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Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe. Die Flügelzellenpumpe umfasst eine Förderkammer für ein Fluid, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, und einen in der Förderkammer angeordneten Rotor, der einen Rotorkörper und mehrere Flügel aufweist, wobei der Rotorkörper je Flügel eine Flügelaufnahme umfasst, in der ein Flügel radial verschieblich aufgenommen ist. Ferner umfasst die Flügelzellenpumpe zumindest ein Stützelement, das die Flügel mit seiner Außenumfangsfläche an ihren radial inneren Flügelenden abstützt und mit seiner Innenumfangsfläche einen Innenraum umgibt, wobei der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung des Rotors benachbarte Flügel Kammern bilden, deren Volumen sich bei drehendem Rotor verändert.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte Flügelzellenpumpe mit einer langen Lebensdauer bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands der Erfindung offenbart.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einer Förderkammer, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, einem in der Förderkammer angeordneten Rotor, der einen Rotorkörper und mehrere Flügel aufweist, wobei der Rotorkörper je Flügel eine Flügelaufnahme umfasst, in der ein Flügel radial verschieblich aufgenommen ist, und einem Stützelement, das die Flügel mit seiner Außenumfangsfläche an ihren radial inneren Flügelenden abstützt und dadurch die radial äußeren Flügelenden gegen eine Förderkammerwand drückt oder schiebt. Das Stützelement weist vorteilhaft eine Innenumfangsfläche auf, die einen Innenraum umgibt. Das Stützelement ist dabei vorzugsweise als ein Stützring ausgeführt. In anderen Ausführungen fehlt dem Stützelement eine Innenumfangsfläche, die einen Innenraum umgibt. In diesen Ausführungen ist das Stützelement vorzugsweise als eine Stützscheibe ausgeführt. Der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden Kammern, deren Volumen sich bei drehendem oder angetriebenem Rotor verändert. Vorzugsweise ist die Kammer durch eine Stirnwand eines Gehäuses der Flügelzellenpumpe axial begrenzt, die die Förderkammer axial begrenzt. Erfindungsgemäß umfasst die Flügelzellenpumpe eine Druckausgleichsverbindung, die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens zwei der Flügelaufnahmen und/oder mindestens eine der Kammern und den Innenraum des Stützelements fluidisch miteinander verbindet.
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In bestimmten Betriebszuständen kann das Stützelement axial einen Teil zumindest einer der Flügelaufnahmen überdecken. In einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst die Flügelzellenpumpe alternativ oder zusätzlich eine Druckausgleichsverbindung, die die axial überdeckte Flügelaufnahme mit zumindest einer anderen, insbesondere mit einer von dem Stützelement axial nicht überdeckten, Flügelaufnahme und/oder mit zumindest einer der Kammern und/oder mit dem Innenraum des Stützelements fluidisch verbindet.
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Bevorzugt wird mittels der Flügelzellenpumpe ein Fluid, sei es ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein anderes Medium, gefördert. Die Förderkammer ist axial durch eine Stirnwand, respektive durch zwei sich bezüglich der Förderkammer in Axialrichtung gegenüberliegende Stirnwände, eines Gehäuses der Flügelzellenpumpe begrenzt. Dabei kann eine der Stirnwände einen Deckel, die andere Stirnwand einen Boden der Förderkammer bilden. Die Förderkammerwand ist vorteilhaft axial zwischen den Stirnwänden angeordnet.
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Ein axiales Ende des Rotorkörpers und die Stirnwand bilden vorzugsweise einen axialen Dichtspalt. Das Stützelement ist vorteilhaft axial zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand und/oder radial innerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, insbesondere beweglich, angeordnet. Die Flügelzellenpumpe kann auch zwei entsprechende Stützelemente umfassen, von denen eines axial zwischen Rotorkörper und Deckel, respektive eine ersten der beiden Stirnwände, und das andere axial zwischen Rotorkörper und Boden, respektive dem anderen der zwei Stirnwände, angeordnet ist.
