CN104879299A - 具有塑料复合材料结构的旋转泵 - Google Patents

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Abstract

一种旋转泵,优选地是叶片泵,包括:(a)壳体(1),包括用于流体的入口(3)和出口(4)并且包括连接到入口和出口的输送室(2);(b)输送转子(10),在所述输送室(2)中围绕旋转轴线(R10)可旋转并且包括关于旋转轴线(R10)位于中心的转子结构(11);(c)以及安装结构(20),围绕输送转子(10)并且与输送转子(10)一起形成输送格(9),以便于将流体从入口(3)输送到出口(4),并且其可以相对于输送转子(10)往复移动,优选地横向于旋转轴线(R10),以便于能够调节旋转泵的特定输送体积;(d)其中这些结构(11,20)的至少一个,即安装结构(20)和/或转子结构(11),是复合材料结构并且包括由塑料制成的模制区域(15;25)和固定连接到所述模制区域(15;25)并由功能材料制成的功能区域(16;26),所述功能材料具有与模制区域(15;25)的塑料不同的化学成分。

Description

具有塑料复合材料结构的旋转泵
技术领域
本发明涉及一种旋转泵,其包括至少一个完全或仅在一些区域中由塑料构成的泵部件。本发明有利地既能够在适合于不可压缩流体的旋转泵(即容积式泵(displacement pump))中实现,也能够在适合于可压缩流体的旋转泵(即气泵,具体来说诸如是真空泵)中实现。可以根据旋转泵的特定输送容积(即根据输送转子每转的输送容积)对旋转泵进行调节,优选地是对其进行校准。所述泵例如可以是内齿环泵或者往复式活塞阀泵;然而,优选地,所述泵是单叶片或多叶片的叶片泵。
背景技术
在车辆制造中,尤其是在机动车制造中,一直在致力于减小重量,尤其是还致力于减小车辆部件的成本,其中机动车制造是本发明的优选应用领域。但是必须满足与例如机械强度、抗磨损能力和疲劳强度相关的高要求。由于批量生产所涉及的单元的庞大数量和相关的经济规模,当从生产运行整体考虑时,即使是单元成本上的最小的降低也会显著地节省成本。
发明内容
本发明的目的是减小旋转泵的制造成本但是仍然满足旋转泵的技术要求。
本发明涉及一种旋转泵,优选地是叶片泵,包括:壳体,所述壳体包括用于要被输送的流体的入口和出口并且包括连接到入口和出口的输送室;在输送室中可以绕旋转轴线旋转的输送转子;以及围绕输送转子的安装结构(setting structure)。输送室可以被设定边界,从而使其仅由壳体和安装结构单独限定。然而,可以想到的是,原则上输送室还(仅在那时)由另一种结构界定或者在适用时还由多个其他结构界定。输送转子和安装结构形成输送格(delivery cell),通过旋转输送转子,流体可以在所述输送格中从入口输送到出口,因为输送格增加了在输送室的低压侧上的尺寸并且又再次减小了在输送室的高压侧上的尺寸,如从内齿环泵和往复式活塞阀泵尤其是从叶片泵中所获知的那样。为了能够调节特定输送容积,安装结构相对于输送转子,优选地横向于输送转子的旋转轴线,可以往复运动。安装结构可以布置在壳体中从而使其尤其是可以枢转地或线性地运动,以便于能够调节所述特定输送容积。
输送转子包括转子结构。转子结构本身可以构成输送转子,在这样的实施方式中其可由一个零件构成。例如,内齿环泵中的输送转子是由一个零件形成的。还可以想到的是,在原则上,叶片泵包括由一个零件构成的输送转子,从而使得术语“输送转子”和“转子结构”可以指的是相同的零件。由一个零件构成的形成为叶片轮的输送转子例如可以包括弹性柔性叶片,所述叶片在材料上弹性地屈服以便于能够形成增加尺寸并又再次减小尺寸的输送格。然而,更优选地,形成为叶片轮的输送转子由多个零件构成并且包括转子结构和一个或多个叶片,在这样的实施方式中所述转子结构位于中心,所述一个或多个叶片自转子结构向外伸出并且(每个)在其整体上相对于转子结构可活动,优选地为滑动。可以在DE 10 2011 086 175 B3和DE 10 2008036 273 B4中发现单叶片旋转泵和多叶片旋转泵的示例。
根据本发明,安装结构和/或转子结构是复合材料结构。各个复合材料结构包括模制区域和功能区域,所述模制区域由塑料制成,所述功能区域固定地并且不可移动地连接到模制区域并由功能材料制成,所述功能材料具有与模制区域的塑料不同的化学成分。至少两种不同的材料还可以是在其他方面彼此区别,例如根据它们的密度或者根据添加的物质,比如举例来说嵌入加强纤维或其它加强或功能体,如果存在所述加强纤维或其它加强或功能体,它们大量地至少基本上均匀地分布在各自对应的材料中。所述功能材料尤其可以是金属材料,比如轻金属或者轻金属合金或者优选地是钢。金属功能材料尤其可以是相应地呈现出铸造结构或烧结结构的铸造体或者烧结体。然而,可替代地,功能材料还可以同样是塑料。
在优选实施方式中,模制区域在其体积和/或质量上大于功能区域。功能区域适宜地是其中复合材料结构承受特定应力(比如举例来说动摩擦)或者以另外的方式承受磨损的区域。在这种功能的情况下,相应地选择滑动材料作为功能材料。然而,替代或者结合其良好的滑动特性,还可以为了增加复合材料结构的刚度或者提高复合材料结构的其他特性而选择功能材料。
复合材料结构尤其可以由单个连续的模制区域和单个连续的功能区域构成。然而其还可以包括多个功能区域,所述多个功能区域或者在每种情况下由相同的功能材料制成或者由不同的功能材料制成。其还可以包括由相同的塑料制成的两个或更多个模制区域,其中多个模制区域是不连续的而是彼此分开的,尤其是由单个功能区域或由多个功能区域中的一个功能区域而彼此分开。
如果功能材料同样是塑料,模制区域和功能区域可以以初始模制(original moulding)的接合方法制造,比如例如是注射成型,例如通过共注。如果复合材料结构是由模制区域和多个功能区域组成的或者包括彼此分开的多个模制区域,那么同样的方法应用到这些变形例中的两个以上的结构区域。
然而,在优选实施方式中,功能区域或者可选地是多个功能区域与模制区域或者可选地是多个模制区域分开制造,并且在模制单个或多个模制区域时优选地以强锁配合(positive fit)永久且固定地连接到模制区域或者在适用的情况下连接到多个模制区域。然后可以将模制区域的塑料尤其是在制造模制区域时完全或至少部分地在功能区域的周围注射成型。模制区域和功能区域可以以摩擦配合和/或材料配合和/或强锁配合而彼此连接。在优选实施方式中,所述连接至少包括正配合。不同的区域原则上可以彼此分开制造并且通过接合连接而彼此连接;然而,更优选地,正如已经提过的,通过将预先生产出的功能区域放入模具中,比如例如注塑成型模具,并完全或者至少部分地在其周围来模制(优选地,注射成型)模制区域的塑料,以初始模制模制区域的方法建立了固定连接。
为了节省成本,用作模制区域的塑料的塑料优选地是每单位质量和/或每单位体积比功能材料更便宜的塑料。
在从属权利要求以及从属权利要求的结合中还描述了有利的特征。
还在下面的构想出的方面中描述了本发明的特征。这些方面以权利要求的方式记载并且可以用它们来替换。在这些方面中披露的特征还可以补充和/或限定这些权利要求,表示对权利要求的单个特征的替代和/或更宽泛的特征。括在括号内的参考标记指的是下面的图中图示出的示例性实施方式。它们没有将这些方面中描述的特征限制到它们文字列出的意思中,而是相反地表示实现相应特征的优选方式。
方面1、一种旋转泵,优选地是叶片泵,包括:
(a)壳体(1),其包括用于流体的入口(3)和出口(4)并且包括连接到所述入口和所述出口的输送室(2);
(b)输送转子(10),所述输送转子可以在所述输送室(2)中绕旋转轴线(R10)旋转并且包括关于所述旋转轴线(R10)位于中心的转子结构(11);
