springs which act on the housing on the one hand and the swivel wing on the other hand as compression springs are also suitable as springs.

Als Federn kommen ferner Blattfedern in Betracht, insbesondere solche Blattfedern, welche in den Schwenkflügel im Bereich von dessen Schwenkachse eingelassen sind und mit ihrem freien Ende im Gehäuse eingeklemmt sind.Also suitable as springs are leaf springs, in particular leaf springs which are embedded in the swivel wing in the region of its swivel axis and are clamped with their free end in the housing.

Es ist jedoch auch möglich, die Schwenkflügel selbst als einseitig eingespannte Blattfedern auszubilden.However, it is also possible to design the swivel wings themselves as leaf springs clamped on one side.

Es sei erwähnt, daß die Schwenkflügel im ausgeschwenkten Zustand, in Ausbuchtungen des Gehäusemantels liegen und sich dabei an den Hüllzylinder des Innenmantels des Gehäuses anschmiegen und nicht radial ins Gehäuseinnere hineinragen. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Schwenkflügel mit dem Stator im unteren Totpunkt des Gehäuses, in welchem die Schwenkflügel in ihrer Ausbuchtung liegen, eine exakte Dichtung bilden, und daß ein überströmen von Luft an dieser Stelle des unteren Totpunktes verhindert wird.It should be mentioned that the pivoting wings are in the swung-out state, in bulges of the housing shell and nestle against the envelope cylinder of the inner shell of the housing and do not protrude radially into the interior of the housing. This ensures that the swivel blades form an exact seal with the stator at the bottom dead center of the housing, in which the swivel blades lie in their bulge, and that an overflow of air is prevented at this point of the bottom dead center.

Die Ausbuchtungen werden an ihrer Stirnseite mit kleinen radialen Druckausgleichkanälen versehen, die insbesondere im Bereich des unteren Totpunktes dem Druckausgleich zwischen den Flügelzellen und den Ausbuchtungen dienen.The bulges are provided on their end face with small radial pressure equalization channels, which serve in particular in the area of bottom dead center to equalize the pressure between the vane cells and the bulges.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is described below using exemplary embodiments.

Es zeigen:

Fig. 1 und den Normalschnitt und den Radialschnitt
Fig. 2 durch einen Naßläufer mit Ölschmierung;
Fig. 3 den Radialschnitt durch einen Trockenläufer;
Fig. 4 die Ausbildung eines Flügelkopfes.

Show it:

Fig. 1 and the normal section and the radial section
Figure 2 by a wet rotor with oil lubrication.
3 shows the radial section through a dry runner;
Fig. 4 shows the formation of a wing head.

Die Pumpe ist ein Außenläufer. Auf dem ortsfesten Montageflansch. mit Zapfen 2 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert. Im Innenraum des Rotors sitzt der Stator 4. Der Stator 4 ist auf dem Zapfen 2 befestigt. Der Rotor 3 besteht aus den Rotordeckeln 5, 6 und dem Rotormantel 7.The pump is an external rotor. On the fixed mounting flange. with pin 2, a rotor 3 is rotatably mounted. The stator 4 is located in the interior of the rotor. The stator 4 is fastened on the journal 2. The rotor 3 consists of the rotor lids 5, 6 and the rotor jacket 7.

Der Rotormantel 7 weist Ausnehmungen 8 in seinem Innenmantel auf, in welche Flügel 9 eingepaßt sind. Die Flügel 9 sind durch Federelemente 10.1 oder 10.2 oder 10.3 um ihren Schwenkpunkt 11 gegen den Stator gedrückt.The rotor jacket 7 has recesses 8 in its inner jacket, into which wings 9 are fitted. The wings 9 are pressed by spring elements 10.1 or 10.2 or 10.3 about their pivot point 11 against the stator.