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Die Flügelzellenpumpe kann in unterschiedlichen Betriebszuständen betrieben werden, die sich insbesondere durch eine Fördermenge voneinander unterscheiden. Die Flügelzellenpumpe weist vorzugsweise zumindest den Betriebszustand Vollförderung oder Maximalförderung und den Betriebszustand Teilförderung, Minimalförderung oder Nullförderung auf. Vorzugsweise weist das Stützelement in dem Betriebszustand Vollförderung oder Maximalförderung eine Position relativ zum Rotorkörper und/oder zu einer Rotationsachse des Rotors auf, die im Vergleich zu einer Position relativ zum Rotorkörper und/oder zur Rotationsachse des Rotors, die das Stützelement in dem Betriebszustand Teilförderung, Minimalförderung oder Nullförderung einnimmt, anders ist.
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Vorzugsweise verbindet die Druckausgleichsverbindung nach dem zweiten Aspekt in dem Betriebszustand, in dem das Stützelement zumindest eine der Flügelaufnahmen axial überdeckt, den durch das Stützelement axial überdeckten und damit abgeschlossenen Bereich der Flügelaufnahme mit zumindest einer anderen, insbesondere einer von dem Stützelement axial nicht überdeckten, Flügelaufnahme und/oder mit zumindest einer der Kammern und/oder mit dem Innenraum des Stützelements, wodurch ein in der Flügelaufnahme befindliches Fluid, das durch einen in die Flügelaufnahme einfahrenden Flügel komprimiert wird, aus der Flügelaufnahme, insbesondere aus dem axial überdeckten Bereich der Flügelaufnahme, entweichen kann.
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Vorzugsweise begrenzt eine axial nach außen gerichtete Fläche, insbesondere Stirnfläche, des Rotorkörpers, eine radial nach innen gerichtete Fläche, insbesondere Innenumfangsfläche, des Rotorkörpers, eine axial nach innen gerichtete Fläche, insbesondere Stirnfläche, der Stirnwand, eine radial nach außen gerichtete Fläche, insbesondere Außenumfangsfläche, des Stützelements, eine in Drehrichtung des Rotors gerichtete Fläche eines Flügels und eine gegen die Drehrichtung des Rotors gerichtete Fläche eines benachbarten Flügels, wobei die Flächen der Flügel einander zugewandt sind, die Kammer, die zwischen dem Rotorkörper, dem Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel gebildet ist. Vorzugsweise begrenzt eine radial nach innen gerichtete Fläche, insbesondere Innenumfangsfläche, des Stützelements, eine axial nach außen gerichtete Fläche, insbesondere Stirnfläche, des Rotorkörpers und eine axial nach innen gerichtete Fläche, insbesondere Stirnfläche, der Stirnwand den Innenraum.
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Vorteilhaft verbindet die Druckausgleichsverbindung zumindest eine bei drehendem Rotor sich verkleinernde Kammer mit zumindest einer bei drehendem Rotor sich vergrößernden Kammer. Vorzugsweise stellt die Druckausgleichsverbindung einen Fluidaustausch zwischen zumindest zwei der Flügelaufnahmen und/oder zwischen mindestens einer der Kammern und dem Innenraum ein, der größer ist, vorteilhaft mindestens zweimal größer ist, als ein Fluidaustausch bei fehlender Druckausgleichsverbindung, der lediglich durch Bauteilspiele resultiert oder resultieren kann.
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Die Begriffe „radial“ und „axial“ sind insbesondere auf die Rotationsachse des Rotors bezogen, sodass der Ausdruck „axial“ eine Richtung bezeichnet, die auf der Rotationsachse oder parallel zu dieser verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ eine Richtung, die senkrecht zur Rotationsachse verläuft. Der Begriff „Umfangsrichtung“ bezieht sich insbesondere auf die Rotationsachse des Rotors, sodass der Begriff „Umfangsrichtung“ eine Richtung bezeichnet, die um die Rotationsachse, vorteilhaft in und/oder gegen die Drehrichtung des Rotors gerichtet, verläuft.