(c)以及安装结构(20),所述安装结构围绕所述输送转子(10)并且与所述输送转子(10)一起形成输送格(9),以便于将所述流体从所述入口(3)输送到所述出口(4),并且可以相对于所述输送转子(10)往复运动,优选地是横向于所述旋转轴线(R10)运动,以便于能够调节所述旋转泵的特定输送容积;
(d)其中这些结构(11,20)的至少一个,即所述安装结构(20)和/或所述转子结构(11),是复合材料结构并且包括由塑料制成的模制区域(15;25)和固定连接到所述模制区域(15;25)并由功能材料制成的功能区域(16;26),所述功能材料具有与所述模制区域(15;25)的塑料不同的化学成分。
方面2、根据方面1所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)加强和/或加固所述复合材料结构(11;20),和/或形成滑动表面(17;27)和/或所述复合材料结构(11;20)的支承或接合区域(19)。
方面3、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)与所述模制区域(15;25)分开制造,所述模制区域(15;25)以初始模制方法模制在所述功能区域(16;26)上或周围,优选地通过注射成型模制,籍此这些区域(15,16;25,26)彼此固定连接。
方面4、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)以强锁配合和/或摩擦配合和/或材料配合连接到所述模制区域(15;25)。
方面5、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)完全或者部分地嵌入在所述模制区域(15;25)中,并且所述功能区域(16;26)加固和/或加强所述模制区域(15;25)或者所述模制区域(15;25)加固和/或加强所述功能区域(16;26)。
方面6、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)加固和/或加强所述模制区域(15;25)以便于在泵操作过程中提高加固和/或加强的模制区域的尺寸稳定性。
方面7、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(26;31)形成和/或绕所述旋转轴线(R10)在周向上围绕所述安装结构(20)的内周表面(27),所述安装结构围绕所述输送转子(10)。
方面8、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中由于所述功能区域(16;26)和所述模制区域(15;25)中的一个在一个或多个点(18;28;29;30)处伸入另一个中,因而这些区域以强锁配合彼此连接。
方面9、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)和所述模制区域(15;25)中的一个在一个或多个点(18;30)处在后面抓住另一个,因而这些区域彼此锚定。
方面10、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中至少其中一个区域,优选地是所述功能区域(16;26),包括一个或多个凹槽(18;28;30)优选地是一个或多个通道(30),另一个区域的材料可以伸入到所述凹槽中和/或另一个区域的材料穿入所述通道。
方面11、根据前述方面所述的旋转泵,其中当模制所述复合材料结构(11;20)时,所述另一个区域的材料以流体形式穿入所述凹槽和/或穿过所述通道。
方面12、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)形成所述复合材料结构(11;20)的内部区域,并且所述模制区域(15;25)在外部围绕所述功能区域(16;26)的周面的一部分或者整个周面。
方面13、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是滑动材料并且形成了所述复合材料结构(11;20)的滑动表面(17;27)。
方面14、根据前述方面所述的旋转泵,其中所述滑动表面(17;27)上的所述功能材料呈现的在静和/或动摩擦方面的摩擦系数低于所述模制区域(15;25)的塑料和/或呈现更强的抗磨损能力。
方面15、根据前述两方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是润滑热塑性材料。
方面16、根据前述三方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是填充有纤维材料和滑动添加剂的至少一种耐热聚合物的聚合物复合物。
方面17、根据前述方面所述的旋转泵,包括如下特征(i)和(ii)的至少一个:所述滑动添加剂包括石墨和含氟聚合物中的至少一种,优选是PTFE;所述纤维材料包括碳纤维或由碳纤维构成。
方面18、根据前述两方面任一项所述的旋转泵,其中所述滑动材料满足如下特征(i)到(iii)中的至少一个:聚合物的比例按重量计算至少60%并且按重量计算至多80%;滑动添加剂的比例按重量计算至少10%并且按重量计算至多30%;纤维材料的比例按重量计算至少5%并且按重量计算至多15%。
方面19、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是塑料,并且该塑料的基材是聚合物,该聚合物包括共聚物、聚合物的混合物或者来自于由聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮(PAEK,PEK,PEEK)、诸如例如PA4.6的聚酰胺(PA)和聚邻苯二甲酰胺(PPA)构成的组的聚合物共混物。
方面20、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述复合材料结构(20)包括另一功能区域(31),所述另一功能区域固定连接到所述模制区域(25)并且由具有与所述模制区域(25)的塑料不同化学成分的功能材料制成,并且所述功能区域(26,31)的功能材料也彼此不同。
方面21、根据前述方面所述的旋转泵,其中所述功能材料中的至少一种是滑动材料,并且由所述滑动材料形成的所述功能区域(26)形成所述复合材料结构(20)的滑动表面,优选地是所述复合材料结构(20)的内周表面或外周表面。
方面22、根据前述两方面任一项所述的旋转泵,其中至少其中一个所述功能区域(31)支撑和/或加固所述模制区域(25)和/或形成了方面20的滑动表面(27)的所述功能区域(26)。
方面23、根据前述三方面任一项所述的旋转泵,其中一个功能区域(26,31)优选地以直接接触的方式在外部围绕另一个功能区域的整个周面或者至少围绕其周面的主要部分。
方面24、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述支撑和/或加固功能区域(31)包括凹槽,优选地是径向凹槽,所述凹槽可以形成为通道,所述功能材料穿入所述凹槽或者穿过优选地形成为通道的所述凹槽。
方面25、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述安装结构(20)包括内周表面(27),所述内周表面直接面对所述输送转子(10)并且用作为滑动表面,并且所述功能区域(26)本身或者结合所述模制区域(25)形成所述内周表面。
方面26、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26;31)是或者包括中空轮廓,所述中空轮廓优选地是环、管或套筒形状的并且在其周面上呈现恒定或变化的厚度,所述厚度比所述中空轮廓的内径小,优选地不大于三分之一。
