DE10027813A1 - Pumpe - Google Patents
PumpeInfo
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- DE10027813A1 DE10027813A1 DE2000127813 DE10027813A DE10027813A1 DE 10027813 A1 DE10027813 A1 DE 10027813A1 DE 2000127813 DE2000127813 DE 2000127813 DE 10027813 A DE10027813 A DE 10027813A DE 10027813 A1 DE10027813 A1 DE 10027813A1
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- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
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- F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
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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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- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäuse in dem eine Gehäuseausnehmung ausgebildet ist, in der eine Pumpeneinheit mit einem in der Pumpenkammer rotierend antreibbaren Pumpenelement angeordnet ist, zumindest einer Druckplatte, die die Pumpenkammer seitlich begrenzt, zumindest einem Saug- und zumindest einem Druckbereich innerhalb der Pumpenkammer, einem die Gehäuseausnehmung verschließenden Gehäusedeckel, an dem die zumindest eine Druckplatte anliegt oder einstückig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet ist, und mit an dem Gehäuse und Gehäusedeckel angreifenden Befestigungsmitteln, wobei im Betrieb der Pumpe das unter Druck stehende Fördermedium im Bereich der Druckplatte zumindest ein Druckfeld an der Druckplatte erzeugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zumindest zwei erste Befestigungsmittel mit Abstand zueinander derart an dem Gehäusedeckel angreifen, dass sie auf einer gedachten Geraden liegen, die das zumindest eine Druckfeld überspannt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäu
se, in dem eine Gehäuseausnehmung ausgebildet ist,
in der eine Pumpeneinheit mit einem in einer Pum
penkammer rotierend antreibbaren Pumpenelement an
geordnet ist, zumindest einer Druckplatte, die die
Pumpenkammer seitlich begrenzt, zumindest einem
Saug- und zumindest einem Druckbereich innerhalb
der Pumpenkammer, einem die Gehäuseausnehmung ver
schließenden Gehäusedeckel, an dem die Druckplatte
anliegt oder einstückig mit dem Gehäusedeckel aus
gebildet ist, und mit an dem Gehäuse und Gehäusede
ckel angreifenden Befestigungsmitteln, wobei im Be
trieb der Pumpe das unter Druck stehende Förderme
dium im Bereich der Druckplatte zumindest ein
Druckfeld an der Druckplatte erzeugt.
Derartige Pumpen sind beispielsweise als Flügelzel
len-, Sperrflügel- oder Rollenzellenpumpen bekannt.
Das rotierend antreibbare Pumpenelement der Pumpen
einheit ist bei diesen Pumpen ein über eine An
triebswelle antreibbarer Rotor, der - bei Flügelzel
len- und Rollenzellenpumpen - in Rotorausnehmungen
angeordnete Flügel beziehungsweise Rollen aufweist.
Bei der Sperrflügelpumpe sind die Flügel in der in
sich geschlossenen Pumpenkammerwandung in Schlitzen
geführt. Der Rotor ist dabei als Konturelement aus
gebildet und bewegt die Flügel bei seiner Drehung
auf und ab. Bei den bekannten Pumpen sind innerhalb
der Pumpenkammer zumindest ein Saug- und zumindest
ein Druckbereich vorgesehen. Die Gehäuseausnehmung
wird von einem Gehäusedeckel verschlossen, an dem
die Druckplatte direkt anliegt oder einstückig mit
dem Gehäusedeckel realisiert ist. Der Gehäusedeckel
wird mit Befestigungsmitteln am Gehäuse befestigt.
Diese sind beispielsweise als Schrauben ausgebil
det, die den Gehäusedeckel durchgreifen und in ei
nem im Gehäuse ausgebildeten Innengewinde einge
schraubt sind. Im Betrieb der Pumpe entsteht an der
der Pumpenkammer zugewandten Fläche der Druckplatte
zumindest ein Druckfeld, das aus dem druckbeauf
schlagten Fördermedium resultiert. An diesem Druck
feld wirkt eine Kraft, die die Druckplatte und da
mit auch den Gehäusedeckel vom rotierend angetrie
benen Pumpenelement wegdrängt, so dass ein Leckage
spalt zwischen Druckplatte und Rotor entsteht, der
den Wirkungsgrad der Pumpe ungünstig beeinflusst.
