WO2012010397A2 - Drehschieberpumpe - Google Patents

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    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/30Casings or housings

Definitions

  • the present invention relates to a rotary vane pump with an on the one hand by an end wall, in particular by a lid, limited interior space according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a wing for such a rotary vane pump.
  • a generic rotary vane pump with an interior and a rotor rotatably mounted therein is known.
  • the rotor has a transverse to its axis of rotation slot in which a wing is slidably mounted.
  • This wing divides the inner space into two chambers and abuts on an inner peripheral surface of the inner space, so that the wing with respect to the rotor and the rotor relative to the inner peripheral surface can perform a relative movement.
  • a disadvantage of such known rotary vane pumps is that a not inconsiderable friction during operation of the rotary vane pump occurs between the wing and an inner circumferential track, which in particular higher
  • the present invention deals with the problem for a
  • Rotary vane pump of the generic type to provide an improved or at least one alternative embodiment, which is characterized in particular by improved smoothness and reduced wear.
  • the invention is based on the general idea, in a known rotary vane pump with a rotor rotatably mounted in an interior and a transverse to the axis of rotation of the rotor and slidably mounted in a slot of the rotor wing, forcibly guide this wing using a slotted guide and indeed such in that he at no time in contact with a when operating the rotary vane pump
  • Rotary vane pump has on the one hand of an end wall, for example. From a lid, limited interior space in which the rotor is rotatably mounted.
  • the slidably mounted in the slot of the rotor wing divides this interior into two chambers, namely in a suction and a pressure chamber and runs with its longitudinal ends along an inner circumferential track of the interior.
  • the wing now has a guide contour which is guided in a guide track introduced on the end wall in such a way that the wing does not touch the inner circumferential track of the interior at any time, ie. H. with a defined small distance along this runs.
  • a guide contour which is guided in a guide track introduced on the end wall in such a way that the wing does not touch the inner circumferential track of the interior at any time, ie. H. with a defined small distance along this runs.
  • the guide contour is formed as a spherical cap.
  • guide contour can be formed directly on the wing, for example in one piece with it, or can be achieved by inserting a correspondingly shaped ball segment or a complete ball into the wing.
  • the in the front wall, ie in particular in the lid, a the Interior limiting housing of the rotary vane pump trained guideway is of course complementary to the shape of the
  • Construction can be achieved.
  • the wing has recesses, in particular in the manner of tubular openings, which are arranged parallel to the axis of rotation of the wing. These recesses reduce the weight of the wing and thus its moment of inertia and the energy required to move the wing, whereby the efficiency of the invention
  • Rotary vane pump can be improved.
  • the rotor and / or the wing are made of plastic. This allows a cost-effective and manufacturing technology simple manufacturing of the rotor and the wing, whereby the manufacturing cost of the rotary vane pump can be kept low overall.
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive
  • Fig. 2 is a plan view of a rotary vane pump according to the invention without
  • Fig. 3 is an oblique view of the rotary vane pump with transparent
  • a rotary vane pump 1 according to the invention has an interior space 2 (see also FIGS. 2 and 3), which is bounded on the one hand by an end wall 3, here in the manner of a cover. Inside the interior 2 is a rotatably mounted rotor 4 with a transversely to
  • a wing 7 is slidably mounted in the slot 6 of the rotor 4, wherein in the slot 6 of the rotor 4, a wing 7 is slidably mounted.
  • the wing 7 divides the
  • the wing 7 now has a guide contour 1 1, which in a on the end wall.
  • Inner circumferential path 10 of the interior 2 touched at any time, but at a small distance along this slides. Looking in particular to Fig. 1, it can be seen that the
  • protruding part of this ball is designed as a spherical cap.
  • Guideway 12 in the end wall 3 is complementary to the spherical cap, so for example. Designed in the manner of a toroidal groove. In general, the guideway 12 is held in a circular shape in the end wall 3, as can be clearly seen in Fig. 2.
  • the wing 7 has recesses 13 which reduce a weight and a moment of inertia of the wing 7.
  • Guide contour 1 1 is seen in the longitudinal direction arranged centrally of the wing 7, as can be seen, for example, the figures 2 and 3.
  • the wing 7 and / or the rotor 4 may, for example, be formed of plastic and thereby manufactured inexpensively and at the same time manufacturing technology easy.
  • Such a rotary vane pump 1 according to the invention is used, for example, as a vacuum pump in the region of a brake booster in one
  • Guide contour 1 1 and guideway 12 A gap as between the rotor 4 and the end wall 3 and between the rotor 4 and the bottom is about 0.03-0.05 mm. Sealed the rotary vane pump 1 by means of oil, the gap is currently about 0.1 -0.3 mm.
  • the guide contour 1 1, that is, the ball is usually positioned in the middle of the wing 7, resulting in the circular path. An eccentric position is conceivable, but requires a different guide contour 1 1. If the guide contour 1 1 be positioned outside the center, is likely to be a
  • Guide contour 1 1 (additionally) also at the other end of the wing 7 sit, so for example. also be designed as a double guide.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe (1) mit einem einerseits von einer Stirnwand, insbesondere von einem Deckel, begrenzten Innenraum (2), einem darin drehbar gelagerten Rotor (4) mit einem quer zur Drehachse (5) verlaufenden Schlitz (6), einem im Schlitz (6) des Rotors (4) verschieblich gelagerten Flügel (7), der den Innenraum (2) in zwei Kammern (8, 9) unterteilt und mit seinen Längsenden entlang einer Innenumfangsbahn (10) des Innenraums (2) entlangläuft. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Flügel (7) eine Führungskontur (11) aufweist, die in einer an der Stirnwand (3) eingebrachten Führungsbahn (12) derart geführt ist, dass der Flügel (7) die Innenumfangsbahn (10) des Innenraums (2) nicht berührt. Hierdurch kann insbesondere eine höhere Drehzahl und geringerer Verschleiß erreicht werden.