方面27、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和凸出部,所述中空轮廓优选地是环形的或管形的,并且在其周面上呈现恒定或变化的厚度,所述凸出部自所述中空轮廓向外凸出并且伸入到所述模制区域(15)中,以便于稳定所述模制区域(15)。
方面28、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述模制区域的塑料是填充有由玻璃和/或矿物和/或碳制成的颗粒的热塑性塑料,所述颗粒优选地是纤维。
方面29、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述模制区域的塑料是尤其是X6320,或者是
方面30、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述旋转泵是叶片泵,所述输送转子(10)是叶片轮,所述叶片轮包括一个或多个叶片(12),所述叶片自所述转子结构(11)向外凸出并且是柔性的或者是通过所述转子结构(11)安装从而使得它们可以活动,并且当所述输送转子(10)旋转时所述叶片在所述安装结构(20)的内周表面(27)上扫过。
方面31、根据前述方面所述的旋转泵,其中:单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个安装在所述转子结构(11)的指定狭槽(13)中从而使其可以相对于所述转子结构(11)活动;每个指定狭槽(13)包括相对的狭槽壁,所述相对的狭槽壁彼此面对并且在周向上限定相应的狭槽(13);单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个在所述指定狭槽(13)中与至少一个所述狭槽壁滑动接触;其中由优选地根据方面13的滑动材料构成的所述功能区域(16;26)形成与相应的叶片(12)滑动接触的狭槽表面,作为滑动表面(17)。
方面32、根据方面30所述的旋转泵,其中:单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个安装在所述转子结构(11)的指定狭槽(13)中从而使其可以相对于所述转子结构(11)活动;每个指定狭槽(13)包括相对的狭槽壁,所述相对的狭槽壁彼此面对并且在周向上限定相应的狭槽(13);单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个在所述指定狭槽(13)中与至少一个所述狭槽壁滑动接触;其中所述模制区域(15)形成与相应叶片(12)滑动接触的狭槽表面,作为滑动表面(14),并且所述功能区域(16)分别在周向上相邻的狭槽(13)之间凸出,从而稳定所述模制区域(15)。
方面33、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述复合材料结构(11),优选地是所述转子结构,固定或可活动地安装在周表面(19)的区域中的所述旋转泵的另一个部件上,所述周表面(19)优选地是内周表面,所述功能区域(16)形成所述复合材料结构(11)的所述周表面(19),其中所述功能区域(16)优选地还形成方面31或方面32的所述功能区域。
方面34、根据前述方面所述的旋转泵,其中所述周表面(19)至少在一轴向部分中具有非圆横截面,优选地是齿状的形式,以便于将所述复合材料结构(11)不可旋转地连接到轴。
方面35、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述转子结构(11)包括接合表面(19),所述接合表面形成为周表面,所述转子结构经由所述接合表面(19)以强锁配合优选地以可释放的接合啮合方式不可旋转地连接到一轴,所述轴可以绕所述输送转子(10)的旋转轴线(R10)旋转,所述功能区域(16)形成所述转子结构(11)的所述接合表面(19)。
方面36、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述旋转泵是用于为单元供应润滑油的润滑油泵,优选地是用于车辆发动机的发动机油泵;或者是用于输送气体的气泵,优选地是机动车的真空泵。
方面37、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述旋转泵设计成布置在机动车中并且是设计用于所述输送转子(10)的,所述输送转子由车辆的驱动发动机以与所述驱动发动机固定的转速关系驱动。
方面38、根据前述方面任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26;31)是或者包括中空轮廓,所述模制区域(15)在轴端面对侧上优选地在两个轴端面对侧上包围所述中空轮廓,从而将其轴向固定在所述功能区域(16)上。
方面39、根据方面31所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和从所述中空轮廓向外凸出并进入所述模制区域(15)的凸出部,所述凸出部形成作为所述滑动表面(17)的与相应的叶片(12)滑动接触的所述狭槽表面。
方面40、根据方面32所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和从所述中空轮廓向外凸出并进入所述模制区域(15)和所述狭槽(13)之间的凸出部,所述凸出部在周向上邻近,由此稳定所述模制区域(15)。
附图说明
下面根据附图描述本发明的示例性实施方式。由所述示例性实施方式披露的特征每个单独地或者以特征的任意组合有利地开发了权利要求和各方面以及还有上述实施方式的主题。其中示出了:
图1:包括转子结构和安装结构的旋转泵,所述转子结构和安装结构中的至少一个根据本发明形成为复合材料结构;
图2:形成为复合材料结构的安装结构的第一示例性实施方式的侧视图;
图3:图2的A-A截面;
图4:第一示例性实施方式的安装结构的轴测图;
图5:形成为复合材料结构的安装结构的第二示例性实施方式的侧视图;
图6:图5的A-A截面;
图7:形成为复合材料结构的安装结构的第三示例性实施方式的侧视图;
图8:图7的A-A截面;
图9:形成为复合材料结构的安装结构的第四示例性实施方式的侧视图;
图10:图9的A-A截面;
图11:所述第四示例性实施方式的功能插入部的轴测图;
图12:形成为复合材料结构的安装结构的第五示例性实施方式的侧视图;
图13:图12的A-A截面;
图14:所述第五示例性实施方式的功能插入部的轴测图;
图15:形成为复合材料结构的安装结构的第六示例性实施方式的侧视图;
图16:图15的A-A截面;
图17:第七实施方式的形成为复合材料结构的转子结构的轴测图;
图18:第七示例性实施方式的复合材料结构的图17的横截面图;
图19:第八实施方式的形成为复合材料结构的转子结构的轴测图;
图20:第八示例性实施方式的复合材料结构的图19的横截面;
图21:第九实施方式的形成为复合材料结构的转子结构的轴向平面视图;以及
图22:第九示例性实施方式的功能插入部的轴向平面视图。
具体实施方式
图1通过示例的方式示出了一种叶片格(vane cell)设计下的旋转泵。在侧视图中示出了旋转泵在泵的壳体1上。已经移除了壳体1的盖,从而使得可以看到旋转泵的功能部件。壳体1形成了输送室2的侧壁,输送转子10布置在所述输送室2中从而使其可以绕旋转轴线R10旋转。壳体1包括入口3和出口4,用于要被输送的例如发动机润滑油的流体。输送室2包括低压侧和高压侧。当在指定的旋转方向即顺时针方向上旋转驱动输送转子10时,流体经由低压侧上的入口3流入到输送室2中,并在高压侧上以增加的压力被排走并经由出口4排出。