Um der Durchbiegung der Druckplatte entgegenzuwir
ken, die somit auch den an ihr liegenden Gehäusede
ckel verformt, weist im Stand der Technik die
Druckplatte und/oder der Gehäusedeckel eine hohe
Materialstärke auf. Dennoch kommt es bei den be
kannten Pumpen zu einer Wirkungsgradreduzierung
durch die Platten- und Deckeldurchbiegung. Um den
Wirkungsgrad zu verbessern, wurde im Stand der
Technik das Spiel zwischen Pumpenelement und Druck
platte verringert. Dies führt jedoch zu erhöhter
Reibung, so dass der hydromechanische Wirkungsgrad
schlechter ist. Dieses Spiel wird auch als Ring-
Rotor-Spiel bezeichnet, da der Pumpenkammerring et
was breiter als der Rotor, also das Pumpelement
ausgelegt ist, damit die Druckplatte(n) nicht di
rekt an dem Rotor anliegen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe an
zugeben, bei der der volumetrische und hydromecha
nische Wirkungsgrad verbessert sind.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Pumpe, die ein
Gehäuse aufweist, in dem eine Gehäuseausnehmung
ausgebildet ist, in der eine Pumpeneinheit angeord
net ist. Die Pumpeneinheit weist eine Pumpenkammer
auf, in dem ein rotierend antreibbares Pumpenele
ment angeordnet ist. Die Pumpeneinheit weist ferner
zumindest eine Druckplatte auf, die die Pumpenkam
mer an einer Seite seitlich begrenzt. Innerhalb der
Pumpenkammer sind zumindest ein Saug- und zumindest
ein Druckbereich ausgebildet. Die Gehäuseausnehmung
wird von einem Gehäusedeckel verschlossen, an dem
die zumindest eine Druckplatte anliegt oder einstü
ckig mit ihm ausgebildet ist. An dem Gehäusedeckel
und an dem Gehäuse greifen Befestigungsmittel an,
die den Gehäusedeckel am Gehäuse halten. Im Betrieb
der Pumpe erzeugt das unter Druck stehende Förder
medium im Bereich der Druckplatte zumindest ein
Druckfeld. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Pumpe
dadurch aus, dass zumindest zwei erste Befesti
gungsmittel mit Abstand zueinander derart an dem
Gehäusedeckel angreifen, dass sie auf einer gedach
ten Geraden liegen, die das, zumindest eine Druck
feld überspannt. Mittels der erfindungsgemäßen An
ordnung der Befestigungsmittel wird die Durchbie
gung des Gehäusedeckels gleichmäßig sowie symmet
risch und außerdem reduziert, so dass der Leckage
spalt zwischen Pumpenelement und Druckplatte opti
miert beziehungsweise reduziert ist, wodurch der
volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe verbessert
ist. Das Spiel zwischen Pumpenelement und Pumpen
kammerring könnte somit vergrößert werden, wodurch
auch der hydromechanische Wirkungsgrad verbessert
werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Befestigungsmittel wird der Gehäusedeckel nach
Art eines Biegebalkens zweiseitig eingespannt. Es
ergibt sich dadurch eine symmetrische Durchbiegung
des Gehäusedeckels, wobei das Maximum der Durchbie
gung mittig am Gehäusedeckel auftritt. Dieser maxi
malen Durchbiegung gegenüberliegend ist jedoch der
Kern des Pumpenelements, also beispielsweise der
Rotorkern, in dessen Bereich im Wesentlichen keine
Förderung des Mediums stattfindet und dadurch kaum
eine Auswirkung auf den volumetrischen Wirkungsgrad
der Pumpe vorliegt.
Ist die Druckplatte mit dem Gehäusedeckel einstü
ckig ausgebildet, ist dieses Kombinationsbauteil
besonders kostengünstig herstellbar. Außerdem kann
so auf einfache Art und Weise sichergestellt wer
den, dass die Befestigungsmittel bezüglich der
Druckfelder optimal ausgerichtet sind.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich
dadurch aus, dass die Gerade die Mittelachse des
Gehäusedeckels überspannt. Die Gerade verläuft also
etwa mittig an dem Gehäusedeckel, so dass diese Ge
rade quasi eine Spiegelsymmetrieachse bildet. Da
das Druckfeld unter dieser Geraden liegt, wirken
also auch die Druckkräfte etwa mittig an dem Gehäu
sedeckel. Durch die beidseitige Einspannung durch
die Befestigungsmittel ergibt sich der vorstehend
erwähnte zweifach eingespannte Biegebalken, wobei
die Kraft im Bereich des Druckfeldes etwa mittig
auf diesen Biegebalken wirkt, so dass sich eine
sehr symmetrische Durchbiegung des Gehäusedeckels
ergibt.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
zeichnet sich dadurch aus, dass der Gehäusedeckel
im Querschnitt im Wesentlichen viereckig, insbeson
dere quadratisch, ist. Der Gehäusedeckel ist somit
zumindest gegenüber einer Achse spiegelsymmetrisch
ausgebildet, so dass sich die in den Gehäusedeckel
eingeleiteten Druckkräfte entsprechend symmetrisch
verteilen, wodurch die symmetrische Durchbiegung
des Gehäusedeckels dadurch noch verbessert wird.
