EP0206154B1 - Blattfederventil für Pumpenauslass - Google Patents
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- EP0206154B1 EP0206154B1 EP86108053A EP86108053A EP0206154B1 EP 0206154 B1 EP0206154 B1 EP 0206154B1 EP 86108053 A EP86108053 A EP 86108053A EP 86108053 A EP86108053 A EP 86108053A EP 0206154 B1 EP0206154 B1 EP 0206154B1
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C29/128—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps of the non-return type of the elastic type, e.g. reed valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Definitions
- the invention relates to a leaf valve according to the preamble of claim 1. Its proven application is particularly in the air pumps, in particular in vane pumps.
- Vane vacuum pumps of this type are increasingly used in motor vehicles, in particular with a diesel engine or injection petrol engine, to generate the vacuum for servo consumers, in particular for the brake booster.
- the pumps are connected to the engine's lubricating oil pump for lubrication.
- the vane vacuum pumps are flanged to the engine block so that the exhaust port communicates with the engine crankcase. As a result, the air that is expelled can escape together with the lubricating oil into the crankcase. This results in space and installation problems in small-sized engines with a number of auxiliary units, which also have to be driven by the motor vehicle engine.
- valve tapes lie on the sealing surface which surrounds the outlet opening on all sides and are clamped on one side. It is necessary for the free end to be at such a large distance from the clamping point that a sufficiently large valve path is possible even with relatively low outlet pressures. For this reason, these elongated, tongue-like valve strips are space-consuming. These valve bands must be straight, otherwise they will tilt.
- GB-A-891.313 discloses a leaf spring valve for a compressor which essentially consists of a flat spring plate, formed from two arms arranged at right angles to one another, resting on the flat end face of the compressor cylinder, and milled into a screwed connection to the cylinder end face Intermediate plate is housed.
- One arm forms the fastening arm, which is tensioned along its entire length, the other arm is shaped as a valve tongue and is connected to the fastening arm via a narrow section.
- the fastening arm is pressed on via a support body covering the valve plate, the support section of which runs parallel to the bearing surface.
- the invention has for its object to provide a way to provide tilting movements of the tongue part of the valve band when opening the valve in a generic leaf spring valve while maintaining the sufficient band length enabling curved, the contours of the ring surface and guided from only one side to the outlet opening avoid.
- the pump outlet opening opens into an annular groove concentrically surrounding a bearing eye of the pump and the valve strip is circumscribed in its outer contours by a part of the annular groove that a straight secant of the annular groove passing through the center of gravity of the pump outlet opening has the line of symmetry of the is the spring tongue adjoining the clamping end of the valve band and that on this straight secant of the ring surface there is essentially also the center of gravity of the closure plate covering the pump outlet opening on all sides.
- the spring tongue can be designed as an elongated rectangle or symmetrical parallelogram.
- the course of the line of symmetry through the center of gravity of the closure plate and the pump outlet opening prevents tilting movements of the closure plate.
- the bulge takes the form of a cylinder jacket.
- valve band covering the outlet opening As a result of the great mobility of the valve band covering the outlet opening, which is made possible by the invention, it may be necessary to avoid kinking of the valve band.
- valve band clamped on the sealing surface by a support body is pressed firmly onto the sealing surface in the region of the clamping point and stands out from the sealing surface in a continuous line between the respective clamping point and the outlet opening.
- Support body preferably extends over the entire sealing surface, wherein it is arched over the outlet opening in a steady curve and wherein preferably the curvature maximum lies above the outlet opening. The opening movement can be precisely controlled and limited by such a support body.
- the support body is essentially adapted to the contours of the ring surface in the projection onto the sealing surface.
- the support body of the spring tongue does not force any tilting movements.
- the gradient of curvature of the support body is essentially parallel to the straight line of symmetry, and the intersection line between the flat part and the curved part of the support body is exactly perpendicular to the line of symmetry and represents the boundary line between the clamping end and the spring tongue of the valve band.
- the aim of the invention to avoid tilting of the valve band and thus to enable the valve band to rest evenly, on the other hand to prevent one-sided wear this is sometimes disturbed by contaminants which are flushed out of the outlet opening of the pump and become lodged between the annular surface and the valve band.