Description

Drehschieberpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe mit einem einerseits von einer Stirnwand, insbesondere von einem Deckel, begrenzten Innenraum gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem einen Flügel für eine derartige Drehschieberpumpe.
Aus der WO 2007/1 18501 A1 ist eine gattungsgemäße Drehschieberpumpe mit einem Innenraum und einem drehbar darin gelagerten Rotor bekannt. Der Rotor weist einen quer zu seiner Drehachse verlaufenden Schlitz auf, in welchem ein Flügel verschieblich gelagert ist. Dieser Flügel unterteilt den Innenraum in zwei Kammern und liegt an einer Innenumfangsfläche des Innenraums an, so dass der Flügel bezüglich des Rotors und der Rotor bezüglich der Innenumfangsfläche eine Relativbewegung ausführen kann.
Nachteilig bei derartigen bekannten Drehschieberpumpen ist, dass zwischen dem Flügel und einer Innenumfangsbahn eine nicht nicht unerhebliche Reibung beim Betrieb der Drehschieberpumpe auftritt, wodurch insbesondere höhere
Drehzahlen nur schwer zu realisieren sind.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine
Drehschieberpumpe der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Leichtgängigkeit und einen verminderten Verschleiß auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der
unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer an sich bekannten Drehschieberpumpe mit einem in einem Innenraum drehbar gelagerten Rotor sowie einem quer zur Drehachse des Rotors angeordneten und verschieblich in einem Schlitz des Rotors gelagerten Flügel, diesen Flügel mit Hilfe einer Kulissenführung zwangszuführen und zwar derart, dass er beim Betrieb der Drehschieberpumpe zu keiner Zeit in Kontakt mit einer
Innenumfangsbahn des Innenraums kommt. Die erfindungsgemäße
Drehschieberpumpe weist dazu den einerseits von einer Stirnwand, bspw. von einem Deckel, begrenzten Innenraum auf, in dem der Rotor drehbar gelagert ist. Der im Schlitz des Rotors verschieblich gelagerte Flügel teilt diesen Innenraum in zwei Kammern, nämlich in eine Saug- und eine Druckkammer und läuft mit seinen Längsenden entlang einer Innenumfangsbahn des Innenraums.
Erfindungsgemäß weist nun der Flügel eine Führungskontur auf, die in einer an der Stirnwand eingebrachten Führungsbahn derart geführt ist, dass der Flügel die Innenumfangsbahn des Innenraums zu keiner Zeit berührt, d. h. mit einem definierten kleinen Abstand an dieser entlang läuft. Da somit der Flügel zu keiner Zeit in Gleitkontakt mit der Innenumfangsbahn des Innenraums kommt, tritt hier keine Reibung auf, wodurch höhere Drehzahlen und/oder eine geringere
Antriebsleistung ermöglicht werden sowie weniger Verschleiß auftritt. Höhere Drehzahlen bedingen zusätzlich, dass die Drehschieberpumpe insgesamt kleiner gebaut werden kann, da aufgrund der höheren Drehzahl selbst mit verkleinertem Innenraum höhere Pumpenleistungen realisierbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Führungskontur als Kugelkalotte ausgebildet. Eine derartig ausgebildete
Führungskontur kann bspw. direkt an den Flügel angeformt, bspw. einteilig mit diesem ausgebildet sein oder aber durch Einsetzen eines entsprechend geformten Kugelsegments oder einer kompletten Kugel in den Flügel erreicht werden. Die in der Stirnwand, d. h. insbesondere im Deckel, eines den Innenraum begrenzenden Gehäuses der Drehschieberpumpe ausgebildete Führungsbahn ist dabei selbstverständlich komplementär zur Form der
Führungskontur am Flügel ausgebildet, wodurch eine sehr leichtgängige
Bauweise erreicht werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, weist der Flügel Ausnehmungen auf, insbesondere in der Art von röhrenförmigen Öffnungen, die parallel zur Drehachse des Flügels angeordnet sind. Diese Ausnehmungen reduzieren das Gewicht des Flügels und damit dessen Trägheitsmoment und den zum Bewegen des Flügels erforderlichen Energiebedarf, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen