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem die
zumindest zwei ersten Befestigungsmittel an den
Ecken des viereckigen Gehäusedeckels angreifen. Die
gedachte Gerade bildet somit eine Diagonale des Ge
häusedeckels.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass
am Gehäusedeckel Durchbrüche ausgebildet sind,
durch die die ersten Befestigungsmittel greifen.
Somit kann der Gehäusedeckel ohne großen Aufwand,
beispielsweise mit Schrauben oder Gewindebolzen, an
dem Gehäuse befestigt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese
hen, dass zumindest zwei zweite Befestigungsmittel
am Gehäusedeckel angreifen, wobei eine gedachte
Verbindungsgerade zwischen diesen beiden Befesti
gungsmitteln den zumindest einen Saugbereich über
spannt. Dadurch wird die Durchbiegung des Gehäuse
deckels weiter vermindert.
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem
sämtliche Befestigungsmittel, also die ersten und
zweiten Befestigungsmittel, an den Ecken des vor
zugsweise viereckig ausgebildeten Gehäusedeckels
angreifen. Ist der Gehäusedeckel insbesondere quad
ratisch ausgebildet, ist vorzugsweise vorgesehen,
dass jedes Befestigungsmittel um etwa 90° versetzt
zu einem benachbarten Befestigungsmittel angeordnet
ist. Der Gehäusedeckel wird mithin symmetrisch ein
gespannt, so dass die an den Druckfeldern resultie
renden Kräfte etwa gleichmäßig an den Befestigungs
mitteln aufgenommen, also kompensiert werden kön
nen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in
einer weiteren Druckplatte, die der ersten gegenü
berliegt, im Bereich des Saugbereichs ein Förder
mitteleinlass ausgebildet, der als sogenannte Saug
niere realisiert sein kann. Im Druckbereich ist
entsprechend ein Fördermittelauslass an der weite
ren Druckplatte ausgebildet, der insbesondere als
sogenannte Druckniere ausgebildet sein kann.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den
Einlass und den Auslass an anderen Wandungen der
Pumpenkammer auszubilden. Bei den hier angesproche
nen Pumpen wird die Pumpenkammer vorzugsweise durch
einen Pumpenkammerring gebildet, an dem die zumin
dest eine Druckplatte anliegt. Somit wird klar,
dass der Einlass und der Auslass auch an diesem
Pumpenkammerring ausgebildet sein können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich
dadurch aus, dass die deckelseitige Druckplatte ei
nen Hohlraum aufweist, der die Form des an der ge
genüberliegenden Druckplatte ausgebildeten Förder
mittelauslasses aufweist. An der deckelseitigen
Druckplatte kann ein Fördermitteleinlass ausgebil
det sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese
hen, dass die ersten Befestigungsmittel - radial von
innen nach außen gesehen - am Gehäusedeckel so an
greifen, dass sie hinter dem Hohlraum liegen. Es
kann auch vorgesehen sein, dass die zweiten Befes
tigungsmittel - radial von innen nach außen gesehen -
an dem Gehäusedeckel so angreifen, dass sie hinter
dem Einlass für das Fördermedium liegen. Besonders
bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der die
ersten und zweiten Befestigungsmittel etwa mittig
hinter dem Einlass beziehungsweise Hohlraum ange
ordnet sind. Damit wird sichergestellt, dass die
ersten Befestigungsmittel etwa mittig zu den Druck
feldern liegen, wodurch die Durchbiegung des Gehäu
sedeckels weiter vermindert beziehungsweise opti
miert werden kann.