- the washing pocket lies in the region of the cutting line of the flat part and the curved part of the valve band or the support plate. This ensures that a stronger air flow is made possible in this area, in which there are only very small gap widths when the valve strip is lifted off the seat.
- the one radially directed edge of the washing pocket corresponds substantially exactly to the cutting line between the flat part and the curved part of the support plate.
- the washing pocket interrupts the full support of the valve band on the seat surface to only an insignificant extent.
- the washing pocket has a smaller width than the leaf spring or spring tongue over the substantial part of its length, measured in the circumferential direction, measured in the radial direction, and that the washing pocket only has one longitudinal end and one at the the other longitudinal end lateral bulges are provided which protrude from the spring band and which are on opposite sides.
- the support of the spring band on the seat surface is interrupted only in the area of these lateral recesses. On the other hand, these lateral recesses are sufficient to rinse out the sink bag.
- the outlet duct lies in a bearing shaft which is attached to the housing and projects into the crankcase of the motor vehicle engine.
- the outlet opening lies on an end face of this bearing shaft.
- the valve band lies on this end face in an annular groove which surrounds the drive shaft.
- valve band is inserted for protection and guidance in the groove on the front of the housing or bearing shaft.
- the vane pump according to FIG. 1 serves to generate a vacuum in servo consumers, in particular in brake boosters for motor vehicles. It is flanged with its housing 1 to the only partially shown crankcase 2 of the motor vehicle engine in such a way that the bearing socket 3 of the pump housing projects into the interior of the crankcase.
- the rotor 4 of the vane pump has an integrally formed shaft stub 5. In the end face of the shaft stub 5, recesses 6 are made, into which the coupling tabs 7 of the drive shaft 8 engage.
- the drive shaft 8 can e.g. the engine camshaft.
- the drive shaft 8 guides a lubricating oil channel 9. This lubricating oil channel is connected to a lubricating oil collecting space 11 by coupling piece 10. Branches of the lubricating oil collecting space 11 include the branch channel 12 into the interior of the pump housing.
- the vane pump is therefore lubricated with the lubricating oil of the motor vehicle engine supplied under pressure.
- the stub shaft 5 is rotatably supported in the bearing socket 3.
- Rotor 4 and blades 13, 14 are not shown in detail.
- An exhaust valve is also shown in this earlier application.
- the pump outlet is an elongated hole 15 which extends over an angle of 10 ° or more and is made in one end face of the pump housing 1. It is e.g. around an outlet kidney, which - seen in the direction of rotation - extends on the outer periphery of the pump housing before bottom dead center.
- This outlet kidney 15 merges into an outlet channel 16.
- the outlet channel 16 extends axially parallel through the bearing socket 3.
- the outlet opening 17 lies on the end face of the bearing socket in the bottom of a groove 18.
- This groove 18 is circular and lies concentrically with the bearing eye.
- the outlet valve in the form of a valve band 19 is inserted into this groove.
- the valve band 19 is clamped on a partial circumference of the groove on the groove base.
- the valve band 19 is resiliently movable in the opening direction over the remaining peripheral region. Since the valve band 19 is a resilient, flat band, e.g. Steel band, it lies in the unloaded state on the sealing surface, i.e. sealing the bottom of the groove. Under the outlet pressure in the outlet channel 16, the valve band lifts off the outlet opening 17.
- a support body 20 is also inserted into the annular groove. The support body 20 bulges against the bottom of the groove.
- the support body can be a substantially rigid or an elastic, relatively spring-stiff body.
- the maximum of the curvature lies above the outlet opening 17.
- the support body 20 bulge in the direction of the outlet opening 17 in a steady, gentle curve from the valve band 19. This ensures that the valve band 19 is deformed when lifting and opening the outlet opening 17 in a correspondingly gentle bending line, see also that kinks are avoided.
- valve band 19 is inserted into an annular groove and clamped on the sealing surface on one side at the clamping point 21 by screw.
- the elongated outlet opening 17 of the outlet channel 16 lies in the sealing surface.
