DE10118103A1

DE10118103A1 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: DE10118103A1
Application number: DE10118103A
Authority: DE
Inventors: Erwin Staemmler
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2001-10-25
Also published as: FR2807792A1; FR2807792B1; DE10191459D2; ITMI20010815A1; WO2001079659A1; ITMI20010815A0; AU2001258215A1

Abstract

Es wird eine Flügelzellenpumpe vorgeschlagen mit einem Rotor, der in Schlitzen geführte, radial bewegliche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse angeordneten Konturrings entlang bewegbar sind, wobei der Konturring eine Hubkontur für die Flügel aufweist und mit den Flügeln Pumpenräume ausbildet, die mindestens einen Saug- und mindestens einen Druckraum darstellen, wobei die Flügelköpfe auf einer Bahn an der Innenseite des Konturrings entlanggleiten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, der radial bewegliche Flügel aufweist, die in Schlitzen geführt sind, wobei die Flügel an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse angeordneten Konturrings entlang bewegbar sind, wobei der Konturring eine Hubkontur für die Flügel aufweist und mit den Flügeln bei Drehung des Rotors mindestens einen Saug- und Druckraum ausbildet.

Flügelzellenpumpen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei Rotation des Rotors werden die Flügel durch die auftretende Fliehkraft und zusätzlich durch einen unter die Flügel geleiteten, von dem geförderten Medium ausgehenden Druck an der Ringkontur entlang geführt. Hierbei kommt es zu der allgemein bekannten Funktion des Ansaugens und Ausstoßens eines beliebigen Mediums. Bei den bekannten Flügelzellenpumpen weist die Innenkontur des Konturrings für die Pumpenräume mindestens einen Saugbereich und mindestens einen Druckbereich auf, die jeweils durch mindestens einen Trennbereich voneinander getrennt sind. Die Flügelköpfe weisen eine gekrümmte Oberfläche in Drehrichtung auf, wobei diese Oberfläche auf der Innenkontur des Konturrings, die somit die Gleitfläche für die Flügelköpfe bildet, entlanglaufen. Durch das Vorbeigleiten der Flügelköpfe an der Konturlaufbahn sind sowohl die Flügelköpfe als auch die Konturlaufbahn hohen Reibungsbelastungen ausgesetzt. Zusätzlich sorgen die auf die Flügel wirkenden Fliehkräfte und vor allem die unter die Flügel geleiteten Druckkräfte für hohe Anpreßkräfte des Flügelkopfes an die Ringkontur, so daß auch die Kraftbelastung auf die Gleitpaarung Flügelkopf/Kontur mit zunehmender Drehzahl und mit zunehmendem Druck ansteigt. Versuche mit den bekannten Flügelzellenpumpen haben gezeigt, daß bei einer Erhöhung des Pumpendruckes von etwa 150 bar auf 180 bar und mehr die Ringe und die Flügel einen erheblichen Verschleiß aufweisen. Das heißt, mit den bekannten Oberflächen und den dazu verwendeten Fertigungs- und Schleifverfahren für Flügel, Flügelköpfe und Laufbahnen des Konturringes kommt man nicht über eine bestimmte Druckbelastungsgrenze hinaus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Oberflächen der Flügelköpfe und/oder der Innenkontur des Konturringes so weiter zu verbessern, daß auch bei Anhebung des Druckes der Verschleiß unkritisch bleibt bzw. wesentlich reduziert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Flügelzellenpumpe vorgeschlagen, deren Gleitoberflächen der Flügel und/oder des Konturrings so bearbeitet werden, daß eine Verbesserung des bekannten Traganteils um mehr als das dreifache erreicht wird. Dabei werden die Laufflächen der Flügelköpfe und/oder die Laufflächen der Konturringe zuerst mit einer feingeschliffenen Oberfläche mit einer Rauhtiefe ≦ 3 µm versehen und anschließend z. B. mit einem Strömungspolierverfahren oder Gleitpolierverfahren auf einen definierten Materialanteil fertig geschliffen. Dadurch wird eine Erhöhung des prozentualen "tragenden" Materialanteils der Oberflächen und eine allseitige Glättung und Entgratung der Profilspitzen erreicht. Vorzugsweise werden CBN-(kristallines Bornitrid)-geschliffene Flügel für den Einsatz in die Strömungspoliervorrichtung oder Gleitpoliervorrichtung verwendet.