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Durch die erfindungsgemäße Druckausgleichsverbindung kann ein in den Flügelaufnahmen und/oder in den Kammern und/oder im Innenraum eingeschlossenes oder befindliches Fluid zwischen den Flügelaufnahmen und/oder den Kammern und/oder dem Innenraum gezielt, und unter Umständen unter Umgehung des durch das Stützelement axial überdeckten Bereichs, ausgetauscht werden. Ein Druckunterschied insbesondere zwischen einer Flügelaufnahme, in die der Flügel einfährt und einer Flügelaufnahme, aus der der Flügel ausfährt und/oder einer sich vergrößernden Kammer und einer sich verkleinernden Kammer kann dadurch untereinander und/oder im Zusammenspiel mit dem Innenraum ausgeglichen werden. Dadurch kann ein hoher Druck in den Flügelaufnahmen und/oder den Kammern abgebaut, reduziert oder vermieden werden, wodurch die Belastung des Stützelements, der Flügel, des Rotorkörpers und/oder der Förderkammerwand besonders einfach reduziert oder begrenzt werden kann. Dadurch kann der Verschleiß des Stützelements, der Flügel, des Rotors und/oder der Förderkammerwand verringert werden, wodurch eine preiswerte Flügelzellenpumpe mit einer langen Lebensdauer bereitgestellt werden kann.
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Der Rotorkörper bildet mit der ihm zugewandten Oberseite der Stirnwand den axialen Dichtspalt. Die dem Rotorkörper zugewandte Oberseite der Stirnwand ist eine der Förderkammer zugewandte Innenseite der axialen Stirnwand. Einen weiteren axialen Dichtspalt mit der Stirnwand bildet das Stützelement, wobei der axiale Dichtspalt, der zwischen dem Stützelement und der Stirnwand gebildet ist, radial innerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, angeordnet ist. Ferner bildet das Stützelement mit dem Rotorkörper einen axialen Dichtspalt, der dem weiteren Dichtspalt, der zwischen dem Stützelement und der Stirnwand gebildet ist, axial gegenüberliegt.
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Der axiale Dichtspalt und der weitere axiale Dichtspalt sind bevorzugt ringförmig, zum Beispiel kreisförmig. Ein Durchmesser des axialen Dichtspalts, der zwischen der Stirnwand und dem Rotorkörper gebildet ist, ist größer als ein Durchmesser des axialen Dichtspalts, der zwischen der Stirnwand und dem Stützelement gebildet ist.
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Der axiale Dichtspalt, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, trennt bevorzugt die Kammern, die der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel des Rotors bilden, und die Förderzellen, die der Rotorkörper, die Förderkammerwand und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel des Rotors bilden, insbesondere fluidisch, voneinander.
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Die Kammern, die der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden, sind radial innerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, gebildet. Die Kammern, die der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden, sind radial außerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Stützelement und der Stirnwand gebildet ist, gebildet. Der Innenraum, der durch die Innenumfangsfläche des Stützrings umgeben oder begrenzt ist, ist radial innerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, und radial innerhalb des weiteren axialen Dichtspalts, der zwischen dem Stützelement und der Stirnwand gebildet ist, gebildet.
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Die Flügel begrenzen die Kammern, die der Rotorkörper, das Stützelement und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden, in Umfangsrichtung radial innerhalb des Rotorkörpers. Der Rotorkörper, die Förderkammerwand und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden die Förderzellen. Die Förderzellen, die der Rotorkörper, die Förderkammerwand und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden, sind radial außerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, gebildet. Die Flügel begrenzen die Förderzellen, die der Rotorkörper, die Förderkammerwand und je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Flügel bilden, in Umfangsrichtung radial außerhalb des Rotorkörpers. In den Förderzellen wird das Fluid von dem Einlass zu dem Auslass transportiert. Die erfindungsgemäße Druckausgleichverbindung ist bevorzugt radial innerhalb des axialen Dichtspalts, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, gebildet.
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Die Flügelzellenpumpe kann insbesondere einen Boden und einen Deckel aufweisen, wobei der Boden und der Deckel jeweils eine vorbeschriebene Stirnwand aufweisen oder bilden. Die Flügelzellenpumpe weist vorzugsweise einen Stellring zur Verstellung einer Exzentrizität zwischen dem Rotor und der Förderkammer und damit zur Verstellung des Fördervolumens oder des Betriebszustands auf, der die Förderkammerwand aufweist oder bildet, die die Förderkammer radial begrenzt. Das Stützelement drückt oder schiebt vorteilhaft die Flügel gegen die Förderkammerwand des Stellrings. Die Förderkammerwand bildet bevorzugt eine Lauffläche für die radial äußeren Flügelenden der Flügel. Die Förderkammerwand ist vorzugsweise als eine Innenumfangswand des Stellrings ausgebildet. Zur Verstellung der Förderleistung oder des Fördervolumens kann der Stellring verschiebbar, drehbar oder schwenkbar gelagert sein. Durch die Verstellung des Stellrings können die Betriebszustände Vollförderung, Maximalförderung, Teilförderung, Minimalförderung und/oder Nullförderung eingestellt werden. Durch die Verstellung des Stellrings verändert sich vorzugsweise die Position des Stützelements relativ zum Rotorkörper und/oder relativ zur Rotationsachse des Rotors. Bei dem Stellring kann es sich um jede bekannte Vorrichtung handeln, mit der das Fördervolumen einer Flügelzellenpumpe verändert werden kann, diese Vorrichtung muss keine Ringform haben.