- valve band 19 consists of a clamping end 24, a spring tongue 25 and a closing plate 26. These parts are formed by corresponding recesses from a partially annular spring plate.
- the clamping end 24 is designed in the form of a partial ring.
- the clamping end 24 largely conforms to the contour of the groove, so that the valve band is fixed in its position by the clamping end 24.
- the valve band has an offset that is located radially on the outside.
- a spring tongue 25 adjoins this offset.
- the spring tongue has the shape of an elongated rectangle in the example shown. However, other shapes are also possible. It is essential that the spring tongue 25 is mirror-symmetrical to the line of symmetry 27.
- the line of symmetry is secant to the annular groove, in such a way that it intersects the centroid 28 of the outlet opening 17.
- the line of symmetry 27 intersects the outlet opening 17 such that no tilting moment is exerted on the closure plate 26.
- the closing plate 26 connects to the spring tongue 25. It conforms in its outer contours to the contour of the outlet opening 17 in such a way that it overlaps the outlet opening 17 on all sides with a sufficiently wide sealing surface.
- This means that the line of symmetry 27 also passes through the center of gravity of the closure plate 26.
- compressive forces are exerted on the closure plate 26.
- the sealing plate is divided into two halves by the line of symmetry 27. The compressive forces that act on these two halves exert a tilting moment about the axis of symmetry in one or the other direction. The special arrangement of the symmetry line causes these tilting moments to cancel each other out.
- a line 29 is shown in Fig. 3E.
- This line 29 is the line of intersection which occurs when the valve sheet is opened, i.e. when the closure plate 26 and the spring tongue 25 bulge, between the curved part of the spring plate and the flat clamping end 24. It can be seen that this section line 29 forms a right angle with the line of symmetry 27. Accordingly, all lines of the same curvature lie parallel to this cutting line.
- the special design of the spring tongue and the support body ensures that the valve band in the manner of a part of a cylinder jacket, i.e. bulges with generators parallel to each other.
- FIGS. 3B, 3C, 3D show an embodiment in which a support plate 20 is additionally used.
- the support plate 20 is partially annular. It has a flat clamping piece. With this clamping piece, it is pressed by screw 21 onto the seat surface of the groove 18 and the clamping end 24 of the valve band 19.
- the support body 20 bulges in a continuous line toward its free end.
- the line of intersection between the flat part and the bulged part lies in line 29, which is shown in FIG. 3D and coincides with line 29 according to FIGS. 3A and 3E.
- the bulged part of the support body 20 is also formed as part of a cylinder jacket.
- the support body 20 extends over the entire length of the valve band 19.
- FIG. 3D shows that the support body 20 can also extend over only a partial length of the valve band 19. It fulfills its essential function by preventing the valve band from being locally overloaded and kinking. Such an overload can arise in particular in the area of the cutting line 29.
- the washing pocket 30 lies in the region of the valve band which, when opened, lifts off the seat surface of the groove 18 with only a slight gap. Therefore, the one peripheral edge 31 preferably lies on the cutting line 29, in which the flat part and the curved part of the valve band or the support plate intersect.
- the other circumferential edge 32 lies at a reasonable distance from the first circumferential edge 31, ie in an area in which the valve band 19 forms a sufficiently large gap with the seat surface of the groove 18 when it is opened.
- the side edges 33 of the washing pocket 30 lie parallel to the side edges of the spring tongue 25, in such a way that the spring tongue 25 can be supported with sufficient overlap in the region of the side edges 33 on the seat surface of the groove 18.
- the washing pocket 30 furthermore has the two recesses 34 and 35 which are integrally formed on the washing pocket.
- the recesses 34, 35 project beyond the side edges of the spring tongue 25.
- the recess 34 is on one side, the recess 35 on the other side of the spring tongue.
- one recess lies at one circumferential end and the other recess at the other circumferential end of the sink pocket 30. It should be mentioned that the recesses do not necessarily also protrude beyond the support body.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Blattferderventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Seine erprobte Anwendung liegt insbesondere bei den Luftpumpen, und zwar insbesondere bei Flügelzellenpumpen.