Bevorzugt wird ferner ein Ausführungsbeispiel, bei
dem die Pumpenkammer zwei Saug- und zwei Druckbe
reiche und entsprechend zumindest zwei Druckfelder
aufweist und dass die gedachte Gerade die zumindest
zwei Druckfelder überspannt. Insbesondere bei soge
nannten doppelhubigen Pumpen liegen sich die zwei
Druckbereiche direkt gegenüber. Entsprechendes gilt
für die Saugbereiche, so dass bei einer Drehung des
Pumpenelements die umlaufenden Förderkammern ab
wechselnd einen Druck- und Saugbereich durchlaufen.
Dadurch, dass die Befestigungsmittel so an dem Ge
häusedeckel angreifen, dass die gedachte Gerade
über den Druckfeldern liegt, wird bei dieser Ausges
taltung eine besonders symmetrische und geringe De
ckeldurchbiegung erreicht, die sich besonders posi
tiv auf den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe
auswirkt und es auch erlaubt, den hydromechanischen
Wirkungsgrad zu verbessern. Selbstverständlich ist
es jedoch auch möglich, mehr als zwei Druck- und
Saugbereiche innerhalb der Pumpenkammer anzuordnen.
Entsprechend könnte die Anzahl der Befestigungsmit
tel erhöht werden, die jeweils auf einer Geraden
liegen sollen, von denen jede zumindest zwei Druck
felder überspannt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh
rungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfacht dargestellte Pumpe
in geschnittener Seitenansicht und
Fig. 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Ge
häusedeckels der Pumpe nach Fig. 1.
Die im Folgenden beschriebene Pumpe kann als Flü
gelzellen-, Sperrflügel- oder Rollenzellenpumpe
ausgebildet sein. Bei diesen Pumpen wird das dreh
antreibbare Pumpenelement durch einen Rotor gebil
det, in dem - je nach Pumpenart - Flügel oder Rollen
eingesetzt sind oder der - bei einer Sperrflügelpum
pe - als Konturelement realisiert ist. Derartige
Pumpen beziehungsweise deren Funktion sind an sich
bekannt, so dass im Folgenden die genaue Ausgestal
tung des drehantreibbaren Pumpenelements nicht nä
her erläutert ist.
Fig. 1 zeigt stark vereinfacht eine Pumpe 1 im
Querschnitt, die ein Gehäuse 2 umfasst, in dem eine
Gehäuseausnehmung 3 ausgebildet ist. Die Gehäuse
ausnehmung 3 ist von einem Gehäusedeckel 4 ver
schlossen. Der Gehäusedeckel 4 ist mittels Befesti
gungsmittel 5 am Gehäuse 2 festgelegt. Die Befesti
gungsmittel 5 können als Schrauben mit einem
Schraubenkopf oder als Gewindebolzen realisiert
sein, auf denen Befestigungsmittel mit einem Innen
gewinde aufgeschraubt sein können. Die Befesti
gungsmittel 5 greifen am Gehäusedeckel 4 an und
halten diesen am Gehäuse 2. Selbstverständlich kön
nen auch zwischen den Befestigungsmitteln 5 und dem
Gehäusedeckel 4 hier nicht dargestellte Zwischen
elemente angeordnet sein, die die beim Festlegen
der Befestigungsmittel 5 auftretenden Spannkräfte
auf den Gehäusedeckel 4 übertragen.
Für die Aufnahme der Befestigungsmittel 5 in dem
Gehäuse 2 sind Befestigungsmittelaufnahmen 6 im Ge
häuse 2 vorgesehen, in die die Befestigungsmittel
eingreifen. Die Befestigungsmittelaufnahmen 6 sind
vorzugsweise Gewindelöcher. Sind die Befestigungs
mittelaufnahmen 6 an einem als Flansch ausgebilde
ten Kragen des Gehäuses 2 vorgesehen, können diese
auch als Durchbrüche realisiert sein, durch die die
Befestigungsmittel 5 hindurch greifen. An jedem En
de eines Befestigungsmittels 5 ist dann vorzugswei
se ein Gegenbefestigungselement mit einem Innenge
winde angeordnet.
In der Gehäuseausnehmung 3 ist eine Pumpeneinheit 7
angeordnet, die eine Pumpenkammer 8 besitzt, die
von einem Pumpenkammerring 9 und zumindest einer
Druckplatte 10 gebildet ist, die seitlich an dem
Pumpenkammerring 9 liegt. Die andere Seite des Pum
penkammerrings kann von dem Boden 11 der Gehäuse
ausnehmung 3 verschlossen sein. Es kann jedoch auch
- wie in Fig. 1 dargestellt - eine zweite Druckplat
te 12 seitlich an dem Pumpenkammerring 9 anliegen.