输送转子10是包括转子结构11和叶片12的叶片轮,所述转子结构11相对于旋转轴线R10位于中心,所述叶片12被布置为在转子结构11的周面上分布。叶片12在转子结构11的狭槽13中被引导,所述狭槽13朝向转子结构11的外周开口,从而使得它们可以在径向或至少基本上在径向的方向上移动、滑动。
转子结构11以基于强锁配合的接合啮合不可旋转地连接到轴,轴可以关于旋转轴线R10旋转。对于接合啮合来说,其包括非圆形的内周表面,即尤其是可以以齿方式形成的接合表面。优选地形成接合表面使得转子结构11可以经由其接合表面被轴向推动到轴上。
输送转子10的外周由安装结构20围绕,所述安装结构20通过示例的方式形成为安装环。当旋转驱动输送转子10时,其叶片12在安装结构20的内周表面27上滑动。输送转子10的旋转轴线R10被布置为关于安装结构20的平行中心轴线偏心,从而使得当使输送转子10旋转时,由输送转子10和安装环20形成的输送格在旋转方向上在输送室2的低压侧上增加了尺寸并且在高压侧上再次减小了尺寸。由于随着输送转子10的转速而周期性地增加和减小输送格的尺寸,流体从低压侧被输送到高压侧,在所述高压侧流体以增加的压力被输送通过出口4。
可以调节输送转子10每转输送的流体的容积,即所谓的特定输送容积。如果流体是液体并且因此是完全近似不可压缩的,那么绝对输送容积直接与输送转子10的转速成比例。在是可压缩流体的情况下,例如空气,输送量与转速之间的关系不是线性的,但是绝对输送量和/或质量同样随着转速增加。
特定输送容积取决于偏心距,即安装结构20的中心轴线与输送转子10的旋转轴线R10之间的距离。为了能够改变这种轴距,安装结构20布置成可以在壳体1中活动,例如使得其可以绕枢转轴线R20枢轴转动。在变型例中,修改后的安装结构还可以布置成使得其可以在壳体1中直线移动。为了调节特定输送容积和/或偏心距,横向于输送转子10的旋转轴线R10而移动的能力是优选的。原则上还可想到轴向的可调节性,使用这种轴向的可调节性可以调节输送格的轴向宽度。
用21标示出了安装结构20的枢转支承区域。枢转支承具体体现为滑动支承,因为安装结构20的枢转支承区域21与壳体1的共操作表面直接滑动接触。
为了在安装方向S(在示例性实施方式中,是枢转方向S)上调节,作用在安装方向S上的控制流体压力被施加到安装结构20。恢复力作用在相反的安装方向上,与该控制压力相反。恢复力由弹簧装置产生,所述弹簧装置包括一个或多个机械弹簧构件(在示例性实施方式中,是单个弹簧构件5)。弹簧构件5具体体现并布置为螺旋压力弹簧。为了使用控制流体施加压力,从枢转轴线R20上看横跨输送转子10的旋转轴线R10的安装结构20的相对侧包括安装结构20的作用区域23,所述作用区域23在功能上用作为安装活塞,并且例如与安装结构20的环形部件一体地形成。控制压力室6形成在壳体1中,形成到安装结构20的作用区域23的一侧,其中可以将控制流体引入到控制压力室6中以便于施加安装力,所述安装力在安装方向S上作用在安装结构20的作用区域23上,并经由作用区域23作用在安装结构20上。恢复力同样地例如直接作用在安装结构20的作用区域23上。
向控制压力室6供应由旋转泵输送的压力流体,以便于在安装方向S上向安装结构20施加控制流体压力。可以选择安装方向S使得当安装结构20在安装方向S上移动时输送转子10与安装结构20之间的偏心距以及因此还有特定输送容积在大小上减小。
安装结构20与壳体1一起形成密封间隙,密封间隙将控制压力室6与低压区域在安装方向S上分开。密封元件布置在径向密封间隙中以便于更好地密封密封间隙。密封元件布置在安装结构20的插口24中。
关于如上所述的通过施加控制流体压力来控制或调节输送容积,参见DE 10 2011 086 175 B3,在该方面通过引用将其并入而且还与旋转泵的功能性的其他细节相关。
安装结构20和/或转子结构11(每个)是完全或至少部分区域是由塑料构成的复合材料结构。然而它们是由至少两种在化学成分方面以及可选地还在添加的物质方面彼此不同的材料形成的。
图2-4示出了第一示例性实施方式的复合材料结构。安装结构20是符合材料结构。安装结构20包括由塑料制成的模制区域25和由功能材料制成的功能区域26,所述功能材料在其化学成分方面与模制区域25的塑料不同。功能材料可以是另一种塑料或者尤其是金属或金属合金。其优选地是钢。功能区域26可以有利地是铸造体或烧结体。功能区域26是环形、管形或套筒形状的。其可以具有至少基本上平滑的表面,尤其是平滑的内周表面。
功能区域26嵌入在模制区域25中。模制区域25还在功能区域26的整个外周上围绕功能区域26。模制区域25在两轴向端处均包围功能区域26。为此,功能区域26嵌入在环绕模制区域25的内周的槽形或中空形的凹入部28中。模制区域25相应地在功能区域26的外周以及轴向上两侧包围功能区域26,从而使得模制区域25和功能区域26以强锁配合固定连接,从而使得它们不能相对于彼此轴向运动。被相应地固定包围的功能区域26阻止在周向上的相对运动。模制区域25和功能区域26一起形成安装结构20的平滑的内周表面27作为滑动表面。
整个安装结构20有利地仅由模制区域25和功能区域26单独形成。
功能区域26形成复合材料结构20中的插入部。正如已经提到的,功能区域26可以是钢插入部或其他金属插入部或者也可以是塑料插入部。优选地,功能区域26刚度足够大,使得其可以用作为模制区域25在安装结构20内的支撑和/或加固体,即模制区域25可被支撑在功能区域26上和/或可以提高安装结构20在泵操作期间的尺寸稳定性。替代性地或者结合支撑和/或加固功能,功能区域26可以由滑动材料形成或者涂覆有滑动材料,其中所述滑动材料在动摩擦以及优选地还在静摩擦方面呈现与模制区域25的塑料相同的摩擦系数或者优选地更低的摩擦系数。
图5和6示出了第二示例性实施方式的复合材料结构。在该第二示例性实施方式中,安装结构20还是复合材料结构。该安装结构20与第一示例性实施方式的区别仅在于功能区域26在安装结构20的整个轴向宽度上延伸,从而单独地形成了当输送转子10被旋转驱动时输送转子10的叶片12扫过的内周表面27。与上面的第一示例性实施方式相同,功能区域26是环形、管形或套筒形状的并且呈现比内径更小的壁厚。
在图7和8中示出了还是安装结构20的复合材料结构20的第三示例性实施方式。与第二示例性实施方式相同,在该第三示例性实施方式中功能区域26也在安装结构20的整个轴向宽度上延伸。该功能区域26与第二示例性实施方式中的不同在于径向凸出部29,所述径向凸出部29设置在外周上并且与模制区域25的槽形的凹入部28啮合,并由此除了被模制区域25固定地包围之外还在轴向上将功能区域26紧固到模制区域25。该第三示例性实施方式中的功能区域26的其他方面对应于第二示例性实施方式的功能区域26。凹入部28和凸出部29可以完全或者仅部分地在周向上形成并且可以彼此啮合。
图9和10示出了成型为复合材料结构的安装结构20的第四示例性实施方式。在该第四示例性实施方式中,功能区域26在轴向上的两侧包围模制区域25,因为基本上形成为薄壁管的功能区域26的两个轴向端部每个包括凸缘,所述凸缘向外凸出并且可以有利地在整个周面上延伸。功能区域26相应地在两个凸缘29之间轴向地形成凹入部28,其中模制区域25与凹入部28啮合并且优选地填充在凹入部28中。两个凸缘29在轴向上紧固功能区域26。模制区域25另外以力配合(force fit)的方式包围功能区域的在凸缘29之间延伸的轴向部分。正如也在其他示例性实施方式中优选的,当将模制区域的塑料在功能插入部26的周围模制时通过使模制区域25的塑料固化可以产生力配合。与在之前的示例性实施方式中一样,功能区域26可以用作为模制区域25的支撑和/或加固结构。功能区域26另外形成内周表面27,并因此优选地由具有泵操作所需的良好的滑动性能和耐磨性的滑动材料制成。除了上述区别之外,关于其他示例性实施方式所作的叙述类似地适用于该第四示例性实施方式。功能区域26因此可以尤其是设置为插入部,模制区域的塑料可以模制优选地是注射成型在其周围。