Die Feder 10.1 ist eine "Wäscheklammerfeder", welche um jeweils das Ende des Zapfens 11 gelegt ist und mit einem Ende 12 den Flügel 9 hintergreift, während das andere Ende 13 in einen Schlitz des Rotormantels 7 gelegt ist. Das Federelement 10.2 ist eine in den Flügel eingespritzte Blattfeder, welche mit ihrem aus dem Flügel herausragenden Ende 14 in einen Schlitz des Rotormantels 7 eingreift. Das Federelement 10.3 ist eine Schraubenfeder, welche sich einerseits an dem Rotormantel 7 und andererseits in einer Ausnehmung des Flügels 9.3 abstützt.The spring 10.1 is a "clothespin spring", which is placed around the end of the pin 11 and engages behind the wing 9 with one end 12, while the other end 13 is placed in a slot in the rotor jacket 7. The spring element 10.2 is a leaf spring injected into the wing, which engages with its end 14 protruding from the wing into a slot in the rotor shell 7. The spring element 10.3 is a helical spring which is supported on the one hand on the rotor jacket 7 and on the other hand in a recess in the wing 9.3.

Der ortsfeste Zapfen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 besitzt eine ölzufuhrleitung 15, eine Ansaugleitung 16 und eine Öl-Luft-Abfuhrleitung 17. Im Stator 4 kann ein Rückschlagventil 18 in der Auslaßleitung angeordnet sein, iit Öffnung im Auslaßsinne. In der Ansaugleitung des Stators 4 oder des Zapfens 2 oder des Flansches 1 kann ein ölabscheider vorgesehen sein (nicht dargestellt).1 has an oil supply line 15, a suction line 16 and an oil-air discharge line 17. In the stator 4, a check valve 18 can be arranged in the outlet line, with an opening in the outlet direction. An oil separator (not shown) can be provided in the suction line of the stator 4 or the pin 2 or the flange 1.

Die Ölzufuhrleitung 15 ist in -geeigneter Weise über radiale Stichkanäle in die Gleitlagerung 28 der Rotordeckel 5, 6 geführt. Zwischen den Rotordeckeln und dem Stator 4 sind Spalte 19 gebildet, die sich mit öl füllen und die verlustreiche und verschleißverursachende Wand-Wand-Reibung zwischen den Rotordeckeln 5, 6 und den Stirnflächen des Stators 4 vermeiden. Die Gleitlagerungen 28 können mit umlaufenden Schmiernuten versehen sein. Einzelheiten zu derartigen Gleitlagerungen sind bekannt und hier nicht weiter ausgeführt.The oil supply line 15 is guided in a suitable manner via radial branch channels into the slide bearing 28 of the rotor cover 5, 6. Gaps 19 are formed between the rotor lids and the stator 4, which fill with oil and avoid the lossy and wear-causing wall-wall friction between the rotor lids 5, 6 and the end faces of the stator 4. The slide bearings 28 can be provided with circumferential lubrication grooves. Details of such plain bearings are known and will not be discussed further here.

Es bleibt lediglich eine radial so breite Dichtleiste in den Flügelzellen stehen, daß die Dichtung noch sichergestellt ist.There remains only a radially wide sealing strip in the vane cells that the seal is still ensured.

Zur Wirkungsweise:

Auf die Flügel 9 wirkt die Fliehkraft ein. Die Fliehkraft muß in den unteren Drehzahlbereichen von den Federn 10 überwunden werden. Dabei müssen die Federn eine horizontale, daß heißt wegunabhängige bzw. drehwinkelunabhängige Federkennlinie haben. Alternativ muß die Federkraft in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel der Flügel weniger stark abfallen als die auf die Flügel einwirkende Zentrifugalkraft. Hierdurch wird die Anlage der Flügel an den Stator gesichert, da die auf die Flügel einwirkende Zentrifugalkraft in dem unteren Totpunkt am größten ist und auf dem Weg zum oberen Totpunkt abnimmt. Wenn die Federkraft ausreicht, die Zentrifugalkraft im unteren Totpunkt zu überwinden, so reicht sie auch aus, die mit dem Schwenkwinkel des Flügels abnehmende Zentrifugalkraft auch noch im Bereich des oberen Totpunktes (maximale Ausschwenkung des Flügels) zu überwinden.

How it works:

The centrifugal force acts on the wings 9. The centrifugal force must be overcome by the springs 10 in the lower speed ranges. The springs must have a horizontal, i.e. path-independent or angle-independent spring characteristic. Alternatively, the spring force, depending on the swivel angle of the vanes, must drop less than the centrifugal force acting on the vanes. This ensures that the blades rest against the stator, since the centrifugal force acting on the blades is greatest at bottom dead center and decreases on the way to top dead center. If the spring force is sufficient to overcome the centrifugal force at bottom dead center, then it is also sufficient to overcome the centrifugal force that decreases with the swing angle of the wing also in the area of top dead center (maximum swing-out of the wing).