Die Pumpenkammer 8 kann im Querschnitt kreisförmig
oder auch im Wesentlichen ellipsenförmig ausgebil
det sein. Entsprechend ist der Durchbruch 13 des
Pumpenkammerrings im Querschnitt kreisförmig oder
im Wesentlichen ellipsenförmig. Entsprechend können
im Querschnitt die Druckplatten 10 und 12 ausgebil
det sein. In dem Gehäuse 2 liegt ferner ein Druck
raum 14, der rein beispielhaft zwischen dem Boden
11 und der Druckplatte 12 angeordnet ist. Er kann
jedoch an einem beliebigen Ort im Gehäuse 2 ange
ordnet sein. Der Druckraum 14 weist in jedem Fall
eine Verbindung zu der Pumpenkammer 8 auf. Die Pum
penkammer besitzt somit zumindest einen Fördermit
telauslass. Ferner weist die Pumpenkammer 8 einen
Fördermitteleinlass auf, der mit einem Tank für das
Fördermedium verbunden werden kann.
In den Druckraum 14, der eine Verbindung zu einem
hier nicht dargestellten pumpenseitigen Verbrau
cheranschluss aufweist, wird das von einem dreh
antreibbaren Pumpenelement 15 geförderte Medium
eingebracht. Bei dem drehantreibbaren Pumpenelement
15 handelt es sich um den vorstehend erwähnten Ro
tor einer Flügelzellen-, Sperrflügel- oder Rollen
zellenpumpe. Dieses Pumpenelement 15 ist über eine
hier nicht dargestellte Antriebswelle, die im Ge
häuse 2 gelagert sein kann, drehantreibbar.
Der Gehäusedeckel 4 und die Druckplatte 10 sind
vorzugsweise einstückig ausgebildet, wobei der Ge
häusedeckel 4 eine größere radiale Erstreckung auf
weist als die Druckplatte 10 beziehungsweise die
deckelseitige Druckplatte 10 seitlich überragt. Mit
seinem radial außenliegenden Randbereich 16 liegt
der Gehäusedeckel 4 auf dem Gehäuserand auf. In
diesem Randbereich 16 sind Durchbrüche 17 ausgebil
det, durch die die Befestigungsmittel 5 greifen.
Entsprechend können die Durchbrüche 17 im Quer
schnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet
sein.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines
einstückigen Bauteils in Seitenansicht entsprechend
der Schnittlinie II-II in Fig. 1. Das einstückige
Bauteil umfasst den Gehäusedeckel 4 und die Druck
platte 10. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit
denselben Bezugszeichen versehen. Insofern wird auf
deren Beschreibung verwiesen. Es ist ersichtlich,
dass der Gehäusedeckel 4 im Wesentlichen viereckig
ausgebildet ist und in seinen Eckbereichen die
Durchbrüche 17 aufweist, durch die die Befesti
gungsmittel 5 greifen.
In der der Pumpenkammer 8 zugewandten Seitenfläche
18 der Druckplatte 10 kann zumindest ein Fördermit
teleinlass 19 ausgebildet sein, der als sogenannte
Saugniere 20 realisiert sein kann. In der Seiten
fläche 18 ist außerdem zumindest ein Hohlraum 21
eingebracht, der im Querschnitt einer an sich be
kannten Druckniere 22 angepasst sein kann, die als
Fördermittelauslass 21' an der gegenüberliegenden
Druckplatte 12 vorliegen kann. Im gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel sind jeweils zwei Hohlräume 21 und
zwei Fördermitteleinlässe 19 vorgesehen. Die För
dermittelauslässe 21' an der Druckplatte 12 können
als sogenannte Drucknieren 22 ausgebildet sein.
Somit sind entsprechend der Anzahl der Fördermit
teleinlässe 19 und Fördermittelauslässe 21' ent
sprechend viele Saug- und Druckbereiche innerhalb
der Pumpenkammer 8 ausgebildet. Die Saugbereiche 23
liegen also im Bereich der Saugnieren 20; die
Druckbereiche 24 liegen im Bereich der Drucknieren
beziehungsweise Fördermittelauslässe 21'.
