WO2013045127A2 - Flügelzellenpumpe - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a vane pump for a compressible fluid having a sealed housing, which has a pump chamber, wherein the housing is essentially constructed of a flange, a peripheral part and a cover part, wherein in the flange part, a rotor shaft with a rotor unit, the at least one slide element has, is rotatably mounted such that the rotor unit divides the pump chamber into at least two sub-chambers and provides a pressure / negative pressure build-up.
  • Such vane pumps are used for example in braking systems of motor vehicles. Further fields of application are transmissions, longitudinal systems as well as active suspension systems of motor vehicles.
  • DE 38 32 042 C2 discloses a vane pump with a slidably mounted slide element, which thus divides the pump chamber into two sub-chambers.
  • the vane pump of this document at the ends of the Schiebereiementes pivotally mounted sliders, which are in operative connection with the peripheral part.
  • lubricating oil of the motor vehicle is sucked into the pump chamber and pressed out of the pump chamber during pivoting of the slide element.
  • the lubricating oil especially in the cold state, ie at low ambient temperatures and not yet reached operating condition of the engine has a low flowability. This can be especially true at Startup lead to a high, undesirable pressure build-up, which represents such a burden on the slide elements and thus also for the rotor unit, that it can lead to failure of the vane pump.
  • the object of the invention is therefore to provide a cost-effective, simply constructed vane pump, which avoids the above-mentioned disadvantage.
  • the cover part is designed to be movable in the axial direction of the rotor shaft, such that when the pressure in a partial chamber is too high, pressure is relieved by a fluidic connection to the adjacent partial chamber.
  • a movable cover part allows by its flexibility an overflow of the fluid into an adjacent chamber and thus a short-term pressure reduction, whereby a failure of the vacuum pump can be prevented.
  • An advantageous embodiment results from the fact that the cover part is arranged radially sealed flexible on the peripheral part. In this case, an elastic Klips- or spring connection connect the cover part with the peripheral part. In this way it is possible to produce a mobility in the axial direction in a simple manner with a simple cover part.
  • the cover part can also be made flexible, so that it provides the necessary mobility in the axial direction, either alone or in conjunction with an elastic Klips- or spring connection.
  • the cover part can be rigidly connected, for example with screws, to the peripheral part, so that no adaptation of the assembly process is necessary.
  • the cover part in the circumferential direction at least one recess and the peripheral part over have the circumference distributed openings, wherein two-legged spring members are provided, which extend through the openings and are supported with the first, directed to the rotor unit leg on the cover part and are supported with the second, remote from the rotor unit leg on the peripheral part.
  • the cover part may alternatively also have a circumferential recess.
  • the flange part may be made in one piece around the peripheral part.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of the opened vane pump
  • Figure 2 is a sectional view of a first embodiment of the vane pump according to the invention
  • Figure 3 is a sectional view of a second embodiment of the vane pump according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an open vane pump 2.
  • an opened housing 4 can be seen that defines a pump chamber 6.
  • the housing 4 consists essentially of a flange part 8, a peripheral part 10 and a cover part 12, which has been omitted in this view.
  • a rotor unit 16 with a slide element 20 the pump chamber is divided into two sub-chambers 5, 7, in which a negative pressure is built up by rotation of the rotor unit.
  • a suction port not shown, air is sucked in and removed via an outlet, not shown.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a first embodiment of the vane pump 2 according to the invention.
  • the flange 8 and the peripheral part 10 are made in one piece in the present embodiment.
  • the rotor unit 16 is driven.
  • the rotor shaft 14 and a rotor base portion 18, in which the slider element 20 is slidably disposed are made in one piece in the present embodiment.
  • the slide element 20 divides the pump chamber 6, as shown in Figure 1, in two sub-chambers 5, 7.
  • the rotor shaft 14 may be connected in a known manner by a not further shown coupling with a camshaft of the engine.
  • the cover element 12 is made in the present embodiment of a flexible material, such as sheet metal, and is connected via a clip connection 22 with the peripheral part 10.
  • the clip connection 22 in this case consists of recesses 24, 26 engage in the Klips institute 28, wherein the left side of the vane pump 2 is shown without engaging Klips institute 28.
  • the recesses 24, 26 may also be designed as a continuous, circumferential recess, so that a circumferential clip element 28 produces the clip connection.