图11示出了与复合材料结构20隔离的功能区域26本身。与在上述示例性实施方式中一样,功能区域26尤其可以在复合材料结构20内形成金属或塑料插入部,优选地是钢插入部。
图12和13图示了形成为复合材料结构的安装结构20的第五示例性实施方式。该第五示例性实施方式的安装结构20也仅由两个区域组成,即由塑料制成的模制区域和由功能材料制成的功能区域26组成。与在上述示例性实施方式中一样,功能区域26是环形、管形或套筒形状的并且呈现小于内径的壁厚。其包括分布在其周面上的许多通道30。功能区域26也可被称作穿孔的中空结构。模制区域25的塑料穿过通道30,从而使得模制区域25和功能区域26彼此锚定并且尤其是获得了紧密的强锁配合。
在图14中示出了在复合材料结构20中形成功能区域26的环形、管形或套筒形状的插入部26本身,与复合材料结构隔离。在该预制状态中,可以将功能区域26或形成该功能区域的结构件和/或插入部分别放置在模具中,并可以将模制区域25的塑料在功能区域的周围模制,优选地是注射成型。在这种初始模制方法中,模制区域25的塑料优选地穿入通道30中,并因此将功能区域26锚定到模制区域25。
功能区域26可以支撑和/或加固模制区域25。作为支撑和/或加固功能的替代地或者补充,功能区域26可以——如果形成该功能区域的功能材料是具有足够良好的滑动性能和耐磨性的滑动材料的话——自身形成内周表面27,或者如果模制区域25的塑料完全穿过通道30的话则与模制区域25的塑料一起形成内周表面27。
在变形例中,第一到第五示例性实施方式的功能区域26可以被模制区域25的塑料包围在外侧或内侧上,或者还可以完全嵌入在模制区域25的塑料中,从而使得它们在这些变形例中没有滑动功能而仅有对复合材料结构20的支撑和/或加固功能。用作滑动表面的内周表面27在这些变形例中由模制区域25的塑料形成。
在其他变形例中,第一到第五示例性实施方式的功能区域26可以另外包括通道,比如例如通道30,以便于除了相应示例性实施方式中存在的强锁配合之外还将区域25和26彼此锚定。在所有示例中,功能区域26可以类似地包括向外凸出的翼片或者在一个或两个轴向端部出的凸出的凸缘,和/或可以在那里将功能区域26轴向嵌入,正如与第一示例性实施方式一样,而不是在安装结构20的整个轴向长度上延伸。
图15和16示出了形成为复合材料结构的安装结构20的第六示例性实施方式。该安装结构20包括模制区域25,所述模制区域25与上述示例性实施方式中一样形成包括滑动支承表面22的支承区域21以及在相对侧上的一体的作用区域23。安装结构20还包括由第一功能材料制成的第一功能区域26和由第二功能材料制成的另外的第二功能区域31。第一还有第二功能材料至少在它们的化学成分方面与模制区域25的塑料不同。在优选实施方式中,在它们的化学成分方面它们也彼此不同。
如果功能材料是塑料,那它们至少在它们的添加物质方面彼此不同。一种功能材料可以因此例如是纤维加强塑料,而另一种功能材料可以是没有纤维加强的塑料或者是具有不同类型纤维的塑料。如果两种功能材料都是由塑料形成,那么形成功能区域26的塑料例如可以包含碳纤维,以便于获得内周表面27的良好的滑动性能,所述内周表面27作为滑动表面并由功能区域26单独形成或者至少部分地由功能区域26形成。
功能区域31的功能材料例如可以是玻璃纤维增强的或者可以由比功能区域26的功能材料的尺寸稳定性好的塑料构成。在一个优选的材料组合中,功能区域26由呈现良好滑动性能和足够耐磨性的塑料或金属组成,而第二功能区域31由金属组成,优选地是钢。
第一功能区域26和/或第二功能区域31(每个)优选地作为预制插入部被提供,有利地是由金属材料或塑料制成。在优选实施方式中,第二功能区域31用做为支撑和/或加固结构并且在这些实施方式中尤其可以由金属材料组成,优选是钢。其例如可以作为预制的烧结体或铸造体被提供。第一功能区域26和/或尤其是第二功能区域31(每个)可以包括通道,例如是如前述示例性实施方式的通道30那样的通道,其中当模制区域25被初始模制时模制区域25的塑料材料可以相应地穿过通道,以便于获得紧密的强锁配合。
当制造复合材料结构20时,可以将尤其是作为插入部被提供的两个功能区域26和31放置到模具中,例如注塑成型模具,并可以将模制区域25的塑料在它们周围模制,优选是注射成型。
无论在什么地方只要没有描述或者没有可以从与第一到第六示例性实施方式相关的附图看出对应的示例性实施方式的特殊性,那么参照每个相应示例性实施方式做出的叙述也适用于每个其他相应的示例性实施方式。
在示例性实施方式中,功能区域26以及还有另一个功能区域31每个至少基本形成为中空轮廓结构并且围绕保持自由并且其中布置有输送转子10的安装结构20的内部横截面。尽管这些实施方式是特别有利的,但是由与如所述的模制区域25的塑料不同的材料制成的功能区域还可以形成安装结构20的不同区域。支承区域21的滑动表面22,或者作为功能区域的整个支承区域21可以因此例如由功能材料形成。这种功能区域的功能材料优选地是对于发生在安装结构20的枢转支承中的动摩擦应力来说呈现良好滑动性能和足够耐磨性的滑动材料。可以另外设置这种功能区域或者原则上还可以替代描述过的功能区域26和31。
图17和18示出了第七示例性实施方式的复合材料结构,其可以形成旋转泵中的转子结构11并且相应地设有参考标记“11”。转子结构11的中央区域包括由内周表面围绕的通道。内周表面形成为用于建立到旋转泵的驱动轴的非旋转连接的接合表面19。周表面和/或接合表面19因此是非圆的。在该示例性实施方式中,其以在内部形成齿的方式形成。叶片12(图1)在狭槽13中被引导从而使得它们可以径向或者至少基本上径向地滑动,所述狭槽13以口袋的形状朝向对应的狭槽的底部加宽。至于其外部形状,转子结构11可以像传统叶片泵的转子结构那样形成。
然而,不像传统转子结构,转子结构11具体体现为复合材料结构并且相应地包括由塑料制成的模制区域15和由功能材料制成的功能区域16,所述功能材料具有与模制区域15的塑料不同的化学成分。关于复合材料结构20的区域25和26的材料已经叙述过的那些类似地适用于区域15和16的材料。因此,功能材料尤其可以是塑料或者金属材料,优选是钢。关于它们的制造已经叙述过的那些也适用。因此,功能区域16可以有利地作为预制的插入部被提供,并且可以将模制区域15的塑料在其周围模制,尤其是注射成型。
在该第七示例性实施方式中,功能区域16形成接合表面19,从而用做为接合区域,并且支撑和加固模制区域15。功能区域16包括分布在其周面上的凹入部18,其中当初始模制该模制区域15时,模制区域15的塑料穿入到凹入部18中。凹入部18如优选地以口袋的形状径向向内加宽,从而使得模制区域15的塑料不仅在外侧上包围功能区域16的周面,而且当从外周看时还在口袋和/或凹入处18的开口处在后面抓住,从而获得锚定效果。
当进入和出来时,叶片12(图1)在狭槽13中在侧狭槽壁上滑动,所述侧狭槽壁相应地形成了叶片12的滑动表面14。狭槽13形成在模制区域15中从而使得模制区域15的塑料形成滑动表面14。功能区域16包括中央中空轮廓,其内周表面是接合表面19。功能区域16还包括凸出部,所述凸出部自中空轮廓径向向外凸出并且在狭槽的对应的底部的区域中围绕该狭槽。凹入部18分别形成在相邻凸出部之间。
图19和20示出了复合材料结构的第八示例性实施方式,再次以转子结构11的为示例。关于其外部形状,该第八示例性实施方式的转子结构11对应于第七示例性实施方式的转子结构。与在第七示例性实施方式中一样,转子结构11形成接合表面19,用于强锁配合接合连接到驱动轴并支撑和加固模制区域15。不像第七示例性实施方式,功能区域16还形成用于叶片12的狭槽13的侧壁,所述侧壁是以滑动表面17的形式的在周向上的引导和追踪侧壁。形成功能区域16的功能材料因此方便地是呈现良好滑动性能和足够耐磨性的滑动材料。在外周面上的狭槽13的位置上,功能区域16包括在周向上延伸的短凸出部,从而使得模制区域15的塑料(其已经穿入到保持在狭槽13之间的功能区域16的凹入部中)在后面抓住功能区域16的凸出部,并由此提高锚定性能。