Erfindungsgemäß weist eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, der in Schlitzen geführte, radial bewegliche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse angeordneten Konturrings entlang bewegbar sind, wobei der Konturring eine Hubkontur für die Flügel aufweist und mit den Flügeln Pumpenräume ausbildet, die mindestens einen Saug- und mindestens einen Druckraum darstellen, wobei die Flügelköpfe auf einer Bahn an der Innenseite des Konturrings entlanggleiten, zumindest einen Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings auf, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche für das Entlanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet und eine feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen, gegebenenfalls im wesentlichen in einer Richtung, von Ra_y ≦ 0,07 µm und Materialanteile Rk_y ≦ 0,12 µm; Rpk_y ≦ 0,1 µm und Rvk_y ≦ 0,15 µm bei Eingriffsgrenzen Mr1 ≦ 10% und Mr2 ≧ 90% aufweist.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der Flügelzellenpumpe weist zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche beim Entlanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbeitete Oberfläche auf, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen im wesentlichen quer zur vorgenannten Oberflächenqualität von Ra_z ≦ 0,15 µm und Materialanteile Rk_Z ≦ 0,25 µm, Rpk_z ≦ 0,15 µm und Rvk_z ≦ 0,25 µm bei Eingriffsgrenzen Mr1 ≦ 15% und Mr2 ≧ 85% aufweist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche durch Strömungsschleifen oder Strömungspolieren oder Gleitschleifen oder Gleitpolieren erzielt.

Erfindungsgemäß kann die Oberfläche durch Honen oder Finishen, wie Bürsten oder Filzen, erzielt werden.

Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform, bei der die Oberfläche durch Kaltumformverfahren, wie Ziehen oder Rollieren, oder andere Verfahren erzielt wird.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe wird die Oberfläche zuerst auf eine Rauhigkeit R_z ≦ 3,0 µm vorbearbeitet, wie geschliffen, und darauffolgend auf eine Rauhigkeit, gegebenenfalls im wesentlichen in einer Richtung, wie vorher beschrieben, und/oder quer zur dieser Richtung, wie vorher beschrieben, bearbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung der Oberfläche das Verfahren einer feingeschliffenen Oberfläche (R_z ≦ 3,0 µm) mit den vorher beschriebenen, abschließenden Bearbeitungsverfahren kombiniert.

Erfindungsgemäß werden für die erwähnten abschließenden Verfahren CBN- (kristallines Bornitrid)-geschliffene Flügel verwendet.

Bevorzugt werden für die erwähnten abschließenden Verfahren Flügel mit formgeschliffenen Laufflächen verwendet.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Strömungsschleifvorrichtung paketiert angeordnet.

Bevorzugt wird beim Strömungsschleifen oder -polieren eine Kunststoffmasse mit abrasiver Schleifmittelzugabe in der Vorrichtung über die zu bearbeitenden Oberflächen hin- und hergedrückt.

Erfindungsgemäß erzeugt beim Strömungsschleifen oder -polieren der Druck und die Fließbewegung der Kunststoffmasse die Oberflächenglättung der zu bearbeitenden Oberfläche.

Weiterhin wird eine Flügelzellenpumpe bevorzugt, bei der die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Gleitschleifvorrichtung (Trowalanlage) auf die vorgenannten Oberflächenqualitäten fertiggeschliffen werden, wobei zusätzlich zu den Gleitkörpern (Trowalisierkörper, Trowalisiersteine) eine Schleifpaste eingesetzt wird.

Auch wird eine Flügelzellenpumpe bevorzugt, bei welcher die Gleitkörper die Form von schräg abgeschnittenen Zylinderkörpern besitzen.

Ebenso wird eine Flügelzellenpumpe bevorzugt, bei der die Gleitkörper im wesentlichen als Abstandshalter zwischen den zu schleifenden Teilen dienen und der Schleifprozeß selbst im wesentlichen durch die Schleifpaste realisiert wird.

Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, wobei zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche beim Entlanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen, gegebenenfalls im wesentlichen in einer Richtung, von Ra_y ≦ 0,07 µm und Materialanteile Rk_y ≦ 0,12 µm, Rpk_y ≦ 0,1 µm und Rvk_y ≦ 0,15 µm bei Eingriffsgrenzen MV1 ≦ 10% und Mr2 ≧ 90% aufweist.

Bevorzugt wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei welchen zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche beim Entllanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen im wesentlichen quer zur vorgenannten Oberflächenqualität von Ra_z ≦ 0,15 µm und Materialanteile Rk_Z ≦ 0,25 µm, Rpk_z ≦ 0,15 µm und Rvk_z ≦ 0,25 µm bei Eingriffsgrenzen Mr1 ≦ 15% und Mr2 ≧ 85% aufweist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen erzielt die Oberfläche durch Strömungsschleifen oder Strömungspolieren oder Gleitschleifen oder Gleitpolieren.

Bevorzugt wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei welchem die Oberfläche durch Honen oder Finishen, wie Bürsten oder Filzen, erzielt wird.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen erzielt die Oberfläche durch Kaltumformverfahren, wie Ziehen oder Rollieren, oder andere Verfahren. Bevorzugt wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei dem die Oberfläche zuerst auf eine Rauhigkeit R_z ≦ 3,0 µm vorbearbeitet, wie geschliffen, wird und darauffolgend auf eine Rauhigkeit längs und/oder quer zur Bearbeitungsrichtung nach den vorhergehend beschriebenen Verfahren bearbeitet wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei welchem zur Herstellung der Oberfläche das Verfahren einer feingeschliffenen Oberfläche (R_z ≦ 3,0 µm) mit den vorher erwähnten, abschließenden Verfahren kombiniert wird.

Bevorzugt wird auch ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei welchem für die vorher erwähnten, abschließenden Verfahren CBN-(kristallines Bornitrid)-geschliffene Flügel verwendet werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen verwendet für die vorher Erwähnten, abschließenden Verfahren Flügel mit formgeschliffenen Laufflächen.

Bevorzugt wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, bei dem die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Strömungsschleifvorrichtung paketiert angeordnet werden.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen beim Strömungsschleifen oder -polieren eine Kunststoffmasse mit abrasiver Schleifmittelzugabe in der Vorrichtung über die zu bearbeitenden Oberflächen hin- und hergedrückt.

Bevorzugt wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, welches beim Strömungsschleifen oder -polieren durch den Druck und die Fließbewegung der Kunststoffmasse die Oberflächenglättung der zu bearbeitenden Oberfläche erzeugt.

Auch wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen bevorzugt, bei dem die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Gleitschleifvorrichtung (Trowalanlage) auf die vorgenannten Oberflächenqualitäten fertiggeschliffen werden, wobei zusätzlich zu den Gleitkörpern (Trowalisierkörper, Trowalisiersteine) eine Schleifpaste eingesetzt wird.

Ebenso wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen bevorzugt, bei welchem die Gleitkörper die Form von schräg abgeschnittenen Zylinderkörpern besitzen.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleitbahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen bevorzugt, bei dem die Gleitkörper im wesentlichen als Abstandshalter zwischen den zu schleifenden Teilen dienen und der Schleifprozeß selbst im wesentlichen durch die Schleifpaste realisiert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht von Konturring, Rotor und Flügeln,

Fig. 2 einen Flügel in Seitenansicht,

Fig. 3 einen Flügel in Frontansicht,

Fig. 4 eine Strömungspoliervorrichtung,

Fig. 5 einen Gleitschleifkörper,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Materialanteile.