- Eine derartige Flügelzellenpumpe ist z.B. bekannt durch die DE-OS 35 07 176.1 (Bag. 1396). Derartige Flügelzellenvakuumpumpen dienen zunehmend in Kraftfahrzeugen, 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.
- Durch die GB-A-891,313 wurde ein Blattfederventil für einen Kompressor bekannt, das im wesentlichen aus einem ebenen, aus zwei im rechten Winkel zueinander angeordneten Armen gebildeten, auf der ebenen Stirnfläche des Kompressorzylinders aufliegenden Federblech besteht und in einer Ausfräsung einer mit der Zylinderstirnfläche verschraubten Zwischenplatte untergebracht ist. Ein Arm bildet den auf seiner ganzen Länge verspannten Befestifungsarm, der andere Arm ist als Ventilzunge geformt und über einen schmalen Abschnitt mit dem Befestigungsarm verbunden. Der Besfestigungsarm wird über einen das Ventilblech abdeckenden Stützkörper, dessen Stützabschnitt zu der Auflagefläche parallel verläuft, angrepreßt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Blattfederventil unter Beibehaltung der die ausreichende Bandlänge ermöglichenden gebogenen, den Konturen der Ringfläche angepaßten und nur von einer Seite zur Auslaßöffnung geführten Grundform eine Möglichkeit zu bieten, um Kippbewegungen des Zungenteils des Ventilbandes beim Öffnen des Ventils zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die Pumpenauslaßöffnung in einer ein Lagerauge der Pumpe konzentrisch umgebenden Ringnut mündet und das Ventilband in seinen äußeren Konturen von einem Teil der Ringnut umschrieben wird, daß eine durch den Flächenschwerpunkt der Pumpenauslaßöffnung gehende gerade Sekante der Ringnut die Symmetrielinie der sich an das Einspannende des Ventilbandes anschließenden Federzunge ist und daß auf dieser geraden Sekante der Ringfläche im wesentlichen auch der Flächenschwerpunkt des die Pumpenauslaßöffnung allseits überdeckenden Verschlußbleches liegt.
- Durch die gerade Symmetrielinie ist die Federzunge als längliches Rechteck oder symmetrisches Parallelogramm ausbildbar. Der Verlauf der Symmetrielinie durch den Flächenschwerpunkt des Verschlußbleches und der Pumpenauslaßöffnung verhindert Kippbewegungen des Verschlußbleches, beim Abheben von der Pumpenauslaßöffnung erfolgt die Aufwölbung in Zylindermantelform.
- Infolge der durch die Erfindung ermöglichten großen Beweglichkeit des die Auslaßöffnung überdeckenden Ventilbandes kann es erforderlich werden, Abknickungen des Ventilbandes zu vermeiden.
- Deshalb ist vorgesehen, daß das auf der Dichtfläche durch einen Stützkörper eingespannte Ventilband im Bereich des Einspannpunktes fest auf die Dichtfläche gepreßt wird und sich zwischem dem jeweiligen Einspannpunkt und des Auslaßöffnung in einer stetigen Linie von der Dichtfläche abhebt. Vorzugsweise erstreckt sich Stützkörper über die gesamte Dichtfläche, wobei er über der Auslaßöffnung in einer stetigen Kurve aufgewölbt ist und wobei 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 - den Konturen der Ringfläche im wesentlichen angepaßt.
- Dabei wird auch darauf zu achten sein, daß der Stützkörper der Federzunge keine kippenden Bewegungen aufzwingt. Aus diesem Grunde ist der Krümmungsgradient des Stützkörpers im wesentlichen parallel zu der geraden Symmetrielinie gerichtet, und die Schnittlinie zwischen dem ebenen Teil und dem gekrümmten Teil des Stützkörpers lieft genau senkrecht zu der Symmetrielinie und stellt die Grenzlinie zwischen dem Einspannende und der Federzunge des Ventilbandes dar.
- Das Ziel der Erfindung, ein Verkanten des Ventilbandes zu vermeiden und damit die gleichmäßige Anlage des Ventilbandes zu ermöglichen, andererseits einseitigen Verschleiß zu verhindem, wird zuweilen durch Verunreinigungen gestört, die aus der Auslaßöffnung der Pumpe ausgespült werden und sich zwischen der Ringfläche und dem Ventilband festsetzen.