  • FIG. 3 now shows a further embodiment of the vane cell pump 2 according to the invention.
  • the vane pump 2 according to FIG. 3 is basically constructed in the same way as the vane cell pump 2 from FIG. 2.
  • an oil drain opening 26 with built-in valve can be seen.
  • the lid part 12 is designed to be stiff in the present embodiment and, for the purpose of weight saving substantially has a smaller thickness than the lid part 12 of Figure 2.
  • the cover part 12 has a circumferential recess 30.
  • the peripheral part 10 has a number of circumferentially distributed openings 32 through which two-legged spring members 34 engage the recess 30.
  • a first, directed to the rotor unit 16 leg 36 is supported on the cover part 12.
  • a second leg 38 facing away from the rotor unit 16 is supported in the recess on the peripheral part 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe für ein kompressibles Fluid mit einem abgedichteten Gehäuse (4), das eine Pumpenkammer (6) aufweist, wobei das Gehäuse (4) im Wesentlichen aus einem Flanschteil (8), einem Umfangsteil (10) und einem Deckelteil (12) aufgebaut ist, wobei in dem Flanschteil (8) eine Rotorwelle (14) mit einer Rotoreinheit (18), die mindestens ein Schieberelement (20) aufweist, drehbar derart gelagert ist, dass die Rotoreinheit (16) die Pumpenkammer (6) in mindestens zwei Teilkammern (5, 7) unterteilt und ein Druck- / Unterdruckaufbau vorsieht, wobei das Deckelteil (12) in Axialrichtung der Rotorwelle (14) beweglich ausgeführt ist, derart, dass bei einem zu hohen Druck in einer Teilkammer (5, 7) eine Druckentlastung durch eine fluidische Verbindung zur benachbarten Teilkammer (5, 7) erfolgt.

Description

B E S C H R E I B U N G
Flügelzellenpumpe
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe für ein kompressibles Fluid mit einem abgedichteten Gehäuse, das eine Pumpenkammer aufweist, wobei das Gehäuse im Wesentlichen aus einem Flanschteil, einem Umfangsteil und einem Deckelteil aufgebaut ist, wobei in dem Flanschteil eine Rotorwelle mit einer Rotoreinheit, die mindestens ein Schieberelement aufweist, drehbar derart gelagert ist, dass die Rotoreinheit die Pumpenkammer in mindestens zwei Teilkammern unterteilt und ein Druck- / Unterdruckaufbau vorsieht.
Derartig Flügelzellenpumpen gelangen zum Beispiel in Bremssystemen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Weitere Anwendungsgebiete sind Getriebe, Längssystem sowie aktive Fahrwerksysteme von Kraftfahrzeugen. Die DE 38 32 042 C2 offenbart eine Flügelzellenpumpe mit einem, verschieblich gelagerten Schieberelement, der also die Pumpenkammer in zwei Teilkammern unterteilt. Um ein ausreichendes Fördervolumen bei geringer Verschleißanfälligkeit und hoher Lauf ruhe bereitzustellen, weist die Flügelzellenpumpe dieser Druckschrift an den Enden des Schiebereiementes schwenkbar gelagerte Gleitstücke auf, die in Wirkverbindung mit dem Umfangsteil stehen. Um eine Schmierung der Rotoreinheit in der Pumpenkammer zu gewährleisten und damit auch einen optimalen Druckaufbau zu bewerkstelligen, wird Schmieröl des Kraftfahrzeuges in die Pumpenkammer gesogen und beim Ausschwenken des Schieberelementes aus der Pumpenkammer ausgepresst. Nun weist das Schmieröl, insbesondere im kalten Zustand, also bei geringen Außentemperaturen und noch nicht erreichtem Betriebszustand des Motors eine geringe Fließfähigkeit auf. Dies kann insbesondere beim Startvorgang zu einem hohen, nicht erwünschten Druckaufbau führen, der eine derartige Belastung für die Schieberelemente und damit auch für die Rotoreinheit darstellt, dass es zu einem Ausfall der Flügelzellenpumpe kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige, einfach aufgebaute Flügelzellenpumpe bereitzustellen, die den oben genannten Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Deckeiteil in Axialrichtung der Rotorwelle beweglich ausgeführt ist, derart, dass bei einem zu hohen Druck in einer Teiikammer eine Druckentlastung durch eine fluidische Verbindung zur benachbarten Teilkammer erfolgt. Ein derartig bewegliches Deckelteil ermöglicht durch seine Flexibilität ein Überströmen des Fluids in eine benachbarte Kammer und damit einen kurzfristigen Druckabbau, wodurch ein Ausfall der Vakuumpumpe verhindert werden kann. Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dadurch, dass das Deckelteil radial abgedichtet flexibel auf dem Umfangsteil angeordnet ist. Hierbei kann eine elastische Klips- oder Federverbindung das Deckelteil mit dem Umfangsteil verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, eine Beweglichkeit in Axialrichtung auf einfache Weise mit einem einfachen Deckelteil herzustellen.