在该第八示例性实施方式中,功能区域16一直延伸到转子结构11的外周。正如可以在图19中看出的,模制区域15在轴向方向上凸出到超出功能区域16,从而使得模制区域15(与第七示例性实施方式中一样)并且另外还有安装结构20的模制区域25形成为单个连续区域。
图21和22示出了采用转子结构11作为示例的复合材料结构的第九示例性实施方式。关于其外部形状,该第九示例性实施方式的转子结构11对应于第七和第八示例性实施方式的转子结构。与在第七和第八示例性实施方式中一样,转子结构11形成接合表面19,用于强锁配合接合连接到驱动轴并支撑和加固模制区域15。与在第七示例性实施方式中一样,模制区域15形成用于叶片12的狭槽13的侧壁,侧壁是以滑动表面14的形式的在周向上的引导和追踪侧壁。与第七和第八示例性实施方式中一样,功能区域16包括以接合表面19为特征的中空轮廓,所述接合表面形成为内周表面。与在这两个示例性实施方式中一样,凸出部自中空轮廓向外凸出并且伸入到模制区域15的塑料中,由此提供了在径向方向上延伸的用于传递扭矩的大的压力表面。
不像这两个前述示例性实施方式,功能材料不作为狭槽13的衬里,甚至不是狭槽的底部的衬里,而在第七示例性实施方式中其是狭槽的衬里。凸出部在周向上相对于狭槽13偏置。它们相应地在相邻狭槽13之间凸出,进入到围绕功能区域16的模制区域15中。凸出部在径向上在外侧以蘑菇形状加宽,从而使得当从外周看以及从接合表面19看时模制区域15和功能区域16彼此从后面抓住。模制区域15的塑料在外周上以及还有在旋转过程中是引导和追踪侧面的侧面上包围凸出部。凸出部稳定了模制区域并且将其分割成更小的子区域,这提高了转子结构11在其工作温度范围内的尺寸稳定性。
在第八和第九示例性实施方式中,功能区域16可以再次有利地作为预制插入部提供,优选地由金属或塑料制成并且特别优选地由钢制成,并且模制区域15的塑料可以在其周围模制,有利地是铸造并且尤其是注射成型。
无论在什么地方只要没有描述或者没有可以从与示例性实施方式的转子结构相关的附图看出的特殊性,那么参照安装结构20做出的叙述在材料和围绕它们模制对应的模制区域15的塑料方面同样适用。
参考标记:
1        壳体
2        输送室
3        入口
4        出口
5        弹簧构件
6        控制压力室
7         —
8         —
9         —
10       输送转子
11       转子结构,复合材料结构
12       叶片
13       狭槽
14       狭槽壁,滑动表面
15       模制区域
16       功能区域
17       狭槽壁,滑动表面
18       凹入部
19       接合表面
20       安装结构,复合材料结构
21       支承区域
22       支承表面,滑动表面
23       安装结构的作用区域
24       密封元件插口
25       模制区域
26       功能区域
27       内周表面,滑动表面
28       凹入部
29       凸出部
30       通道
31       功能区域
R10      输送转子的旋转轴线
R20      安装结构的枢转轴线

Claims (18)

1.一种旋转泵,优选地是叶片泵,包括:
(a)壳体(1),所述壳体(1)包括用于流体的入口(3)和出口(4)并且包括连接到所述入口和所述出口的输送室(2);
(b)输送转子(10),所述输送转子(10)在所述输送室(2)中围绕旋转轴线(R10)可旋转并且包括关于所述旋转轴线(R10)位于中心的转子结构(11);
(c)以及安装结构(20),所述安装结构(20)围绕所述输送转子(10)并且与所述输送转子(10)一起形成输送格(9),以便于将所述流体从所述入口(3)输送到所述出口(4),并且其可以相对于所述输送转子(10)往复移动,优选地横向于所述旋转轴线(R10),以便于能够调节所述旋转泵的特定输送体积;
(d)其中所述结构(11,20)中的至少一个,即所述安装结构(20)和/或所述转子结构(11),是复合材料结构并且包括由塑料制成的模制区域(15;25)和固定连接到所述模制区域(15;25)并由功能材料制成的功能区域(16;26),所述功能材料具有与所述模制区域(15;25)的塑料不同的化学成分。
2.根据权利要求1所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)加强和/或加固所述复合材料结构(11;20),和/或形成滑动表面(17;27)和/或所述复合材料结构(11;20)的支承或接合区域(19)。
3.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)与所述模制区域(15;25)分开制造,所述模制区域(15;25)以初始模制的方法在所述功能区域(16;26)上或周围模制,优选地是注射成型,籍此将所述区域(15,16;25,26)优选地以强锁配合彼此固定连接。
4.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)和模制区域(15;25)以强锁配合彼此连接,其中所述区域中的一个在一个或多个点(18;28;29;30)处伸入到另一个中;和/或所述功能区域(16;26)和模制区域(15;25)彼此锚定,其中所述区域中的一个在一个或多个点(18;30)处在后面抓住另一个;和/或所述功能区域(16)的周表面包括以突起和/或凹入为特征的肉眼可见的表面构造,比如例如沟槽,从而使得所述模制区域和所述功能区域在所述表面构造的区域中在径向上伸入到彼此。
5.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26)形成所述复合材料结构(11;20)的内部区域,并且所述模制区域(15;25)在所述功能区域(16;26)的周面的一部分或者在所述功能区域(16;26)的整个周面在外部围绕所述功能区域(16;26)。
6.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是滑动材料,优选地呈现在静和/或动摩擦方面比所述模制区域(15;25)的塑料更低的摩擦系数和/或呈现更强的抗磨损能力,并形成所述复合材料结构(11;20)的滑动表面(27;22)。
7.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是润滑的热塑性材料和/或用纤维或颗粒加强的热塑性材料。
8.根据前述两项权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能材料是塑料,并且所述塑料的基材是聚合物,所述聚合物包括共聚物、聚合物的混合物或者来自于由聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮(PAEK,PEK,PEEK)、诸如例如PA4.6的聚酰胺(PA)和聚邻苯二甲酰胺(PPA)构成的组的聚合物共混物。