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Die erfindungsgemäße Druckausgleichsverbindung ist vorzugsweise in den Rotorkörper, insbesondere in die Stirnfläche des Rotorkörpers, und/oder in das Stützelement, insbesondere in die Stirnfläche des Stützelements, eingebracht oder eingearbeitet. Die Druckausgleichsverbindung weist vorzugsweise zumindest eine Vertiefung in dem Rotorkörper, insbesondere an einer dem Stützelement zugewandten Stirnfläche des Rotorkörpers, und/oder zumindest eine Vertiefung in dem Stützelement, insbesondere an einer dem Rotorkörper zugewandten Stirnfläche des Stützelements, auf. Die Vertiefung in dem Rotorkörper und/oder die Vertiefung in dem Stützelement hebt oder vergrößert, insbesondere in Axialrichtung, vorzugsweise den axialen Dichtspalt, der zwischen dem Stützelement und dem Rotorkörper gebildet ist. Die Vertiefung in dem Stützelement reduziert vorteilhaft eine Stirnfläche des Stützelements, wodurch eine radiale Größe des Dichtspalts, der zwischen dem Stützelement und dem Rotorkörper gebildet ist, reduziert wird.
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Die Vertiefung kann als eine Nut, eine Tasche, ein Kanal, eine Aussparung, eine Fase, insbesondere an der Flügelaufnahme, oder der Gleichen ausgeführt sein. Die Vertiefung ist vorzugsweise axial offen. Die Vertiefung im Rotorkörper ist vorteilhaft zu dem Stützelement hin offen. Die Vertiefung im Stützelement ist vorteilhaft zu dem Rotorkörper hin offen. Vorzugsweise verbindet die Vertiefung wenigstens zwei der Flügelaufnahmen und/oder mindestens eine der Kammern und den Innenraum des Stützelements miteinander. Die Vertiefung verläuft oder erstreckt sich vorzugsweise von einer der Flügelaufnahmen bis zu wenigstens einer anderen Flügelaufnahme und/oder in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere in zumindest einer Position des Stützelements, von einer der Kammern bis zu dem Innenraum des Stützelements.
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Die Vertiefung kann beispielsweise eine Tiefe oder eine Axialerstreckung aufweisen, die größer ist, vorteilhaft mindestens um 50% und besonders vorteilhaft um mindestens 100% größer ist, als der axiale Dichtspalt, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, und/oder größer ist als der axiale Dichtspalt, der zwischen dem Stützelement und der Stirnwand gebildet ist, und/oder größer ist als der axiale Dichtspalt, der zwischen dem Stützelement und dem Rotorkörper gebildet ist.
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Die Vertiefung erstreckt sich vorzugsweise in Umfangsrichtung, insbesondere gänzlich um die Rotationsachse herum. Es können auch mehrere Teilvertiefungen gebildet sein, die, bevorzugt regelmäßig, in Umfangsrichtung verteilt sind. Die mehreren Teilvertiefungen können alle eine gleiche Tiefe aufweisen oder wenigstens eine der Teilvertiefungen kann eine Tiefe haben, die sich von der Tiefe der übrigen Teilvertiefungen unterscheidet. Ein Vertiefungsboden kann parallel zu der axialen Stirnseite oder Stirnfläche verlaufen oder schräg dazu ausgerichtet sein. Eine Vertiefungswand oder Vertiefungswände können senkrecht zur axialen Stirnseite oder Stirnfläche verlaufen oder schräg dazu ausgerichtet sein. Die Oberfläche der Vertiefung, insbesondere des Vertiefungsbodens, kann eine Struktur aufweisen, die beispielsweise eine Fließrichtung oder eine Fließgeschwindigkeit des Fluids in und aus der Vertiefung beeinflusst. Die Vertiefung kann durch einen Kreis, ein Kreissegment oder mehrere separate Kreissegmente gebildet sein, bevorzugt in zumindest einem Betriebszustand/Stellposition des Stellrings konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors.