Bei der hier dargestellten Druckplatte 10 ist die
Drehrichtung des Pumpenelements 15 entgegen dem
Uhrzeigersinn. Somit wird klar, dass - in Rotations
richtung des Pumpenelements 15 gesehen - zu Anfang
jedes Hohlraums 21 eine Kerbe K in der Seitenfläche
18 eingebracht sein kann, die eine Verbindung mit
dem Hohlraum 21 aufweist. Über den Fördermittelaus
lass 21' beziehungsweise Hohlraum 21 kann außerdem
noch eine ringförmig umlaufende Nut 25 mit Förder
mittel versorgt werden. Über diese Nut 25 wird die
sogenannte Unterflügelversorgung realisiert, sofern
die Pumpe 1 als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist.
Im Betrieb der Pumpe 1 bilden sich im Bereich der
Druckbereiche 24 Druckfelder 26 aus. Ist die Pumpe
als Sperrflügelpumpe ausgebildet, baut sich nur
dann ein Druckfeld 26 auf, wenn eine Förderkammer
im Bereich des Fördermittelauslasses 21' bezie
hungsweise Hohlraums 21 liegt. Diese Förderkammer
wird bei der Sperrflügelpumpe zwischen der Innen
seite des Pumpenkammerrings 9 und dem als Kontur
element ausgebildeten Rotor und den Druckplatten
begrenzt. Die Abgrenzung einzelner Förderkammern
zueinander erfolgt bei der Sperrflügelpumpe durch
Sperrflügel, die über die Innenseite 27 des Pumpen
kammerrings 9 - je nach Drehstellung des Rotors -
mehr oder weniger überstehen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Druckplatte 10 für
eine Ausgestaltung der Pumpe 1 als Flügelzellenpum
pe ergibt sich das Druckfeld 26 im Wesentlichen als
Kreissektor, wobei der Winkelbereich des Sektors im
Betrieb der Pumpe variiert, und zwar je nachdem,
wie viele Förderkammern eine Fluidverbindung zu dem
Fördermittelauslass 21' beziehungsweise Hohlraum 21
aufweisen, der in dem zugehörigen Druckfeld 26
liegt. Das Druckfeld 26 kann sich also über einen
größeren Winkelbereich erstrecken als die Drucknie
re 22 beziehungsweise Hohlraum 21.
Denkt man sich eine Gerade 28, die die Mittelpunkte
29 der ersten Befestigungsmittel 5' miteinander
verbindet, so überspannt diese Gerade 28 die beiden
Druckfelder 26. Die ersten Befestigungsmittel 5'
greifen also so an dem Gehäusedeckel 4 an, dass sie
mit Abstand zueinander liegen, wobei ihre Mittel
punkte 29 auf der gedachten Geraden 28 liegen, die
- wie vorstehend erwähnt - die zwei Druckfelder 26
überspannt. Somit wird auch klar, dass die Durch
brüche 17 für die ersten Befestigungsmittel 5' et
was versetzt zu den hier eingezeichneten liegen
können. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass
die Gerade 28 die beiden Druckfelder 26 überspannt.
Die Durchbrüche 17 für die ersten Befestigungsmit
tel 5' können in oder gegen die Uhrzeigerrichtung
versetzt angeordnet sein. Bevorzugt überspannt die
gedachte Gerade 28 auch den Mittelpunkt 30 der
Druckplatte 10 beziehungsweise des Gehäusedeckels
4, wobei dieser Mittelpunkt 30 auf einer Mittel
längsachse des Gehäusedeckels 4 liegt, die sich
senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt.