9.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述复合材料结构(20)包括另一功能区域(31),所述另一功能区域固定连接到所述模制区域(25)并且由具有与所述模制区域(25)的塑料不同的化学成分的功能材料制成,并且所述功能区域(26,31)的功能材料也彼此不同,其中至少其中一种功能材料是滑动材料,由所述滑动材料形成的所述功能区域(26)形成所述复合材料结构(20)的滑动表面(27),优选地是内周表面或外周表面;和/或所述另一个功能区域(31)优选地支撑和/或加固所述模制区域(25)和/或形成了所述滑动表面(27)的所述功能区域(26)。
10.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述安装结构(20)包括内周表面(27),所述内周表面直接面对所述输送转子(10)并且用作为滑动表面,所述功能区域(26)本身或者结合所述模制区域(25)形成所述内周表面和/或在其整个周面上围绕所述内周表面(27)。
11.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16;26;31)是或者包括中空轮廓,所述中空轮廓优选地是环形或管形的,并且在其周面上呈现恒定或变化的厚度,所述厚度比所述中空轮廓的内径小,优选地不大于三分之一。
12.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和凸出部,所述中空轮廓优选地是环形或管形的,并且在其周面上呈现恒定或变化的厚度,所述凸出部自所述中空轮廓向外凸出并且伸入到所述模制区域(15)中,以便于稳定所述模制区域(15)。
13.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述旋转泵是叶片泵,所述输送转子(10)是叶片轮,所述叶片轮包括一个或多个叶片(12),所述叶片自所述转子结构(11)向外凸出并且是柔性的或者是通过所述转子结构(11)安装从而使得它们可以活动,并且当所述输送转子(10)旋转时所述叶片在所述安装结构(20)的内周表面(27)上扫过。
14.根据前述权利要求所述的旋转泵,其中:单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个安装在所述转子结构(11)的指定狭槽(13)中从而使得其可以相对于所述转子结构(11)活动;每个指定狭槽(13)包括相对的狭槽壁,所述相对的狭槽壁彼此面对并且在周向上限定相应的狭槽(13);单个所述叶片(12)或多个所述叶片(12)的每个与所述指定狭槽(13)的至少一个所述狭槽壁滑动接触;并且所述模制区域(15)形成狭槽表面,所述狭槽表面作为滑动表面(14)与对应的所述叶片(12)滑动接触,并且所述功能区域(16)分别从在周向上相邻的狭槽(13)之间凸出从而稳定所述模制区域(15),或者所述功能区域(16;26)由滑动材料构成并且形成所述狭槽表面,所述狭槽表面作为滑动表面(17)与对应的所述叶片(12)滑动接触。
15.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述复合材料结构(11),优选地是所述转子结构,固定或可活动地安装在周表面(19)的区域中的所述旋转泵的另一个部件上,所述周表面优选地是内周表面,所述功能区域(16)形成所述复合材料结构(11)的周表面(19),其中所述功能区域(16)优选地还形成前述权利要求中的所述功能区域。
16.根据前述权利要求任一项所述的旋转泵,其中所述旋转泵是用于为单元供应润滑油的润滑油泵,优选地是用于车辆的发动机的发动机油泵;或者是用于输送气体的气泵,优选地是机动车的真空泵;和/或设计成布置在机动车中并且是设计用于由所述车辆的发动机以与所述发动机固定的转速关系驱动的输送转子(10)的。
17.根据权利要求15所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和从所述中空轮廓向外凸出并进入所述模制区域(15)和所述狭槽(13)之间的凸出部,所述凸出部在周向上邻近,由此稳定所述模制区域(15)。
18.根据权利要求15所述的旋转泵,其中所述功能区域(16)包括中空轮廓和从所述中空轮廓向外凸出并进入所述模制区域(15)的凸出部,所述凸出部形成作为所述滑动表面(17)的与相应的叶片(12)滑动接触的所述狭槽表面。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107435627A (zh) * 2016-03-21 2017-12-05 施瓦本冶金工程汽车有限公司 旋转泵的输送元件
CN113994096A (zh) * 2019-05-23 2022-01-28 皮尔伯格泵技术有限责任公司 可变排量润滑剂泵

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180291894A1 (en) * 2015-10-12 2018-10-11 Sabic Global Technologies B.V. Engine oil pump
DE102015223452A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Flügelzellenpumpe
DE202018103580U1 (de) * 2017-06-27 2018-09-05 O.M.P. Officine Mazzocco Pagnoni S.R.L. Wasserpumpe
DE102017117787A1 (de) * 2017-08-04 2019-02-07 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Verstellbare Außenzahnradpumpe
DE102017128787A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Rotationspumpe
JP7295613B2 (ja) * 2018-04-09 2023-06-21 Kyb株式会社 流体圧回転機
KR102135628B1 (ko) * 2019-03-26 2020-07-20 (주)한국정밀 밸런스샤프트모듈의 오일펌프용 분말소결금속형 로터 회전자의 제조방법
US20220235766A1 (en) * 2019-05-23 2022-07-28 Pierburg Pump Technology Gmbh Variable displacement lubricant pump
RU2756825C1 (ru) * 2020-05-06 2021-10-06 Сергей Николаевич Филиппов Роторно-пластинчатое устройство для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, без кривошипно-шатунного механизма

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2284870Y (zh) * 1996-06-26 1998-06-24 蒋铭华 低速高效工程塑料节能泵
CN2420360Y (zh) * 1999-12-22 2001-02-21 吉开平 用于建筑房屋的无机复合夹芯板材
US20040219036A1 (en) * 2003-05-01 2004-11-04 Hypro Corporation Plastic rotor for pumps
CN100408858C (zh) * 2003-05-26 2008-08-06 卢克汽车技术两合公司 具有深拉伸的钢板罐的叶片泵