Es ist möglich,Federelemente mit abgestufter Federkraft vorzusehen. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, daß die Saugleistung drehzahlabhängig abnimmt. Es kann z.B. die Abstufung der Federkräfte so vorgesehen sein, daß bei 1500 Upm, 3000 Upm, 4500 Upm jeweils ein Flügel infolge Zentrifugalkraft außer Betrieb gerät. Es ist dann nur noch ein einziger Flügel im Einsatz. Das bedeutet eine Halbierung der Saugleistung.It is possible to provide spring elements with a graduated spring force. This can be achieved, for example, that the suction power decreases depending on the speed. For example, the gradation of the spring forces can be provided so that at 1500 rpm, 3000 rpm, 4500 rpm, one wing in each case comes out of operation as a result of centrifugal force. Then only one wing is used. That means a halving of the suction power.

Die Pumpe kann auch als Trockenläufer ausgebildet sein, wie in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall wird der Rotor in Kugellagern 22, 23 gelagert. In diesem Falle fällt die Ölzufuhrleitung weg. Die Flügelköpfe 21 werden für diesen Fall vorzugsweise mit Rollen 24 versehen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, um trockene Reibung zu vermeiden. Die Rollen schmiegen sich dem Flügelkopf 21 derart an, daß sie mit ihm eine gerade Dichtleiste bilden. Alternativ kann am Flügelkopf eine Dichtleiste mit guten Trockenlaufeigen.schaften gegenüber dem Stator verwandt werden.The pump can also be designed as a dry runner, as shown in FIG. 3. In this case the rotor is in Ball bearings 22, 23 mounted. In this case, the oil supply line is omitted. In this case, the wing heads 21 are preferably provided with rollers 24, as shown in FIG. 4, in order to avoid dry friction. The rollers nestle against the wing head 21 in such a way that they form a straight sealing strip with it. Alternatively, a sealing strip with good dry-running properties can be used on the wing head opposite the stator.

Die Flügelzellenpumpen nach Fig. 1 bis 3 sind als Spannrollen für den Zahnriemen gedacht, durch welchen von der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeug-Motors die Nockenwelle angetrieben wird. Hierzu besitzt der Flansch ein Loch 25 für die Schwerikachse und ein Loch 26 zur Führung und Festlegung der Spannposition.The vane pumps according to FIGS. 1 to 3 are intended as tensioning rollers for the toothed belt, through which the camshaft is driven by the crankshaft of a motor vehicle engine. For this purpose, the flange has a hole 25 for the gravity axis and a hole 26 for guiding and fixing the clamping position.

Die Ausbuchtungen 8 weisen auf ihren Stirnseiten bzw. zumin.dest auf einer ihrer Stirnseiten Sacklochbohrungen 27 auf. Der Durchmesser dieser Sacklochbohrungen ist größer als, die Breite der Flügel. Dadurch überdeckt jede Sackloch- bo'hrung 27 den Flügel in seinem unteren Totpunkt. Die Sacklochbohrungen dienen in diesem unteren Totpunkt als Druckausgleichskanäle oder Entlüftungskanäle, indem sie ermöglichen, daß die Luft aus der Ausbuchtung entweicht, wenn ein Flügel in seine untere Totpunktlage einfährt und sich an die Innenwandung der Ausbuchtung 8 anlegt, und daß andererseits wieder Luft in die Ausbuchtung 8 einströmen kann, wenn der Flügel sich von der Innenwandung der Ausbuchtung wieder .abhebt. Es kann zweckmäßig sein, auf der Innenwandung der Ausbuchtung 8 bzw. der Rückseite der Schwenkflügel 9 achsparallele Ausnehmungen, Vertiefungen oder dgl. vorzusehen, damit der Druckausgleich über die gesamte Flügelbreite und Flügellänge erfolgen kann.The bulges 8 have blind holes 27 on their end faces or at least on one of their end faces. The diameter of these blind holes is larger than the width of the wings. As a result, each blind hole 27 covers the wing at its bottom dead center. The blind holes serve in this bottom dead center as pressure equalization channels or ventilation channels by allowing the air to escape from the bulge when a wing moves into its bottom dead center position and lies against the inner wall of the bulge 8, and on the other hand, air into the bulge again 8 can flow in when the wing... From the inner wall of the bulge again. It may be expedient to provide axially parallel recesses, depressions or the like on the inner wall of the bulge 8 or the rear of the pivoting wings 9, so that the pressure compensation can take place over the entire wing width and wing length.