Aus den Fig. 2 und 3 wird klar, dass der Gehäu
sedeckel 4 im Querschnitt im Wesentlichen viereckig
ausgebildet ist. Besonders bevorzugt wird die Aus
bildung des Gehäusedeckels 4 als quadratischer De
ckel, der in Fig. 3 zu sehen ist. Im übrigen sind
in Fig. 3 gleiche beziehungsweise gleich wirkende
Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit denselben Be
zugszeichen versehen. Durch die quadratische Aus
bildung des Gehäusedeckels 4 nach Fig. 3 weisen
die ersten Befestigungsmittel 5' zum jeweiligen be
nachbarten zweiten Befestigungsmittel 5" einen
Winkelabstand beziehungsweise Winkelversatz auf,
der etwa 90° beträgt. Aus den Fig. 2 und 3 ist
auch ersichtlich, dass die ersten Befestigungsmit
tel 5' - radial von innen nach außen gesehen - hinter
dem Hohlraum 21 liegen. Mit anderen Worten, ausge
hend von dem Mittelpunkt 30 des Gehäusedeckels 4
liegen die Befestigungsmittel 5' beziehungsweise
die entsprechenden Durchbrüche 17 hinter den Hohl
räumen 21 beziehungsweise Druckfeldern 26. Entspre
chend können die zweiten Befestigungsmittel 5"
- radial von innen nach außen gesehen - hinter den
Druckmitteleinlässen 19 beziehungsweise Saugberei
chen 23 liegen. Sie liegen insbesondere auf einer
gedachten Verbindungsgeraden V, die die Saugberei
che 23 überspannt, wie dies in Fig. 3 wiedergege
ben ist. Diese Anordnung für die zweiten Befesti
gungsmittel 5" ist jedoch nicht zwingend notwen
dig, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Entscheidend ist,
dass die ersten Befestigungsmittel 5' hinter den
Druckfeldern 26 angreifen, so dass der Gehäusede
ckel 4 als beidseitig eingespannter Biegebalken an
gesehen werden kann, bei dem die Biegekraft - in
Fig. 1 nach rechts - von den Kräften im Bereich der
Druckfelder 26 ausgehen, wobei diese Kräfte durch
das druckbeaufschlagte Fördermedium gebildet wer
den. Um, die gesamte Durchbiegung des Gehäusedeckels
4 symmetrisch zu gestalten, sind - wie in Fig. 2
und 3 dargestellt - die ersten Befestigungsmittel
etwa mittig hinter den Hohlräumen 21 angeordnet.
Somit ergeben sich rechts und links der gedachten
Geraden 28 etwa symmetrische Druckfelder, so dass
die Kräfteverteilung im Gehäusedeckel 4 entspre
chend symmetrisch ist. Hinter jedem Druckfeld 26
können auch mehrere erste Befestigungsmittel 5'
liegen.
Aus dem oben Gesagten wird deutlich, dass die Pumpe
1 auch mehr als zwei Druck- und Saugbereiche auf
weisen kann. Sind mehr als zwei Druckbereiche vor
gesehen und entsprechend eine Anzahl von Druckfel
dern im Betrieb der Pumpe ausgebildet, so können
selbstverständlich auch mehr, als die in den Fig.
2 und 3 dargestellten Befestigungsmittel 5 bezie
hungsweise 5' beziehungsweise 5" vorgesehen sein.
Insbesondere liegt dann über einem Druckfelderpaar
26' jeweils eine gedächte Gerade 28, auf der die
Mittelpunkte 29 der ersten Befestigungsmittel 5'
liegen. Es können beispielsweise auch sechs, acht
oder eine noch größere Anzahl von Befestigungsmit
teln 5 an dem Gehäusedeckel 4 angreifen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Durchbrü
che 17 für die ersten Befestigungsmittel 5' hinter
den Druckfeldern 26 wird die Durchbiegung des Ge
häusedeckels 4 3-dimensional gleichmäßig sowie sym
metrisch und darüber hinaus reduziert, so dass die
Positionierung des drehantreibbaren Pumpenelements
15 bezüglich der Seitenfläche 18 der Druckplatte 10
optimiert werden kann, um den Leckagespalt zwischen
dem Pumpenelement 15 und der Seitenfläche 18 zu re
duzieren, so dass der volumetrische Wirkungsgrad
der Pumpe 1 verbessert ist. Da die Deckeldurchbie
gung geringer ausfällt und 3-dimensional symmet
risch ist, könnte das Rotor-Ring-Spiel auch vergrö
ßert werden, was den hydromechanischen Wirkungsgrad
der Pumpe 1 verbessert.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche
sind Formulierungsversuche ohne Präjudiz für die
Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmel
derin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in
der Beschreibung und/oder in den Zeichnungen offen
barte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen wei
sen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des
Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen
Unteranspruchs hin; sie sind nicht als ein Verzicht
auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständ
lichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick
auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene
und unabhängige Erfindungen bilden können, behält
sich die Anmelderin vor, sie zum Gegenstand unab
hängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu ma
chen. Sie können weiterhin auch selbstständige Er
findungen enthalten, die eine von den Gegenständen
der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Ges
taltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschrän
kung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im
Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab
änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere
solche Varianten, Elemente und Kombinationen
und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombi
nation oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung
mit den in der allgemeinen Beschreibung und den
Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe
nen und in der Zeichnung enthaltenen Merkmalen be
ziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten
für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der
Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare
Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen
Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrens
schrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (17)
1. Pumpe mit einem Gehäuse, in dem eine Gehäuseaus
nehmung ausgebildet ist, in der eine Pumpeneinheit
mit einem in einer Pumpenkammer rotierend antreib
baren Pumpenelement angeordnet ist, zumindest einer
Druckplatte, die die Pumpenkammer seitlich be
grenzt, zumindest einem Saug- und zumindest einem
Druckbereich innerhalb der Pumpenkammer, einem die
Gehäuseausnehmung verschließenden Gehäusedeckel, an
dem die zumindest eine Druckplatte anliegt oder
einstückig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet ist,
und mit an dem Gehäuse und Gehäusedeckel angreifen
den Befestigungsmitteln, wobei im Betrieb der Pumpe
das unter Druck stehende Fördermedium im Bereich
der Druckplatte zumindest ein Druckfeld an der
Druckplatte erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei erste Befestigungsmittel mit Abstand
zueinander derart an dem Gehäusedeckel angreifen,
dass sie auf einer gedachten Geraden liegen, die
das zumindest eine Druckfeld überspannt.