Drehschieberpumpe verbessert werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind der Rotor und/oder der Flügel aus Kunststoff ausgebildet. Dies ermöglicht eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Herstellweise des Rotors und des Flügels, wodurch die Herstellkosten der Drehschieberpumpe insgesamt gering gehalten werden können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße
Drehschieberpumpe,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Drehschieberpumpe ohne
Deckel,
Fig. 3 eine Schrägansicht auf die Drehschieberpumpe mit transparentem
Deckel.
Entsprechend der Fig. 1 , weist eine erfindungsgemäße Drehschieberpumpe 1 einen Innenraum 2 auf (vgl. auch die Figuren 2 und 3), der einerseits von einer Stirnwand 3, hier in der Art eines Deckels ausgebildet, begrenzt wird. Innerhalb des Innenraums 2 ist ein drehbar gelagerter Rotor 4 mit einem quer zur
Drehachse 5 verlaufenden Schlitz 6 vorgesehen, wobei im Schlitz 6 des Rotors 4 ein Flügel 7 verschieblich gelagert ist. Der Flügel 7 unterteilt dabei den
Innenraum 2 in zwei Kammern 8 und 9 und läuft mit seinen Längsenden entlang einer Innenumfangsbahn 10 des Innenraums 2. Erfindungsgemäß weist nun der Flügel 7 eine Führungskontur 1 1 auf, die in einer an der Stirnwand 3
eingebrachten Führungsbahn 12 derart geführt ist, dass der Flügel 7 die
Innenumfangsbahn 10 des Innenraums 2 zu keiner Zeit berührt, sondern mit geringem Abstand entlang dieser gleitet. Betrachtet man insbesondere die Fig. 1 , so kann man erkennen, dass die
Führungskontur 1 1 als Kugel und der stirnseitig über den Flügel 7
hinausstehende Teil dieser Kugel als Kugelkalotte ausgebildet ist. Die
Führungsbahn 12 in der Stirnwand 3 ist komplementär zur Kugelkalotte, also bspw. in der Art eines torusförmigen Einstiches ausgebildet. Generell ist die Führungsbahn 12 in der Stirnwand 3 kreisförmig gehalten, wie dies deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist.
Ebenfalls erkennbar in Fig. 2 ist, dass der Flügel 7 Ausnehmungen 13 aufweist, die ein Gewicht und ein Trägheitsmoment des Flügels 7 reduzieren. Die
Führungskontur 1 1 ist dabei in Längsrichtung gesehen mittig des Flügels 7 angeordnet, wie dies bspw. den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist. Der Flügel 7 und/oder der Rotor 4 können bspw. aus Kunststoff ausgebildet sein und dadurch kostengünstig und zugleich fertigungstechnisch einfach hergestellt werden.
Eingesetzt wird eine derartige erfindungsgemäße Drehschieberpumpe 1 bspw. als Vakuumpumpe im Bereich eines Bremskraftverstärkers in einem
Kraftfahrzeug.
Durch die kulissenartige Zwangsführung des Flügels 7 derart, dass dieser zu keiner Zeit die Innenumfangsbahn 10 des Innenraums 2 berührt, können eine beim Betrieb der Drehschieberpumpe 1 auftretende Reibung deutlich reduziert und dadurch höhere Drehzahlen ermöglicht werden. Höhere mögliche
Drehzahlen bedeuten gleichfalls eine erhöhte Pumpenleistung, sodass die erfindungsgemäße Drehschieberpumpe 1 bei gleicher Förderleistung kompakter baut als bisher bekannte Drehschieberpumpen. Die Führung des Flügels 7 wird somit nicht mehr von der Innenumfangsbahn 10 des Innenraums 2 übernommen, sondern von der Kulissenführung, das heißt zur Zusammenwirken von
Führungskontur 1 1 und Führungsbahn 12. Ein Spalt wie zwischen dem Rotor 4 und dem der Stirnwand 3 sowie zwischen dem Rotor 4 und dem Boden beträgt ca. 0,03-0,05 mm. Abgedichtet ist die Drehschieberpumpe 1 mittels Öl, der Spalt beträgt hierbei aktuell ca. 0,1 -0,3 mm. Die Führungskontur 1 1 , das heißt die Kugel ist üblicherweise in der Mitte des Flügels 7 positioniert, wodurch sich die Kreisbahn ergibt. Eine außermittige Position ist denkbar, bedingt aber eine andere Führungskontur 1 1 . Sollte die Führungskontur 1 1 außer der Mitte positioniert sein, dürfte sich eine
Führungsbahn 12 einstellen, die einer Brezel ähnelt. Generell könnte die
Führungskontur 1 1 (zusätzlich) auch am anderen Ende des Flügels 7 sitzen, also z.B. auch als doppelte Führung ausgebildet sein.
*****

