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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidpumpe, insbesondere eine Flügelzellenölpumpe.
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Aus dem Stand der Technik sind Fluidpumpen in Form von Flügelzellenölpumpen bereits mannigfaltig bekannt und dienen insbesondere in Kraftfahrzeugen der Ölversorgung einer Brennkraftmaschine. Bekannte Fluidpumpen besitzen dabei ein Gehäuse sowie einen darin angeordneten Rotorsatz, welcher für die eigentliche Förderung des Schmierstoffs, hier konkret des Öls, verantwortlich ist. Um den Rotorsatz gegebenenfalls auch austauschen zu können, ist das Gehäuse mittels eines stirnseitigen Deckels verschlossen, wobei der Deckel über mehrere Schraubverbindungen mit dem Gehäuse verschraubt ist. Zwischen dem Gehäuse und dem Deckel ist dabei eine Dichtung, üblicherweise eine O-Ringdichtung, angeordnet. Um das Gehäuse effektiv abdichten zu können, muss der Deckel über die Schraubverbindungen an jeder Stelle mit einer so hohen Vorspannkraft gegen das Gehäuse vorgespannt werden, dass die durch die Schraubverbindung erzeugte Flächenpressung an jeder Stelle der O-Ringdichtung, das heißt auch zwischen zwei Schraubverbindungen, größer ist als der im Gehäuse anliegende Fluiddruck. Hierzu müssen die einzelnen Schraubverbindungen entweder mit sehr hohen Vorspannkräften angezogen werden oder aber es müssen sehr viele dieser Schraubverbindungen vorgesehen werden, was jedoch wiederum die Herstellungs- und Montagekosten der Flügelzellenölpumpe erhöht.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform einer Fluidpumpe anzugeben, deren Gehäuse mit deutlich weniger Schraubverbindungen zuverlässig abgedichtet werden kann.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine neuartige Schraubverbindung zum Verschrauben eines Deckels mit einem Gehäuse einer Fluidpumpe, insbesondere einer Flügelzellenölpumpe, anzugeben, deren Spannungskegel deutlich flacher ist, wodurch mit einer einzigen Schraubverbindung die für die Abdichtwirkung erforderliche Flächenpressung über einen deutlich größeren Abstand erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße Fluidpumpe, insbesondere die Flügelzellenölpumpe, weist dabei das zuvor beschriebene Gehäuse auf, in welchem ein Rotorsatz zur Förderung des Fluids/Öls angeordnet ist. Das Gehäuse ist dabei mittels des Deckels verbunden, der über mehrere Schraubverbindungen mit dem Gehäuse fixiert wird. Die Schraubverbindung selbst weist mindestens ein im Gehäuse eingelassenes Innengewinde, zumindest eine zum Innengewinde fluchtend im Deckel angeordnete, konusförmige Durchgangsöffnung sowie zumindest eine Schraube mit einem konusförmigen Kopf auf, die durch die Durchgangsöffnung in das Innengewinde einschraubbar und zumindest teilweise mit ihrem Kopf in der Durchgangsöffnung versenkbar ist. Die Durchgangsöffnung im Deckel wiederum umfasst eine dem Gehäuse abgewandte erste Hälfte sowie eine dem Gehäuse zugewandte zweite Hälfte, so dass die Schraube beim Einstecken in die Durchgangsöffnung zuerst die erste Hälfte und dann die zweite Hälfte passiert. Die Durchgangsöffnung wiederum ist nun erfindungsgemäß derart geformt, dass eine Kontaktzone zum Kopf der Schraube in der ersten Hälfte liegt. Die Kontaktzone ist dabei vorzugsweise ringförmig ausgebildet, so dass im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Senkkopfschraubverbindungen keine flächige Anlage des Senkkopfes bzw. des konusförmigen Kopfes der Schraube in der Durchgangsöffnung erfolgt. Durch das Verlegen der Kontaktzone in die erste Hälfte der Durchgangsöffnung, also weg vom Gehäuse, kann ein Spannungskegel erreicht werden, dessen Durchmesser an der dem Deckel zugewandten Oberfläche des Gehäuses um mehr als 50% größer ist als der Durchmesser des Kopfes der Schraube. Hierdurch kann nicht nur eine eng um die Schraubverbindung begrenzte hohe Flächenpressung erzielt werden, sondern die Flächenpressung kann über einen deutlich größeren Bereich erstreckt werden, was dazu führt, dass insgesamt weniger Schraubverbindungen zur dichten Fixierung des Deckels am Gehäuse erforderlich sind. Hierdurch kann nicht nur eine Teilevielfalt reduziert, sondern zugleich auch der Montageaufwand deutlich verringert werden, was sich wiederum in reduzierten Herstellungskosten niederschlägt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Öffnungswinkel β1 der Durchgangsöffnung in der ersten Hälfte größer als ein Öffnungswinkel α in der zweiten Hälfte der Durchgangsöffnung. Die konische Durchgangsöffnung besitzt somit zwei unterschiedlich stark geneigte Konusse, was bei angezogener Schraubverbindung wiederum dazu führt, dass die Kontaktzone zwischen der Durchgangsöffnung und dem Kopf der Schraube auf jeden Fall in der ersten Hälfte der Durchgangsöffnung zu liegen kommt.