Zur Wirkungsweise:

Auf die Flügel 9 wirkt die Fliehkraft ein. Die Fliehkraft muß in den unteren Drehzahlbereichen von den Federn 10 überwunden werden. Dabei müssen die Federn eine horizontale, daß heißt wegunabhängige bzw. drehwinkelunabhängige Federkennlinie haben. Alternativ muß die Federkraft in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel der Flügel weniger stark abfallen als die auf die Flügel einwirkende Zentrifugalkraft. Hierdurch wird die Anlage der Flügel an den Stator gesichert, da die auf die Flügel einwirkende Zentrifugalkraft in dem unteren Totpunkt am größten ist und auf dem Weg zum oberen Totpunkt abnimmt. Wenn die Federkraft ausreicht, die Zentrifugalkraft im unte:ren Totpunkt zu überwinden, so reicht sie auch aus, die mit dem Schwenkwinkel des Flügels abnehmende Zentrifugalkraft auch noch im Bereich des oberen Totpunktes (maximale Ausschwenkung des Flügels) zu überwinden.

How it works:

The centrifugal force acts on the wings 9. The centrifugal force must be overcome by the springs 10 in the lower speed ranges. The springs must have a horizontal, i.e. path-independent or angle-independent spring characteristic. Alternatively, the spring force, depending on the swivel angle of the vanes, must drop less than the centrifugal force acting on the vanes. This ensures that the blades rest against the stator, since the centrifugal force acting on the blades is greatest at bottom dead center and decreases on the way to top dead center. If the spring force is sufficient to overcome the centrifugal force at the bottom dead center, then it is also sufficient to overcome the centrifugal force that decreases with the swivel angle of the wing also in the area of the top dead center (maximum swing out of the wing).

Die Pumpe kann auch als Trockenläufer ausgebildet sein, wie in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall wird der Rotor in Kugellagern 22, 23 gelagert. In diesem Falle fällt die ölzufuhrleitung weg. Die Flügelköpfe 21 werden für diesen Fall vorzugsweise mit Rollen 24 versehen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, um trockene Reibung zu vermeiden. Die Rollen schmiegen sich dem Flügelkopf 21 derart an, daß sie mit ihm eine gerade Dichtleiste bilden. Alternativ kann am Flügelkopf eine Dichtleiste mit guten Trockenlaufeigenschaften gegenüber dem Stator verwandt werden.The pump can also be designed as a dry runner, as shown in FIG. 3. In this case the rotor is in Ball bearings 22, 23 mounted. In this case, the oil supply line is eliminated. In this case, the wing heads 21 are preferably provided with rollers 24, as shown in FIG. 4, in order to avoid dry friction. The rollers nestle against the wing head 21 in such a way that they form a straight sealing strip with it. Alternatively, a sealing strip with good dry-running properties can be used on the wing head compared to the stator.

Die Flügelzelleripumpen nach Fig. 1 bis 3 sind als Spannrollen für den Zahnriemen gedacht, durch welchen von der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeug-Motors die Nockenwelle angetrieben wird. Hierzu besitzt der Flansch ein Loch 25 für die Schwenkachse und ein Loch 26 zur Führung und Festlegung der Spannposition.1 to 3 are intended as tensioning rollers for the toothed belt, through which the camshaft is driven by the crankshaft of a motor vehicle engine. For this purpose, the flange has a hole 25 for the pivot axis and a hole 26 for guiding and fixing the clamping position.