- Es wird daher zur Lösung der Aufgabe in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß in der ringförmigen Sitzfläche des Blattfederventils im Bereich, wo beim Öffnen das Blattfederventil von der Sitzfläche abhebt, eine Spültasche vorgesehen ist, die - radial gesehen - breiter als das Blattfederventil ist.
- Auf die Anordnung der Spültasche ist große Sorgfalt zu verwenden. Es wird daher vorgeschlagen, daß die Spültasche im Bereich der Schnittlinie des ebenen Teils und des gekrümmten Teils des Ventilbandes bzw. des Abstützbleches liegt. Dadurch wird gewährleistet, daß in diesem Bereich, in dem beim Abheben des Ventilbandes von der Sitzfläche an sich nur sehr geringe Spaltweiten vorkommen, eine stärkere Luftströmung ermöglicht wird.
- Insbesondere ist vorgesehen, daß die eine radial gerichtete Kante der Spültasche im wesentlichen genau mit der Schnittlinie zwischen dem ebenen Teil und dem gekrümmten Teil des Abstützbleches übereinstimmt.
- Ferner wird in einer weiteren Ausgestaltung gewährleistet, daß die Spültasche die satte Auflage des Ventilbandes auf der Sitzfläche in nur unwesentlichem Maße unterbricht. Dies wird dadurch gewährleistet, daß die Spültasche über den wesentlichen Teil ihrer - in Umfangsrichtung gemessenen - Länge eine in - radialer Richtung gemessen - geringere Breite als die Blattfeder bzw. die Federzunge besitzt, und daß in der Spültasche lediglich an dem einen Längsende und an dem anderen Längsende seitliche Ausbuchtungen vorgesehen sind, die unter dem Federband hervorragen und die auf entgegengesetzten Seiten liegen. Die Auflage des Federbandes auf der Sitzfläche ist lediglich im Bereich dieser seitlichen Ausnehmungen unterbrochen. Andererseits genügen diese seitlichen Ausnehmungen zum Ausspülen der Spültasche.
- Der Auslaßkanal liegt in einem Lagerschaft, welcher an das Gehäuse angebaut ist und in den Kurbelraum des Kraftfahrzeugmotors ragt. Die Auslaßöffnung liegt auf einer Stirnfläche dieses Lagerschaftes. Das Ventilband liegt auf dieser Stirnfläche in einer Ringnut die die Antriebswelle umgibt.
- Es sei bemerkt, daß die Vorteile dieser Erfindung, ein sicheres Schließen des Ventils, ein geräuschloses Arbeiten des Ventils, ein verschleißfreier Betrieb mit großer Standzeit, sich insbesondere dann zeigen, wenn der Auslaßkanal sehr kurz ist und daher mit ungedämpft und stoßweise austretenden Strömungen zu rechnen ist.
- Das Ventilband ist zum Schutz und zur Führung in die 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, 2B Detail nach Fig. 1;
- Fig. 3A bis 3D Detail nach Fig. 1;
- Fig. 3E eine Vergrößerung von Fig. 3A.
- Die Flügelzellenpumpe nach Fig. 1 dient zur Erzeugung eines Vakuums in Servoverbrauchern, insbesondere in Bremskraftverstärken 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 kanne 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 Schmierölsammelraum 11 verbunden. Vom Schmierölsammelraum 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 kreisförmig und liegt konzentrisch zum Lagerauge. In diese 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 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 auf der Dichtfläche, d.h. dem Nutengrund dichtend auf. Unter dem Auslaßdruck 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 ein Stützkörper 20 mit in die Ringnut eingelegt. Der Stützkörper 20 wölbt sich gegenüber dem Nutengrund auf.
- Das Maximum der Wölbung liegt vorzugsweise über der Auslaßöffnung 17 und entspricht de gewünschten Öffnungsweite, mit der das Ventilband 19 die Auslaßöffnung 17 freigibt. Die 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 Stützkörper 20 an.
- Der Stützkörper kann ein im wesentlichen starrer oder auch ein elastischer, relativ federsteifer Körper sein. Das Maximum der Wölbung liegt über der Auslaßöffnung 17.