2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die gedachte Gerade die Mit
telachse des Gehäusedeckels überspannt.
3. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ge
häusedeckel im Querschnitt im Wesentlichen vier
eckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet ist.
4. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu
mindest zwei ersten Befestigungsmittel an den Ecken
des Gehäusedeckels angreifen.
5. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ge
häusedeckel Durchbrüche ausgebildet sind, durch die
die ersten Befestigungsmittel greifen.
6. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumin
dest zwei zweite Befestigungsmittel am Gehäusede
ckel angreifen, wobei eine gedachte Verbindungsge
rade zwischen diesen beiden Befestigungsmitteln den
zumindest einen Saugbereich überspannt.
7. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtli
che Befestigungsmittel an den Ecken des Gehäusede
ckels angreifen.
8. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes
Befestigungsmittel jeweils um etwa 90° versetzt zu
einem benachbarten Befestigungsmittel angeordnet
ist.
9. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in ei
ner weiteren, der ersten Druckplatte gegenüberlie
genden Druckplatte im Bereich des Saug- und/oder
Druckbereichs zumindest ein Fördermitteleinlass
und/oder ein Fördermittelauslass ausgebildet sind.
10. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die de
ckelseitige Druckplatte einen Hohlraum aufweist,
der die Form des an der gegenüberliegenden Druck
platte ausgebildeten Fördermittelauslasses besitzt.
11. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
ersten Befestigungsmittel - radial von innen nach
außen gesehen - hinter dem jeweiligen Hohlraum be
ziehungsweise der Druckniere liegen,
12. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweiten Befestigungsmittel - radial von innen nach
außen gesehen - hinter dem jeweiligen Hohlraum be
ziehungsweise der Druckniere liegen.
13. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
ersten Befestigungsmittel mittig hinter den Hohl
räumen beziehungsweise Drucknieren liegen.
14. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweiten Befestigungsmittel mittig hinter den För
dermitteleinlässen liegen.
15. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckplatte mit dem Gehäusedeckel einstückig ausge
bildet ist.
16. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Pumpenkammer zwei Saug- und zwei Druckbereiche und
entsprechend zumindest zwei Druckfelder aufweist,
und dass die gedachte Gerade die zumindest zwei
Druckfelder überspannt.
17. Pumpe mit einem Gehäuse, in dem eine Gehäuse
ausnehmung ausgebildet ist, in der eine Pumpenein
heit mit einem in einer Pumpenkammer rotierend
antreibbaren Pumpenelement angeordnet ist, zumin
dest einer Druckplatte, die die Pumpenkammer seit
lich begrenzt, zumindest einem Saug- und zumindest
einem Druckbereich innerhalb der Pumpenkammer, ei
nem die Gehäuseausnehmung verschließenden Gehäuse
deckel, an dem die zumindest eine Druckplatte an
liegt oder einstückig mit dem Gehäusedeckel ausge
bildet ist, und mit an dem Gehäuse und Gehäusede
ckel angreifenden Befestigungsmitteln, wobei im Be
trieb der Pumpe das unter Druck stehende Förderme
dium im Bereich der Druckplatte zumindest ein
Druckfeld an der Druckplatte erzeugt, gekennzeich
net durch ein in den Anmeldungsunterlagen offenbar
tes erfinderisches Merkmal.
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Publication number | Publication date |
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DE10192362D2 (de) | 2003-05-22 |
WO2001094789A1 (de) | 2001-12-13 |
EP1292772A1 (de) | 2003-03-19 |
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