CN201148018Y (zh) * 2008-01-04 2008-11-12 安藤产品设计有限公司 玻璃纤维塑料与金属材料的复合结构
KR20100020686A (ko) * 2008-08-13 2010-02-23 (주) 시.알. 씨스템 베인 진공펌프
DE102011014591A1 (de) * 2011-03-21 2012-09-27 Volkswagen Ag Flügelzellenpumpe mit Pumpensteuerring
CN103591020A (zh) * 2012-08-14 2014-02-19 斯瓦本冶炼厂汽车股份有限公司 具有可调式输送量的尤其用于调节冷却剂泵的旋转泵

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028021A (en) * 1975-12-08 1977-06-07 Curtiss-Wright Corporation Rotary trochoidal compressor with compressible sealing
US5073434A (en) 1989-12-29 1991-12-17 Xerox Corporation Ionographic imaging system
JPH0651589U (ja) * 1992-12-18 1994-07-15 政人 牧野 回転装置用吸震形ボス
US6821099B2 (en) * 2002-07-02 2004-11-23 Tilia International, Inc. Rotary pump
WO2004109110A1 (de) 2003-05-23 2004-12-16 Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg Zahnradpumpe
JP4647239B2 (ja) 2004-05-14 2011-03-09 本田技研工業株式会社 トロコイド式ポンプのアウターロータおよびその製造方法
US7997882B2 (en) * 2006-03-01 2011-08-16 Magna Powertrain Inc. Reduced rotor assembly diameter vane pump
ITTO20060263A1 (it) 2006-04-11 2007-10-12 Vhit Spa Rotore per pompa a palette in materia plastica rinforzata da lamine metalliche
US7736134B2 (en) * 2006-10-10 2010-06-15 Joma-Polytec Kunststofftechnik Gmbh Vane machine, in particular vane pump
US7997959B2 (en) * 2008-02-16 2011-08-16 Hutchins Manufacturing Company Pneumatic tool having a rotor with a wear-resistant vane slot
DE102008036273B4 (de) 2008-08-04 2013-09-26 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH & Co. KG Rotationskolbenpumpe mit Taschen für Schmiermittel
DE102011086175B3 (de) 2011-11-11 2013-05-16 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Rotationspumpe mit verbesserter Abdichtung
EP2735740B1 (en) * 2012-11-27 2018-01-24 Pierburg Pump Technology GmbH Variable displacement lubricant vane pump

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2284870Y (zh) * 1996-06-26 1998-06-24 蒋铭华 低速高效工程塑料节能泵
CN2420360Y (zh) * 1999-12-22 2001-02-21 吉开平 用于建筑房屋的无机复合夹芯板材
US20040219036A1 (en) * 2003-05-01 2004-11-04 Hypro Corporation Plastic rotor for pumps
CN100408858C (zh) * 2003-05-26 2008-08-06 卢克汽车技术两合公司 具有深拉伸的钢板罐的叶片泵
CN201148018Y (zh) * 2008-01-04 2008-11-12 安藤产品设计有限公司 玻璃纤维塑料与金属材料的复合结构
KR20100020686A (ko) * 2008-08-13 2010-02-23 (주) 시.알. 씨스템 베인 진공펌프
DE102011014591A1 (de) * 2011-03-21 2012-09-27 Volkswagen Ag Flügelzellenpumpe mit Pumpensteuerring
CN103591020A (zh) * 2012-08-14 2014-02-19 斯瓦本冶炼厂汽车股份有限公司 具有可调式输送量的尤其用于调节冷却剂泵的旋转泵

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107435627A (zh) * 2016-03-21 2017-12-05 施瓦本冶金工程汽车有限公司 旋转泵的输送元件
US10655469B2 (en) 2016-03-21 2020-05-19 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Vane having surfaces with different material properties in a rotary pump
CN113994096A (zh) * 2019-05-23 2022-01-28 皮尔伯格泵技术有限责任公司 可变排量润滑剂泵
CN113994096B (zh) * 2019-05-23 2023-08-01 皮尔伯格泵技术有限责任公司 可变排量润滑剂泵
US11982272B2 (en) 2019-05-23 2024-05-14 Pierburg Pump Technology Gmbh Variable displacement lubricant pump having a radial inlet or outlet opening axially between at least two bushing rings

Also Published As

Publication number Publication date
EP2913530A1 (de) 2015-09-02
DE102014102643A1 (de) 2015-08-27
US9920756B2 (en) 2018-03-20
JP2016027248A (ja) 2016-02-18
MX2015002466A (es) 2015-08-26
KR20150101960A (ko) 2015-09-04
US20150240806A1 (en) 2015-08-27

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