- Die Stützkörper 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, sa daß Knicke vermieden werden.
- In den Figuren 3A bis 3E ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Ventilband ein Teilring ist. Dabei zeigt Fig. 3A die axiale Ansicht des Lagerstutzens 3 einer Pumpe 1 (Flügelzellenpumpe entsprechend Fig. 1).
- Fig. 3D zeigt dieselbe axiale Ansicht, jedoch mit eingelegtem Stützkörper 20.
- Fig. 3D zeigt einen Axialschnitt durch Fig. 3B.
- Fig. 3E stellt eine Vergrößerung von Fig. 3A dar.
- In dieser Ausführung ist das Ventilband 19 in eine Ringnut eingelegt und im Einspannpunkt 21 durch Schraube auf der Dichtfläche an einer Seite eingespannt. In der Dichtfläche liegt die längliche Auslaßöffnung 17 des Auslaßkanals 16.
- Wie die Figuren 3A und 3E zeigen, besteht das Ventilband 19 aus einem Einspannende 24, einer Federzunge 25 und einem Verschlußblech 26. Diese Teile werden durch entsprechende Aussparungen aus einem teilringförmigen Federblech gebildet.
- Wie Fig. 3A zeigt, ist das Einspannende 24 teilringförmig ausgebildet. Das Einspannende 24 schmiegt sich der Kontur der Nut weitgehend an, so daß das Ventilband durch das Einspannende 24 in seiner Lage festgelegt wird. An einem Ende besitzt das Ventilband eine Auskröpfung, die - radial - außen gelegen ist. An diese Auskröpfung schließt sich eine Federzunge 25 an. Die Federzunge hat im dargestellten Beispiel die Form eines länglichen Rechteckes. Es sind jedoch auch andere Formen möglich. Wesentlich ist, daß die Federzunge 25 spiegelsymmetrisch zur Symmetrielinie 27 ausgebildet ist. Die Symmetrielinie liegt sekantial zu der Ringnut, und zwar so, daß sie den Flächenschwerpunkt 28 der Auslaßöffnung 17 schneidet. Das bedeutet, daß die Symmetrielinie 27 die Auslaßöffnung 17 derart schneidet, daß kein Kippmoment auf das Verschlußblech 26 ausgeübt wird. Das Verschlußblech 26 schließt sich an die Federzunge 25 an. Es paßt sich in seinen Außenkonturen der Kontur der Auslaßöffnung 17 derart an, daß es die Auslaßöffnung 17 allseitig mit einer ausreichend breiten Dichtfläche überlappt. Das bedeutet, daß die Symmetrielinie 27 auch durch den Flächenschwerpunkt des Verschlußbleches 26 geht. In der Auslaßöffnung 17 werden Druckkräfte auf das Verschlußblech 26 ausgeübt. Das Verschlußblech wird durch die Symmetrielinie 27 in zwei Hälften geteilt. Die Druckkräfte, die auf diese beiden Hälften wirken, üben ein Kippmoment um die Symmetrieachse in der einen bzw. anderen Richtung aus. Durch die besondere Anlage der Symmetrielinie wird bewirkt, daß sich diese Kippmomente aufheben.
- In Fig. 3E ist eine Linie 29 gezeigt. Diese Linie 29 ist die Schnittlinie, die sich beim Öffnen des Ventilblechs, d.h. beim Aufwölben des Verschlußblechs 26 und der Federzunge 25, zwischen dem gekrümmten Teil des Federblechs und dem ebenen Einspannende 24 ergibt. Es ist ersichtlich, daß diese Schnittlinie 29 einen rechten Winkel mit der Symmetrielinie 27 bildet. Dementsprechend liegen alle Linien gleicher Krümmung parallel zu dieser Schnittlinie. Durch die besondere Ausbildung der Federzunge und des Stützkörpers wird erreicht, daß sich das Ventilband nach Art eines Teils eines Zylindermantels, d.h. mit zueinander parallelen Erzeugenden aufwölbt.