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Die Druckausgleichsverbindung weist vorzugsweise zumindest eine, insbesondere sich radial erstreckende, Verbindungsvertiefung auf, die wenigstens zwei, vorzugsweise kreisförmige, Vertiefungen miteinander verbindet. Für die Verbindungsvertiefung gilt das zur Vertiefung bereits geschriebene. Vorzugsweise verläuft oder erstreckt sich die Verbindungsvertiefung radial und/oder in Umfangsrichtung. Die Verbindungsvertiefung ist vorzugsweise als eine Fase, insbesondere an der Flügelaufnahme, eine Nut, ein Kanal, eine Aussparung und/oder eine Tasche ausgebildet.
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Die Vertiefung im Stützelement ist vorteilhaft in einem ersten Betriebszustand, bspw. Vollförderung, exzentrisch und in einem zweiten Betriebszustand, bspw. Minimalförderung oder Nullförderung, zumindest im Wesentlichen konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors angeordnet. Dadurch kann eine vom Betriebszustand, insbesondere von der Stellposition des Stellrings, abhängige Druckausgleichsverbindung realisiert werden.
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Die Vertiefung im Stützelement kann radial außen an der Stirnseite des Stützelements ausgebildet sein, so dass der Außenumfangsrand des Stutzelements im Bereich der Vertiefung stufenförmig ist. Die Vertiefung kann an der radial äußeren Seite des Stützelements offen sein. Die Vertiefung im Stützelement kann radial innen an der Stirnseite des Stützelements ausgebildet sein, so dass der Innenumfangsrand des Stutzelements im Bereich der Vertiefung stufenförmig ist. Die Vertiefung kann an der radial inneren Seite des Stützelements offen sein.
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Das Stützelement kann zumindest eine, insbesondere sich radial erstreckende, Verbindungsvertiefung aufweisen, die die, vorzugsweise kreisförmige, Vertiefung mit der Außenumfangsfläche, und damit im eingebauten Zustand insbesondere mit einer der Kammern, und/oder eine, insbesondere sich radial erstreckende, Verbindungsvertiefung aufweisen, die die, vorzugsweise kreisförmige, Vertiefung mit der Innenumfangsfläche, und damit im eingebauten Zustand insbesondere mit dem Innenraum, verbindet.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Druckausgleichsverbindung zusätzlich oder alternativ zumindest eine Vertiefung oder Ausnehmung im Stützelement aufweist, die sich von der Außenumfangsfläche des Stützelements zur Innenumfangsfläche des Stützelements erstreckt. Die Ausnehmung kann eine Bohrung, ein Schlitz oder der Gleichen sein. Auch hier gilt das zur Vertiefung bereits geschriebene. Die Bohrungen oder Schlitze, etc. können durchgehend einen gleichbleibenden Durchmesser haben oder als Düse oder Diffusor ausgebildet sein. Die Bohrungen oder Schlitze, etc. können alle gleich geformt oder sich zumindest teilweise voneinander unterscheiden. Strukturen an den Innenoberflächen können das Fließverhalten des Fluids beeinflussen.
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Die Druckausgleichsverbindung kann zumindest zwei, insbesondere parallel zueinander angeordnete, Vertiefungen, insbesondere Nuten, aufweisen, die radial beabstandet zueinander verlaufen. Die zumindest zwei Vertiefungen können in der Stirnseite oder Stirnfläche des Rotorkörpers oder der dem Rotorkörper zugewandten Stirnseite oder Stirnfläche des Stützelements ausgebildet sein und sind vorzugsweise miteinander verbunden, bspw. über eine Verbindungsvertiefung. Die Verbindungsvertiefung ist in Drehrichtung des Rotors betrachtet vorzugsweise zwischen zwei Flügelaufnahmen gebildet. Die Verbindungsvertiefung weist vorteilhaft einen radialen und/oder einen in Umfangsrichtung gerichteten Verlauf auf.