Fig. 1 zeigt die Innenteile einer Flügelzellenrotationsgruppe, bestehend aus dem Konturring 1, den Flügeln 2 und dem Rotor 3. Die Flügel 2 sind im Rotor 3 in entsprechenden Schlitzen 4 geführt und gleiten mit ihren Flügelköpfen 6 auf der Innenkontur 7 des Konturrings 1 entlang. Bei Rotation des Rotors 3 werden die Flügel 2 durch die auftretende Fliehkraft und zusätzlich durch einen unter die Flügel 2 geleiteten, von dem geförderten Medium ausgehenden Druck angepreßt und an der Ringkontur 7 entlang geführt. Die Flügelköpfe 6 weisen gekrümmte Oberflächen in Drehrichtung auf, wobei diese Oberflächen auf der Innenkontur 7 des Konturrings 1, die somit die Gleitfläche für die Flügelköpfe 6 bildet, entlang laufen. Die auf die Flügel 2 wirkenden Fliehkräfte und vor allem die unter die Flügel 2 in die Unterflügelbereiche 5 geleiteten Druckkräfte sorgen für hohe Anpreßkräfte des Flügelkopfes 6 auf die Ringkontur 7, so daß auch die Kraftbelastung auf die Gleitbahn von Flügelkopf und Kontur mit zunehmender Drehzahl und mit zunehmenden Druck ansteigt. Die in den Schlitzen 4 geführten, radial beweglichen Flügel 2 bilden zusammen mit dem Konturring 1 und der Hubkontur 7 beim Heraus- und Hereinfahren in die Schlitze 4 jeweils zwischen zwei Flügeln Pumpenräume aus, die entsprechende Saug- und Druckräume als auch Trennräume zwischen Saug- und Druckräumen darstellen. Der Rotor 3 wird in seinem Zentrum 8 durch eine hier nicht dargestellte Welle mit entsprechender Verzahnung in Rotation versetzt. Der Konturring 1 wird durch hier nicht dargestellte Befestigungsstifte mittels der Bohrungen 10 gegenüber dem Lagergehäuse der Flügelzellenpumpe zentriert und fixiert. Zusätzlich enthält der Konturring 1 entsprechende Durchbrüche 9, die sowohl druckseitiges Fluid als auch saugseitiges Fluid von der einen Ringseite auf die andere Ringseite durchlassen können, so daß sowohl die Flügelzellenpumpe von beiden Seiten gefüllt werden kann, als daß sie auch nach beiden Seiten das unter Druck ausgestoßene Medium wegfördern kann.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht einen Flügel 2, der im Querschnitt als dünnes, im wesentlichen rechteckiges Blättchen mit einem abgerundeten Flügelkopf 6 dargestellt ist. Die rechte Seitenfläche 11, ebenso wie die linke Seitenfläche 12, die im Rotorschlitz gleiten, werden in einem Schleifverfahren geschliffen, um eine entsprechende Gleitoberfläche für das Gleiten im Rotorschlitz zu erhalten. Die untere Fläche 13 ist keiner Gleitbewegung gegen ein weiteres Bauteil ausgesetzt und erfordert deshalb keine besondere Oberflächenbehandlung; auf die Fläche 13 wirkt nur der unter den Flügel eingespeiste Druck, der den Flügel mit seinem Flügelkopf 6 gegen die in Fig. 1 dargestellte Hubkontur drückt. Da der Flügelkopf 6 mit hoher Kraft gegen diese Hubkontur gedrückt wird, ist die Reibungsbelastung und damit die Verschleißbelastung dieser Fläche am Flügel am größten.

Man erkennt am oberen Flügelteil, wie der Flügel 2 mit dem abgerundeten Flügelkopf 6 über einen gewissen Winkelbereich 14 mit einem Radius 15 versehen ist, um sich beim Gleiten auf der in etwa ellipsenförmigen Konturbahn immer mit einer abgerundeten Kante an der Hubkontur des Konturringes anzulegen.

In Fig. 3 ist der Flügel in einer Frontansicht dargestellt, der Flügel 2 wiederum mit der Flügelunterseite 13, auf die der Unterflügeldruck wirkt, und mit der Flügeloberseite 6 mit dem abgerundeten Flügelkopf, der hier über die ganze Breite auch eine gerade Laufkante bewahren und auf dieser Breite mit seiner Laufkante einen guten "tragenden" Oberflächen-Materialanteil besitzen muß, um im Zusammenwirken mit der Hubkontur einen nur geringen Verschleiß bei den entsprechend hohen Anpreßkräften zu ermöglichen. Die Seitenwände 16 und 17 des Flügels müssen bei Funktion der Pumpe gegen entsprechende, hier nicht dargestellte Seitenplatten des Pumpenteils abdichten.

Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau einer Strömungspoliervorrichtung 20 für die Flügel. Die Flügel sind in der Einzelheit X nochmals vergrößert dargestellt. Man sieht, daß die Flügel in mehreren Paketen, wie Paket 21 oder Paket 22, hintereinander in die hier kastenförmig dargestellte Vorrichtung 20 eingelegt sind. Dabei kommen die Flügelköpfe 23 dieser Pakete ungefähr in der Mitte eines rechteckigen Hohlraums 24 der Vorrichtung zu liegen. Die Vorrichtung kann auch andere Formen haben, wichtig ist nur, daß die Schleifmasse in Längsrichtung der Flügelköpfe bewegt werden kann. Wenn jetzt in Richtung des Pfeiles 25 durch den die Flügelköpfe enthaltenden Hohlraum eine spezielle Kunststoffmasse hin- und hergedrückt wird, die mit entsprechenden Schleifmitteln versehen ist, so wird durch die Kombination des Druckes dieser Kunststoffmasse und der Fließbewegung dieser Kunststoffmasse an den Flügelköpfen 23 eine Oberflächenglättung erzeugt. Dabei ist der Vorteil dieses Strömungspolierens mittels dieser Kunststoffmasse auch darin zu sehen, daß die von den Flügelköpfen abgetragenen Materialteilchen von der Kunststoffmasse aufgenommen und somit von den Flügeln entfernt werden, so daß sie nicht mehr wie ein zusätzliches schleifmittelartiges Material die bereits erfolgte Feinglättung der Oberfläche negativ beeinflussen können. Das bedeutet, daß durch dieses Kunststoffschleifverfahren, auch als Strömungspolieren bezeichnet, eine besonders feine und glatte Oberfläche erzielt wird, die einen mehr als dreimal so großen "tragenden" Materialanteil wie bekannte geschliffene Flügelkopfoberflächen ermöglicht. Mit diesem Schleifverfahren ist es erstmals gelungen, die Pumpen mit diesen Flügelköpfen und/oder mit nach dem gleichen Verfahren geschliffenen Konturlaufflächen der Konturringe auf eine Druckfestigkeit von 180 bar zu entwickeln.

In einer Weiterentwicklung der Verfahren zur Erreichung der erfindungsgemäßen Oberflächen ist es dann gelungen, auch mit einem Gleitschleifverfahren ("Trowal"- Verfahren) diese Oberflächen zu erzielen. Dabei wurde gegenüber den bekannten Gleitschleifverfahren herausgefunden, daß zusätzlich zu den Gleitschleifkörpern eine Schleifpaste eingesetzt werden muß, so daß die bisher als Schleifkörper wirkenden "Trowalisiersteine" bei dem neuen erfindungsgemäßen Verfahren eher als "Abstandshalter" zwischen den zu bearbeitenden Teilen, wie den Flügeln, dienen und die sogenannte "Feinstschleifarbeit" durch die zusätzliche Schleifpaste realisiert wird.

Ein für dieses Verfahren benutzter Gleitschleifkörper ist in Fig. 5 dargestellt. Der zylinderförmige Körper 30 mit einer Mittelachse 33 ist an seinen beiden Enden schräg abgeschnitten, so daß sich ellipsenförmige Endflächen 31 ergeben. Fig. 5.1 zeigt eine perspektivische Ansicht und Fig. 5.2 einen Querschnitt durch den Gleitschleifkörper.

Fig. 6 zeigt eine grafische Darstellung von Materialanteilen entsprechend bearbeiteter Oberflächen nach DIN-EN-ISO 13565-2 vom April 1998.

Dieser Teil von ISO 13565 definiert einen Satz von Kenngrößen, die auf der linearen Darstellung der Materialanteilkurve basieren und die für die Auswertung des in ISO 13565-1 definierten Rauheitsprofils mit Riefenunterdrückung gebraucht werden. Sie basiert auf einem Oberflächenmodell in drei Höhenschichten, wobei die Spitzen, der Kernbereich und die Täler getrennt ausgewertet werden.