Die Ausbuchtungen 8 weisen auf ihren Stirnseiten bzw. zumindest auf einer ihrer Stirnseiten Sacklochbohrungen 27 auf. Der Durchmesser dieser Sacklochbohrungen ist größer als die Breite der Flügel. Dadurch überdeckt jede Sacklochbohrung 27 den Flügel in seinem unteren Totpunkt. Die Sacklochbohrungen dienen in diesem unteren Totpunkt als Druckausglelchskanäle oder Entlüftungskanäle, indem sie ermöglichen, daß die Luft aus der Ausbuchtung entweicht, wenn ein Flügel in seine untere Totpunktlage einfährt und sich an die Innenwandung der Ausbuchtung 8 anlegt, und daß andererseits wieder Luft in die Ausbuchtung 8 einströmen kann, wenn der Flügel sich von der Innenwandung der Ausbuchtung wieder abhebt. Es kann zweckmäßig sein, auf der Innenwandung der Ausbuchtung 8 bzw. der Rückseite der Schwenkflügel 9 achsparallele Ausnehmungen, Vertiefungen oder dgl. vorzusehen, damit der Druckausgleich über die gesamte Flügelbreite und Flügellänge erfolgen kann.The bulges 8 have blind holes 27 on their end faces or at least on one of their end faces. The diameter of these blind holes is larger than the width of the wings. As a result, each blind hole 27 covers the wing in its bottom dead center. The blind holes serve in this bottom dead center as pressure compensation channels or ventilation channels, by allowing the air to escape from the bulge when a wing moves into its bottom dead center position and lies against the inner wall of the bulge 8, and on the other hand, air into the bulge again 8 can flow in when the wing lifts off the inner wall of the bulge again. It may be expedient to provide axially parallel recesses, depressions or the like on the inner wall of the bulge 8 or the rear of the pivoting wings 9, so that the pressure compensation can take place over the entire wing width and wing length.

Der Gehäuseinnenraum ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel kreuzzylindrisch ausgeführt und exzentrisch zu dem kreiszylindrischen Stator gelagert. Die Erfindung ist jedoch wohl nicht an diese bevorzugte Ausführung gebunden. Vielmehr kann eine mehrfach z.B. zweifach wirkende Pumpe ein gegenüber dem Stator mehrfach ausgebuchtetes Gehäuse haben und konzentrisch zum Stator gelagert sein.In the exemplary embodiment shown, the housing interior is of a cross-cylindrical design and is mounted eccentrically to the circular-cylindrical stator. However, the invention is probably not bound to this preferred embodiment. Rather, one can e.g. double-acting pump have a housing bulged several times over the stator and be mounted concentrically to the stator.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNGREFERENCE SIGN LISTING

1 Flansch1 flange
2 Zapfen2 cones
3 Gehäuse, Rotor3 housing, rotor
4 Stator4 stator
5 Gehäusedeckel , Rotordeckel5 housing cover, rotor cover
6 Gehäusedeckel, Rotordeckel6 housing cover, rotor cover
7 Rotormantel7 rotor casing
8 Ausnehmung, Ausbuchtung8 recess, bulge
9 Flügel, Schwenkflügel9 wings, swivel wing
10 Feder10 spring
10.1 Drehfeder, Wäscheklammerfeder10.1 torsion spring, clothespin spring
10.2 Blattfeder, Stabfeder10.2 Leaf spring, bar spring
10.3 Druckfeder, Schraubenfeder10.3 Compression spring, coil spring
11 Zapfen, Schwenkbolzen11 pins, swivel pins
12 Ende der Feder 10.112 End of the spring 10.1
13 Ende der Feder 10.113 End of spring 10.1
14 Ende der Feder 10.214 end of spring 10.2
15 Ölzufuhrleitung15 Oil supply line
16 Ansaugleitung, Saugleitung, Saugkanal16 suction line, suction line, suction channel
17 Öl-Luft-Abfuhrleitung, Abluftleitung, Luftkanal17 Oil-air discharge line, exhaust air line, air duct
18 Rückschlagventil18 check valve
19 Spalt19 gap
20 Dichtung20 seal
21 Flügelkopf , freies Ende des Flügels 921 wing head, free end of the wing 9
22 Kugellager22 ball bearings
23 Kugellager23 ball bearings
24 Rolle24 roll
25 Loch, Schwenkachse25 holes, swivel axis
26 Langloch26 slot
27 Entlüftungskanal, Sacklochbohrung, Druckausgleichskanal27 ventilation duct, blind hole, pressure compensation duct
28 Gleitlagerung28 plain bearing
2929