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Die Flügelaufnahmen weisen bevorzugt jeweils einen Schlitzbereich, in dem der Flügel geführt ist, und einen sich an den Schlitzbereich radial anschließenden Bodenbereich, der ein radial inneres Ende der Flügelaufnahme bildet, auf. Vorzugsweise erfährt der Flügel in dem Bodenbereich keine Führung. Vorzugsweise weist die Druckausgleichsverbindung zumindest eine Vertiefung auf, die wenigstens die Schlitzbereiche zumindest zweier Flügelaufnahmen miteinander verbindet. Die Vertiefung verläuft oder erstreckt sich vorzugsweise von einem der Schlitzbereiche bis zu wenigstens einem anderen Schlitzbereich. Zusätzlich oder alternativ kann die Druckausgleichsverbindung zumindest eine Vertiefung aufweisen, die wenigstens die Bodenbereiche zumindest zweier Flügelaufnahmen miteinander verbindet. Die Vertiefung verläuft oder erstreckt sich vorzugsweise von einem der Bodenbereiche bis zu wenigstens einem anderen Bodenbereich. Zusätzlich kann die Druckausgleichsverbindung wenigstens eine Vertiefung oder Verbindungsvertiefung aufweisen, die einen Schlitzbereich mit einem Bodenbereich und/oder zumindest mit einer der Kammern und/oder mit dem Innenraum des Stützelements verbindet. Der Bodenbereich bildet vorteilhaft einen radial inneren Bereich der Flügelaufnahme und kann eine Form aufweisen, die von der Schlitzform des Schlitzbereichs abweicht, zum Beispiel rund sein.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein axiales Ende des Rotorkörpers, insbesondere zur Aufnahme des Stützelements, topfförmig gebildet. Der Rotorkörper weist vorteilhaft einen zur Stirnwand hin offenen Aufnahmeraum für das Stützelement auf. Das axiale Ende des Rotorkörpers weist vorzugsweise einen axial vorstehenden Rand auf, der der Stirnwand zugewandt ist. Der axial vorstehende Rand umgibt radial den Aufnahmeraum und damit das Stützelement. Das Stützelement ist radial innerhalb des axial vorstehenden Rands angeordnet. Der axial vorstehende Rand bildet mit seiner axial nach außen gerichteten Fläche eine ringförmige Anlauffläche des Rotorkörpers, die gemeinsam mit der Stirnwand den axialen Dichtspalt, der zwischen dem Rotorkörper und der Stirnwand gebildet ist, bildet. Die Druckausgleichsverbindung ist vorzugsweise radial innerhalb der ringförmigen Anlauffläche gebildet. Das Stützelement ist bevorzugt in dem Aufnahmeraum, der durch das topfförmige axiale Ende bzw. den axial vorstehenden Rand des Rotorkörpers und der Stirnwand begrenzt ist, angeordnet. Die Vertiefung weist eine Tiefe oder eine Axialerstreckung auf, die kleiner ist als eine Tiefe oder Axialerstreckung des Aufnahmeraums und/oder des Stützelements, vorteilhaft die Hälfte, bevorzugt weniger als die Hälfte, der Tiefe oder Axialerstreckung des Aufnahmeraums und/oder des Stützelements.