Für die Darstellungen in Fig. 6 gelten folgende Definitionen:
Rauheitskernprofil: Rauheitsprofil ohne herausragende Spitzen und tiefe Täler,
Kernrauhtiefe Rk: Tiefe des Rauheitskernprofils,
Materialanteil Mr1: Materialanteil, in Prozent, bestimmt durch die Schnittlinie, die die herausragenden Spitzen von dem Rauheitskernprofil abtrennt,
Materialanteil Mr2: Materialanteil, in Prozent, bestimmt durch die Schnittlinie, die die tiefen Täler von dem Rauheitskernprofil abtrennt,
Reduzierte Spitzenhöhe Rpk: Mittlere Höhe der herausragenden Spitzen über dem Rauheitskernprofil,
Reduzierte Riefentiefe Rvk: Mittlere Tiefe der Profiltäler unterhalb des Rauheitskernprofils.

Mit den in Fig. 6 dargestellten Kerngrößen können die erfindungsgemäßen Oberflächen, die durch die erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, definiert werden.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen 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 die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü che unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. 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 bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, der in Schlitzen geführte, radial beweg liche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäu se angeordneten Konturrings entlang bewegbar sind, wobei der Konturring eine Hubkontur für die Flügel aufweist und mit den Flügeln Pumpenräume ausbildet, die mindestens einen Saug- und mindestens einen Druckraum darstellen, wobei die Flügelköpfe auf einer Bahn an der Innenseite des Konturrings entlanggleiten, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Be reich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Laufflä che für das Entlanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, ei ne feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen, gegebenenfalls im wesentlichen in einer Richtung, von Ra_y ≦ 0,07 µm und Materialanteile Rk_y ≦ 0,12 µm, Rpk_y ≦ 0,1 µm und Rvk_y ≦ 0,15 µm bei Ein griffsgrenzen Mr1 ≦ 10% und Mr2 ≧ 90% aufweist.

2. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungs weise der jeweils die Lauffläche für das Entlanggleiten bei Rotation des Ro tors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen im wesentlichen euer zur Oberflächenqualität nach Anspruch 1 Ra_z ≦ 0,15 µm und Materialanteile Rk_z ≦ 0,25 µm, Rpk_z ≦ 0,15 µm und Rvk_z ≦ 0,25 µm bei Eingriffsgrenzen Mr1 ≦ 15% und Mr2 ≧ 85% aufweist.

3. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Oberfläche durch Strömungsschleifen oder Strö mungspolieren oder Gleitschleifen oder Gleitpolieren erzielt wird.

4. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch Honen oder Finishen, wie Bür sten oder Filzen, erzielt wird.

5. Flügelzellenpumpe, insbesonders nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Oberfläche durch Kaltumformverfahren, wie Ziehen oder Rollieren, oder andere Verfahren erzielt wird.

6. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche zuerst auf eine Rauhigkeit R_z ≦ 3,0 µm vorbearbeitet, wie geschliffen, wird fand darauffolgend auf eine Rauhigkeit nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 bearbeitet wird.

7. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Oberfläche das Ver fahren einer feingeschliffenen Oberfläche (R_z ≦ 3,0 µm) mit dem Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5 kombiniert wird.

8. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5 CBN-(kristallines Bornitrid)-geschliffene Flügel verwendet werden.

9. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5 Flügel mit formgeschliffenen Laufflächen verwendet werden.

10. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Strömungsschleifvorrichtung paketiert angeordnet wer den.

11. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem dar vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß beim Strömungsschleifen oder polieren eine Kunststoffmasse mit abrasiver Schleifmittelzugabe in der Vor richtung über die zu bearbeitenden Oberflächen hin- und hergedrückt wird.

12. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß beim Strömungsschleifen oder -polieren der Druck und die Fließbewegung der Kunststoffmasse die Oberflä chenglättung der zu bearbeitenden Oberfläche erzeugt.

13. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in einer Gleitschleifvorrichtung (Trowalanlage) auf die Oberflä chenqualität nach Anspruch 1 und/oder 2 fertiggeschliffen werden, wobei zu sätzlich zu den Gleitkörpern (Trowalisierkörper, Trowalisiersteine) eine Schleifpaste eingesetzt wird.

14. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Gleitkörper die Form von schräg abgeschnittenen Zylinderkör pern besitzen.

15. Flügelzellenpumpe, insbesondere nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkörper im wesentlichen als Abstands halter zwischen den zu schleifenden Teilen dienen und der Schleifprozeß selbst im wesentlichen durch die Schleifpaste realisiert wird.

16. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleit partner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche für das Ent langgleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbei tete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen, gegebenen falls im wesentlichen in einer Richtung, von Ra_y ≦ 0,07 µm und Materialan teile Rk_y ≦ 0,12 µm, Rpk_y ≦ 0,1 µm und Rvk_y ≦ 0,15 µm bei Eingriffsgrenzen MV1 ≦ 10% und Mr2 ≧ 90% aufweist.

17. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Bereich der Flügelköpfe und/oder des Konturrings, der in Gleitkontakt mit dem jeweils anderen Gleitpartner steht beziehungsweise der jeweils die Lauffläche für das Entlanggleiten bei Rotation des Rotors mit den Flügeln bildet, eine feinbearbeitete Oberfläche aufweist, wobei diese Oberfläche Rauhtiefen im wesentlichen quer zur Oberflächenqualität nach Anspruch 16 von Ra_z ≦ 0,15 µm und Materialanteile Rk_z ≦ 0,25 µm, Rpk_z ≦ 0,15 µm und Rvk_z ≦ 0,25 µm bei Eingriffsgrenzen Mr1 ≦ 15% und Mr2 ≧ 85% aufweist.

18. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche durch Strömungsschleifen oder Strömungspolieren oder Gleitschleifen oder Gleitpolieren erzielt wird.

19. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche durch Honen oder Finishen, wie Bürsten oder Fil zen, erzielt wird.

20. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche durch Kaltumformverfahren, wie Ziehen oder Rollie ren, oder andere Verfahren erzielt wird.

21. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Oberfläche zuerst auf eine Rauhigkeit R_z ≦ 3,0 µm vorbearbeitet, wie geschliffen, wird und darauffolgend auf eine Rauhigkeit nach Anspruch 16 und/oder 17 bearbeitet wird.

22. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Herstellung der Oberfläche das Verfahren einer fein geschliffenen Oberfläche (R_z ≦ 3,0 µm) mit dem Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20 kombiniert wird.

23. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß für das Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20 CBN- (kristallines Bornitrid)-geschliffene Flügel verwendet werden.

24. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß für das Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20 Flügel mit formgeschliffenen Laufflächen verwendet werden.

25. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in ei ner Strömungsschleifvorrichtung paketiert, wie zum Beispiel hintereinander in einer Reihe, mit mehreren Reihen nebeneinander, oder vereinzelt ange ordnet werden.

26. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß beim Strömungsschleifen oder -polieren eine Kunststoff masse mit abrasiver Schleifmittelzugabe in der Vorrichtung über die zu be arbeitenden Oberflächen hin- und hergedrückt wird.

27. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß beim Strömungsschleifen oder -polieren der Druck und die Fließbewegung der Kunststoffmasse die Oberflächenglättung der zu be arbeitenden Oberfläche erzeugt.

28. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die zu bearbeitenden Flügel und/oder Konturringe in ei ner Gleitschleifvorrichtung (Trowalanlage) auf die Oberflächenqualität nach Anspruch 16 und/oder 17 fertiggeschliffen werden, wobei zusätzlich zu den Gleitkörpern (Trowalisierkörper, Trowalisiersteine) eine Schleifpaste einge setzt wird.

29. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit körper die Form von schräg abgeschnittenen Zylinderkörpern besitzen.

30. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß die Gleitkörper im wesentlichen als Abstandshalter zwischen den zu schleifenden Teilen dienen und der Schleifprozeß selbst im wesentlichen durch die Schleifpaste realisiert wird.

31. Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, der in Schlitzen geführte, radial beweg liche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäu se angeordneten Konturrings entlang bewegbar sind, wobei der Konturring eine Hubkontur für die Flügel aufweist und mit den Flügeln Pumpenräume ausbildet, die mindestens einen Saug- und mindestens einen Druckraum darstellen, wobei die Flügelköpfe auf einer Bahn an der Innenseite des Konturrings entlanggleiten, gekennzeichnet durch zumindest ein in den An meldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.

32. Verfahren zur Herstellung und/oder Verbesserung der Oberfläche der Gleit bahnen von Flügelköpfen und/oder Konturringen von Flügelzellenpumpen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.