Claims

1. Flügelzellenpumpe (FZP),
insbesondere zur Erzeugung eines Vakuums für die Bremskarftverstärkung in Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder mit Otto-Einspritzmotoren, mit einem innen liegenden Stator (4) und einem drehbaren Gehäuse (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (3) auf seinem Innenmantel einseitig schwenkbar gelagerte Flügel (9) in Ausbuchtungen (8) trägt,
welche Flügel (9) im eingeschwenkten Zustand in den Ausbuchtungen (8) außerhalb des Hüllzylinders des Innenmantels verschwinden und durch Federkraft mit ihrem freien Ende zur Anlage an den zylinderförmigen Stator (4) verschwenkt werden.1. Vane pump (FZP),
in particular for generating a vacuum for brake force reinforcement in motor vehicles with diesel or Otto injection engines, with an internal stator (4) and a rotatable housing (3),
characterized,
that the housing (3) has wings (9) pivotably mounted on one side in its bulges (8) on its inner casing,
which vanes (9) in the swung-out state in the bulges (8) disappear outside the envelope cylinder of the inner jacket and are pivoted by spring force with their free end to bear against the cylindrical stator (4).

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (3) auf einem ortsfesten Zapfen (2) drehbar gelagert ist,
welcher in seinem Inneren einen axialen Saugkanal (16) und einen axialen Luftkanal (17) aufweist, welche Kanäle (16; 17) radial durch den Stator (4) in das Gehäuseinnere geführt sind.2. Vane pump according to claim 1,
characterized,
that the housing (3) is rotatably mounted on a fixed pin (2),
which has an axial suction channel (16) and an axial air channel (17) in its interior, which channels (16; 17) are guided radially through the stator (4) into the interior of the housing.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zapfen (2) an einem Flansch (1) sitzt, durch welchen der Saugkanal (16) und/oder der Luftabfuhrkanal (17) radial nach außen geführt sind.3. Vane pump according to claim 2,
characterized,
that the pin (2) sits on a flange (1) through which the suction channel (16) and / or the air discharge channel (17) are guided radially outwards.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftabfuhrkanal (17) ein Rückschlagventil (18) aufweist.4. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the air discharge duct (17) has a check valve (18).

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (18) im Stator (4) angeordnet ist.5. Vane pump according to claim 4,
characterized,
that the check valve (18) is arranged in the stator (4).

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (18) im Flansch (1) angeordnet ist.6. Vane pump according to claim 4,
characterized,
that the check valve (18) is arranged in the flange (1).

7. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (3) auf dem Zapfen (2) in Gleitlagern (28) gelagert ist.7. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the housing (3) is mounted on the pin (2) in slide bearings (28).

8. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (3) auf dem Zapfen (2) in Wälzlagern (22, 23) gelagert ist.8. Vane pump according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the housing (3) is mounted on the pin (2) in roller bearings (22, 23).

9. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zapfen (2) einen ölzufuhrkanal (15) enthält, welcher in die Lager- und Stirnflächenbereiche des Gehäuses (3) mündet,
und daß ein ölabscheider in Form eines Filters, Siebes oder Rückschlagventils im Saugkanal (16) vorgesehen ist.9. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the pin (2) contains an oil supply channel (15) which opens into the bearing and end face areas of the housing (3),
and that an oil separator in the form of a filter, strainer or check valve is provided in the suction channel (16).

10. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stator (4) auf dem Zapfen (2) zwischen den Lagerbereichen der Gehäusedeckel befestigt ist, und daß die Stirnflächen des Stators (4) und/oder der Gehäusedeckel (5 u.6) eine Ausdrehung derart aufweisen, daß am Außenumfang des Stators (4) eine Dichtleiste stehenbleibt.10. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the stator (4) is fixed on the pin (2) between the bearing areas of the housing cover, and that the end faces of the stator (4) and / or the housing cover (5 and 6) have a recess such that on the outer circumference of the stator (4) a sealing strip remains.

11. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügel (9) mit einem Ende in kalottenförmigen Ausnehmungen schwenkbar gelagert sind, welche Ausnehmungen (8) in den Ausbuchtungen mit einer in Drehrichtung und im wesentlichen in Umfangsrichtung weisenden Öffnung ausgebildet sind, so daß das freie, schwenkbare Ende der Flügel (9) in Drehrichtung weist.11. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the wings (9) are pivotally mounted at one end in spherical recesses, which recesses (8) are formed in the bulges with an opening pointing in the direction of rotation and essentially in the circumferential direction, so that the free, pivotable end of the wings (9) points in the direction of rotation.

12. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ausprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkflügel (9) durch Schrauben-Druckfedern (10.3) gegen das Gehäuse (3) abgestützt werden.12. Vane pump according to one of the preceding statements,
characterized,
that the swivel wings (9) are supported by helical compression springs (10.3) against the housing (3).

13. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügel (9) durch Drehfedern aus der Ausbuchtung des Gehäuses ausgeschwenkt werden.13. Vane pump according to one of claims 1 to 11, characterized in
that the wings (9) are pivoted out of the bulge of the housing by torsion springs.

14. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß Blattfedern oder Stabfedern (10.2) in die Schwenkflügel eingelassen sind,
welche im Bereich der Schwenkbolzen (11) aus den Flügeln (9) herausragen und an einem Ende der Ausbuchtung (8) in das Gehäuse (3) eingelassen sind.14. Vane pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that
that leaf springs or bar springs (10.2) are embedded in the swivel wing,
which protrude from the wings (9) in the area of the pivot bolts (11) and are let into the housing (3) at one end of the bulge (8).

15. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende (21) der Schwenkflügel (9) mit einer Gleitleiste versehen ist, welche gegenüber dem Statormaterial günstige Reib- und Verschleißeigenschaften besitzt.15. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the free end (21) of the swivel wing (9) is provided with a slide bar, which has favorable friction and wear properties compared to the stator material.

16. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß am freien Ende (21) der Schwenkflügel (9) Rollen gelagert sind, welche mit der auf dem Stator (4) gleitenden Linie des Flügels eine im wesentlichen glatte Linie bilden.16. Vane pump according to one of claims 1 to 14, characterized in
that at the free end (21) of the swivel wing (9) rollers are mounted, which form an essentially smooth line with the line of the wing sliding on the stator (4).

17. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Ausbuchtung (8) einen Entlüftungskanal (Sacklochbohrung 27) aufweist, welcher die Innenfläche der Ausnehmung (8), an welche sich der Flügel (9) anlegt, im eingeschwenkten Zustand des Flügels mit dem Pumpeninnenraum verbindet.17. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that each bulge (8) has a ventilation channel (blind hole 27) which connects the inner surface of the recess (8) to which the wing (9) bears, in the pivoted-in state of the wing with the pump interior.

18. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federn (10) der Flügel (9) derart vorgespannt sind, daß die auf die Flügel (9) im ausgeschwenkten Zustand einwirkende Zentrifugalkraft bei einer Drehzahl des Rotors die Vorspannkraft überschreitet, welche unter der Maximaldrehzahl.der Flügelzellenpumpe liegt.18. Vane pump according to one of claims 1 to 17, characterized in
that the springs (10) of the vanes (9) are preloaded in such a way that the centrifugal force acting on the vanes (9) in the swung-out state exceeds the preload force at a speed of the rotor which is below the maximum speed of the vane pump.

19. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannkräfte der einzelnen Federn (10) derart unterschiedlich eingestellt sind, daß bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl zumindest die Vorspannkraft eines Flügels (9) durch die bei dieser Drehzahl auf den Flügel (9) im ausgeschwenkten Zustand einwirkende Zentrifugalkraft überwunden wird.19. Vane pump according to one of claims 1 to 17, characterized in
that the pretensioning forces of the individual springs (10) are set so differently that, when a predetermined speed is reached, at least the pretensioning force of a wing (9) is overcome by the centrifugal force acting on the wing (9) in the swung-out state at this speed.

20. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannkräfte der Flügel (9) unterschiedlich und gestuft derart eingestellt sind, daß die Vorspannkräfte durch die auf die Flügel (9) im ausgeschwenkten Zustand einwirkenden Zentrifugalkräfte bei abgestuft übereinander liegenden Drehzahlen überschritten werden.20. Vane pump according to claim 19, characterized in
that the pretensioning forces of the vanes (9) are set differently and in such a way that the pretensioning forces are exceeded by the centrifugal forces acting on the vanes (9) in the pivoted-out state at rotational speeds which are stepped one above the other.

21. Flügelzellenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügelzellenpumpe als Spannrolle für den Antriebsriemen der Nockenwelle eines Otto-Motors verwandt wird.21. Vane pump according to one of the preceding claims,
characterized,
that the vane pump is used as a tension pulley for the drive belt of the camshaft of an Otto engine.