Das Deckelteil kann jedoch auch flexibel ausgeführt sein, so dass es für sich oder in Verbindung mit einer elastischen Klips- oder Federverbindung die nötige Beweglichkeit in Axialrichtung bereitstellt. Hierbei kann das Deckelteil starr, beispielsweise mit Schrauben mit dem Umfangsteil verbunden sein, so dass keine Anpassung des Montageprozesses notwendig ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform bei der das Deckelteil in Umfangsrichtung mindestens eine Aussparung und das Umfangsteil über den Umfang verteilte Öffnungen aufweisen, wobei zweischenkelige Federorgane vorgesehen sind, die durch die Öffnungen hindurchreichen und sich mit dem ersten, zur Rotereinheit gerichteten Schenkel am Deckelteil abstützen und sich mit dem zweiten, von der Rotereinheit abgewandten Schenkel am Umfangsteil abstützen. Hierbei kann das Deckelteil alternativ auch eine umlaufende Aussparung aufweisen.
Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, dass das Flanschteil um das Umfangsteil einstückig ausgeführt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
Figur 1 eine schematische Perspektivansicht der geöffneten Flügelzellenpumpe,
Figur 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe, und Figur 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer geöffneten Flügelzellenpumpe 2. Hierbei ist ein geöffnetes Gehäuse 4 zu erkennen, dass eine Pumpenkammer 6 definiert. Das Gehäuse 4 besteht im Wesentlichen aus einem Flanschteil 8, einem Umfangsteil 10 sowie einem Deckelteil 12, dass in dieser Ansicht weggelassen wurde. Durch eine Rotoreinheit 16 mit einem Schieberelement 20 ist die Pumpenkammer in zwei Teilkammern 5, 7 unterteilt, in denen durch Drehung der Rotereinheit ein Unterdruck aufgebaut wird. Durch einen nicht weiter dargestellten Sauganschluss wird Luft angesogen und über einen nicht weiter dargestellten Auslass abgeführt. Zur Schmierung der Rotoreinheit 16 im Gehäuse 2 dient Fahrzeugschmieröl, was auf bekannte Weise über Öffnungen in die Pumpenkammer 6 eingesaugt und über entsprechende nicht dargestellte Öffnungen ausgepresst wird. Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 2. Das Flanschteil 8 und das Umfangsteil 10 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig ausgeführt. Über eine Rotorwelle 14 ist die Rotoreinheit 16 antreibbar. Auch die Rotorwelle 14 und ein Rotorbasisteil 18, in dem das Schieberelement 20 verschiebbar angeordnet ist, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig ausgeführt. Das Schieberelement 20 unterteilt die Pumpenkammer 6, wie in Figur 1 dargestellt, in zwei Teilkammern 5, 7. Die Rotorwelle 14 kann auf bekannte Weise durch eine nicht weiter dargestellte Kupplung mit einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Das Deckelelement 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem flexiblen Material, beispielsweise Blech, hergestellt und ist über eine Klipsverbindung 22 mit dem Umfangsteil 10 verbunden. Die Klipsverbindung 22 besteht hierbei aus Aussparungen 24, 26 in die Klipselemente 28 eingreifen, wobei die linke Seite der Flügelzellenpumpe 2 ohne in Eingriff befindliche Klipselemente 28 dargestellt ist. Die Aussparungen 24, 26 können auch als eine zusammenhängende, umlaufende Aussparung ausgeführt sein, so dass ein umlaufendes Klipselement 28 die Klipsverbindung herstellt. Für den Fall, dass insbesondere in der Startphase, aufgrund von zähflüssigen Schmieröl ein zu hoher Druck auf das Schieberelement 20 wirkt, ist das Deckelelement 12 in Axialrichtung aufgrund des Werkstoffes und der Klipsverbindung beweglich, so dass die zwei Teilkammern 5, 7 fluidisch miteinander verbunden sind, und dementsprechend eine Druckentlastung stattfindet. Figur 3 zeigt nun eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 2. Die Flügelzellenpumpe 2 gemäß Figur 3 ist grundsätzlich genauso aufgebaut wie die Flügelzellenpumpe 2 aus Figur 2. Zu erkennen in diesem Ausführungsbeispiel ist noch eine Ölablassöffnung 26 mit eingebauten Ventil. Das Deckelteil 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel steif ausgeführt und weist zwecks Gewichtseinsparung im Wesentlichen eine geringere Dicke als das Deckelteil 12 aus Figur 2 auf. Hierbei sind jedoch noch Rippen vorgesehen, um die nötige Steifigkeit zu gewährleisten. In einem Randbereich 29 weist das Deckelteil 12 eine umlaufende Aussparung 30 auf. Das Umfangsteil 10 besitzt eine Anzahl über den Umfangverteilte Öffnungen 32 durch die hindurch zweischenkelige Federorgane 34 in die Aussparung 30 eingreifen. Dabei stützt sich ein erster, zur Rotoreinheit 16 gerichteter Schenkel 36 am Deckelteil 12 ab. Ein zweiter von der Rotoreinheit 16 abgewandter Schenkel 38 stützt sich in der Aussparung am Umfangsteil 10 ab.
Bei einem in einer Teilkammer 5, 7 vorherrschenden zu hohen Druck hebt sich das Deckelteil 12 von einer Anlagekante 40 des Umfangteils 10 ab und sorgt auf diese Weise für eine Druckentlastung durch eine fluidische Verbindung der beiden Teilkammern 5, 7. Es sollte deutlich sein, dass anstatt einer einzigen umlaufenden Aussparung 30 auch mehrere, über dem Umfang des Deckelteils 12 verteilte Aussparungen vorgesehen sein können.

Claims

Pierburg Pump Technology GmbH P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Flügelzellenpumpe für ein kompressibles Fluid mit einem abgedichteten Gehäuse (4), das eine Pumpenkammer (6) aufweist, wobei das Gehäuse (4) im Wesentlichen aus einem Flanschteil (8), einem Umfangsteil (10) und einem Deckelteil (12) aufgebaut ist, wobei in dem Flanschteil (8) eine Rotorwelle (14) mit einer Rotoreinheit (18), die mindestens ein Schieberelement (20) aufweist, drehbar derart gelagert ist, dass die Rotoreinheit (16) die Pumpenkammer (6) in mindestens zwei Teilkammern (5, 7) unterteilt und ein Druck- / Unterdruckaufbau vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (12) in Axialrichtung der Rotorwelle (14) beweglich ausgeführt ist, derart, dass bei einem zu hohen Druck in einer Teilkammer (5, 7) eine Druckentlastung durch eine fluidische Verbindung zur benachbarten Teilkammer (5, 7) erfolgt.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (12) radial abgedichtet flexibel auf dem Umfangsteil (10) angeordnet ist.
3. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine elastische Klips- oder Federverbindung (22, 34) das Deckelteil (12) mit dem Umfangsteil (10) verbindet.
4. Flügelzellenpumpen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (12) flexibel ausgeführt ist.
5. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,, dass das Deckelteil starr, beispielsweise mittels Schrauben mit dem Umfangsteil (10) verbunden ist.
6. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (12) in Umfangsrichtung mindestens eine Aussparung (30) und das Umfangsteil (10) über den Umfang verteilte Öffnungen (32) aufweisen, wobei zweischenkelige Federorgane (34) vorgesehen sind, die durch die Öffnungen (32) hindurchreichen und sich mit dem ersten, zur Rotoreinheit (16) gerichtete Schenkel (36) am Deckelteil (12) abstützen und sich mit dem zweiten, von der Rotoreinheit (16) abgewandten Schenkel (38) am Umfangsteil (10) abstützen.
7. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil in Umfangsrichtung eine umlaufende Aussparung (30) aufweist.
8. Flügelzellenpumpen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil (8) und das Umfangteil (10) einstückig ausgeführt sind.
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