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Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass ein Öffnungswinkel β2 der Durchgangsöffnung kleiner ist als ein Konuswinkel γ des Kopfes der Schraube. Auch dies führt zwangsläufig dazu, dass die Kontaktzone zwischen der Durchgangsöffnung und dem Kopf der Schraube in der ersten Hälfte liegt, wodurch der Spannungskegel wiederum die gewünschte, breit fächernde Form erhält. Ebenfalls ist denkbar, dass die konusförmige Durchgangsöffnung zumindest in der ersten Hälfte eine konvexe Wandung aufweist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die Schraube als Senkkopfschraube mit Innenmehrkant ausgebildet. Ein derartiger Innenmehrkant kann beispielsweise ein Innensechskant oder eine Torxverbindung sein, wobei beide exemplarisch aufgezählten Verbindungsmöglichkeiten ein Anziehen der Schraube ausschließlich durch Aufbringen eines Drehmoments, nicht jedoch aber eine Axialbelastung ermöglichen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Fluidpumpe,
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2 eine Detaildarstellung aus 1 im Bereich einer Schraubverbindung,
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3 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform einer Durchgangsöffnung,
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4 wiederum eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einer alternativen Ausführungsform der Durchgangsöffnung.
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Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Fluidpumpe 1, die beispielsweise als Flügelzellenölpumpe ausgebildet sein kann, ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Rotorsatz 3 angeordnet ist. Zur Abdichtung des Gehäuses 2 ist ein Deckel 4 vorgesehen, der über eine Schraubverbindung 5 (vgl. auch die 2 bis 4) mit dem Gehäuse 2 verschraubt ist. Die Schraubverbindung 5 weist mindestens ein im Gehäuse 2 eingelassenes Innengewinde 6, zumindest eine zum Innengewinde 6 fluchtend im Deckel 4 angeordnete konusförmige Durchgangsöffnung 7 und zumindest eine Schraube 8 mit konusförmigen Kopf 9 auf, wobei die Schraube 8 durch die Durchgangsöffnung 7 in das Innengewinde 6 einschraubbar und zumindest teilweise mit ihrem Kopf 9 in der Durchgangsöffnung 7 versenkbar ist. Die Durchgangsöffnung 7 selbst umfasst eine dem Gehäuse 2 abgewandte erste Hälfte 10 sowie eine dem Gehäuse 2 zugewandte zweite Hälfte 11. Die Durchgangsöffnung 7 wiederum ist erfindungsgemäß derart geformt, dass eine Kontaktzone 12 zum Kopf 9 der Schraube 8 in der ersten Hälfte 10 liegt. Dies ist bei sämtlichen im Detail gezeigten Schraubverbindungen 5 gemäß den 2 bis 4 eindeutig erkennbar. Durch das Ausbilden der Durchgangsöffnung 7 derart, dass die Kontaktzone 12 immer und ausschließlich in der ersten Hälfte 10 der Durchgangsöffnung 7 liegt, kann ein vergleichsweise flacher, das heißt breit fächernder, Spannungskegel 13 erreicht werden, mittels welchem eine gleichmäßig hohe Flächenpressung vergleichsweise weit um die Schraubverbindung 5 herum geschaffen werden kann.
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Betrachtet man die Schraubverbindung 5 gemäß der 2, so kann man an dieser erkennen, dass ein Öffnungswinkel β1 der Durchgangsöffnung 7 in der ersten Hälfte 10 größer ist als ein Öffnungswinkel α in der zweiten Hälfte 11. Genauer gesagt erstreckt sich ein erster Konus mit dem Öffnungswinkel β1 über die Höhe a, woran sich der zweite Konus mit der Höhe b und dem Öffnungswinkel α anschließt. Da a kleiner ist als b, liegt die Kontaktzone 12 in der ersten Hälfte 10.
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Betrachtet man die Schraubverbindung 5 gemäß der 3, so kann man erkennen, dass ein Öffnungswinkel β2 der Durchgangsöffnung 7 kleiner ist als ein Konuswinkel γ des Kopfes 9 der Schraube 8, wodurch die Kontaktzone 12 am oberen Rand des Deckels 4 liegt. Alternativ hierzu kann die Durchgangsöffnung 7 auch ausgeformt sein wie in 4 dargestellt ist, wobei die konusförmige Durchgangsöffnung 7 dabei zumindest in der ersten Hälfte 10 eine konvexe Wandung 14 besitzt. Generell ist allen Ausführungsformen gemein, dass die Kontaktzone 12, welche üblicherweise ringförmig ausgebildet ist, in der ersten Hälfte 10 der Durchgangsöffnung 7 liegt, was zu einem vergleichsweise breiten Spannungskegel 13 führt. Durch die Vergrößerung des Spannungskegels 13 müssen zur dichten Verbindung des Deckels 4 mit dem Gehäuse 2 insgesamt weniger Schraubverbindungen 5 vorgesehen werden, wodurch sich nicht nur die Teilevielfalt reduzieren lässt, sondern ebenso ein Herstellungsaufwand und damit auch insgesamt die Kosten der erfindungsgemäßen Fluidpumpe 1.
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Vorzugsweise ist die Schraube 8 in angezogenem Zustand so stark vorgespannt, dass der Spannungskegel 13 bei an der dem Deckel 4 zugewandten Oberfläche des Gehäuses 2 einen um mehr als 50% größeren Durchmesser aufweist als der Kopf 9 der Schraube 8. Zum Anziehen der Schraubverbindung 5 besitzt die Schraube 8 in ihrem Kopf 9 einen Innenmehrkant 15, beispielsweise einen Innensechskant oder eine Torxverbindung.
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Mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung 5 lässt sich die Flächenpressung um die Schraubverbindung 5 herum deutlich weiter ausdehnen, so dass weniger Schraubverbindungen 5 erforderlich sind oder aber die einzelnen Schraubverbindungen 5 mit einem geringeren und damit materialschonenderem Anzugsdrehmoment angezogen werden können.