- Das Federblech in dieser Ausgestaltung kann allein - so wie in Fig. 3A dargestellt - benutzt werden. Die Figuren 3B, 3C, 3D zeigen eine Ausgestaltung, bei der zusätzlich ein Stützblech 20 verwandt wird. Das Stützblech 20 ist teilringförmig ausgebildet. Es besitzt ein ebenes Einspannstück. Mit diesem Einspannstück wird es durch Schraube 21 auf die Sitzfläche der Nut 18 und das Einspannende 24 des Ventilbandes 19 gedrückt. Zu seinem freien Ende hin wölbt sich der Stützkörper 20 in einer stetigen Linie auf. Die Schnittlinie zwischen dem ebenen Teil und dem aufgewölbten Teil liegt in der Linie 29, die in Fig. 3D dargestellt ist und mit der Linie 29 nach den Figuren 3A und 3E zusammenfällt. Bevorzugt ist auch der aufgewölbte Teil des Stützkörpers 20 als Teil eines Zylindermantels ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3D erstreckt sich der Stützkörper 20 über die gesamte Länge des Ventilbandes 19.
- In Fig. 3D ist dargestellt, daß der Stützkörper 20 sich auch über nur eine Teillänge des Ventilbandes 19 erstrecken kann. Er erfüllt seine wesentliche Funktion, indem er verhindert, daß das Ventilband örtlich überlastet wird und knickt. Eine derartige Überlastung kann insbesondere im Bereich der Schnittlinie 29 entstehen.
- An den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 ist weiterhin die Funktion der Spültasche und ihre Ausbildung beschrieben. Die Spültasche 30 liegt in dem Bereich des Ventilbandes, der beim Öffnen mit nur geringem Spalt von der Sitzfläche der Nut 18 abhebt. Bevorzugt liegt daher die eine Umfangskante 31 auf der Schnittlinie 29, in der sich der ebene Teil und der gekrümmte Teil des Ventilbandes bzw. des Stützbleches schneiden. Die andere Umfangskante 32 liegt in einem angemessenen Abstand von der ersten Umfangskante 31, d.h. in einem Bereich, in dem das Ventilband 19 mit der Sitzfläche der Nut 18 beim Öffnen einen ausreichend großen Spalt bildet. Die Seitenkanten 33 der Spültasche 30 liegen parallel zu den Seitenkanten der Federzunge 25, und zwar so, daß sich die Federzunge 25 mit ausreichender Überlappung auch im Bereich der Seitenkanten 33 auf der Sitzfläche der Nut 18 abstützen kann. Die Spültasche 30 weist fernerhin die beiden Ausnehmungen 34 und 35 auf, die an die Spültasche angeformt sind. Die Ausnehmungen 34,35 überragen die Seitenkanten der Federzunge 25. Die Ausnehmung 34 liegt auf der einen Seite, die Ausnehmung 35 auf der anderen Seite der Federzunge. Und die eine Ausnehmung liegt am einen Umfangsende und die andere Ausnehmung am anderen Umfangsende der Spültasche 30. Es sei erwähnt, daß die Ausnehmungen nicht notwendigerweise auch den Stützkörper überragen. Wenn nun Schmutzpartikel aus der Auslaßöffnung 17 ausgeschwemmt und in dem Spalt gesammelt werden, der sich beim Öffnen des Ventilbandes zwischen diesem und der Sitzfläche bildet, so gelangen diese Schmutzpartikel in die Spültasche 30. Der Luftstrom, der zwischen Ventilband 19 und der Stitzfläche der Nut 18 entsteht, spült die Schmutzpartikel nicht nur in die Spültasche, sondern auch aus der Spültasche durch die seitlichen Ausnehmungen 34 und 35 wieder heraus.
-
- 1 Gehäuse, Pumpengehäuse
- 2 Kurbelgehäuse
- 3 Lagerstutzen, Lagerauge
- 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
- 24 Einspannende
- 25 Federzunge
- 26 Verschlußblech
- 27 Symmetrielinie
- 28 Flächenschwerpunkt
- 29 Schnittlinie, Linie
- 30 Spültasche
- 31 Umfangskante
- 32 Umfangskante
- 33 Seitenkanten
- 34 Ausnehmung
- 35 Ausnehmung
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