Claims

Patentansprüche
1 . Drehschieberpumpe (1 ) mit einem einerseits von einer Stirnwand,
insbesondere von einem Deckel, begrenzten Innenraum (2), einem darin drehbar gelagerten Rotor (4) mit einem quer zur Drehachse (5) verlaufenden Schlitz (6), einem im Schlitz (6) des Rotors (4) verschieblich gelagerten Flügel (7), der den Innenraum (2) in zwei Kammern (8,9) unterteilt und mit seinen Längsenden entlang einer Innenumfangsbahn (10) des Innenraums (2) entlangläuft, dadurch gekennzeichnet,
dass der Flügel (7) eine Führungskontur (1 1 ) aufweist, die in einer an der Stirnwand (3) eingebrachten Führungsbahn (12) derart geführt ist, dass der Flügel (7) die Innenumfangsbahn (10) des Innenraums (2) nicht berührt.
2. Drehschieberpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungskontur (1 1 ) als Kugelkalotte ausgebildet ist.
3. Drehschieberpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsbahn (12) kreisförmig ausgebildet ist.
4. Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flügel (7) Ausnehmungen (13) aufweist.
5. Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehschieberpunnpe (1 ) Bestandteil eines Bremskraftverstarkers in einem Kraftfahrzeug ist.
6. Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungskontur (1 1 ) in Längsrichtung mittig des Flügels (7) angeordnet ist.
7. Drehschieberpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rotor (4) und/oder der Flügel (7) aus Kunststoff ausgebildet sind.
8. Flügel (7) einer Drehschieberpumpe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Führungskontur (1 1 ).
9. Flügel nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungskontur (1 1 ) als Kugelkalotte ausgebildet ist.
*****
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