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Insbesondere eine als kreisförmige Nut oder Ringnut ausgebildete Vertiefung weist bevorzugt eine einheitliche Breite und Tiefe auf. Besteht die Vertiefung aus mehreren separaten Kreissegmenten, beispielsweise aus Kreissegmenten die sich jeweils von einer Flügelaufnahme zur benachbarten Flügelaufnahme erstrecken, weist jedes Kreissegment bevorzugt eine einheitliche Breite und Tiefe auf, wobei sich die Breite und/oder die Tiefe eines ersten separaten Kreissegments von der Breite und/oder der Tiefe eines weiteren separaten Kreissegments unterscheiden kann. Einzelne oder alle der separaten Kreissegmente können eine Breite und/oder Tiefe aufweisen, die über die Erstreckung des separaten Kreissegments variiert/variieren. Der Übergang des separaten Kreissegments in die ihn umgebende Oberfläche am Anfang und am Ende in Kreissegmentlängsrichtung kann abrupt, stufenförmig oder sanft sein. Einzelne der separaten Kreissegmente, insbesondere wenn die separaten Kreissegmente auf unterschiedlichen Kreislinien liegen, können über eine Verbindungsvertiefung, insbesondere einen Kanal, miteinander verbunden sein. So können jeweils zwei parallel zueinander verlaufende Kreissegmente zwischen einer Flügelaufnahme und deren benachbarte Flügelaufnahme einen Verbindungskanal aufweisen, der das radial äußere Kreissegment mit dem radial inneren Kreissegment verbindet.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotorkörper eines Rotors für eine Flügelzellenpumpe. Der Rotorkörper umfasst Flügelaufnahmen zur radial verschieblichen Aufnahme von Flügeln, eine axial gerichtete Stirnseite oder Stirnfläche und zumindest eine, auf der Stirnseite oder Stirnfläche axial offen verlaufende Vertiefung zur Ausbildung einer Druckausgleichsverbindung, wie sie im vorhergehenden Text zum ersten und zum zweiten Aspekt beschrieben wurde.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Stützelement zur Abstützung von Flügeln, respektive Rotorflügeln, an ihren radial inneren Flügelenden in einer Flügelzellenpumpe, mit einer axial gerichteten Stirnseite oder Stirnfläche und zumindest einer, auf der Stirnseite oder Stirnfläche axial offen verlaufenden Vertiefung zur Ausbildung einer Druckausgleichsverbindung, wie sie im vorhergehenden Text zum ersten und zum zweiten Aspekt beschrieben wurde.
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Die Flügelzellenpumpe ist insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Sie ist als eine Kraftfahrzeugpumpe ausgebildet. Die Flügelzellenpumpe ist vorzugsweise zur Förderung einer Flüssigkeit, insbesondere eines Schmier-, Kühl- und/oder Betätigungsmittels, vorgesehen. Sie ist als eine Flüssigkeitspumpe ausgebildet. Die Flügelzellenpumpe ist vorzugsweise zur Versorgung, Schmierung und/oder Kühlung eines Kraftfahrzeugantriebsmotors oder eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit als ein Öl, insbesondere als ein Motorschmieröl oder Getriebeöl, ausgeführt. Die Flügelzellenpumpe kann als eine Motorschmiermittelpumpe für ein Kraftfahrzeug oder als eine Getriebepumpe für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe anhand von Figuren näher erläutert. Erfindungswesentliche Merkmale, die nur den Figuren entnommen werden können, zählen zum Umfang der Erfindung.
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Die Figuren zeigen:
- 1: eine Förderkammer einer Flügelzellenpumpe, die einen Stellring, einen Rotor, zwei Stützelemente und eine Druckausgleichsverbindung im Rotorkörper des Rotors aufweist;
- 2: einen Längsschnitt der Flügelzellenpumpe;
- 3: den Rotorkörper in perspektivischer Ansicht;
- 4: den Rotorkörper in Draufsicht;
- 5: einen Längsschnitt des Rotorkörpers plus Detaildarstellung;
- 6: eine Flügelzellenpumpe mit einer Druckausgleichsverbindung im Rotorkörper und im Stützelement bei Maximalförderung, wobei ein Gehäusedeckel abgenommen ist;
- 7: einen Längsschnitt der Flügelzellenpumpe aus der 6 plus Detai ldarstell ung;
- 8: die Flügelzellenpumpe aus der 6, wobei das am Gehäusedeckel angeordnete Stützelement nicht dargestellt ist;
- 9: die Flügelzellenpumpe aus der 6 bei Nullförderung;
- 10: der Längsschnitt der Flügelzellenpumpe bei Nullförderung plus Detai ldarstell ung;
- 11: die Flügelzellenpumpe bei Nullförderung, wobei das am Gehäusedeckel angeordnete Stützelement nicht dargestellt ist;
- 12: ein Stützelement mit einer Druckausgleichsverbindung mittig auf beiden Stirnseiten;
- 13: ein Stützelement mit einer Druckausgleichverbindung auf beiden Stirnseiten am radial äußeren Rand.
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Die 1 zeigt einen Blick in die Förderkammer 2 einer verstellbaren Flügelzellenpumpe 1. Die Förderkammer 2 ist von einer Förderkammerwand 21 radial umgeben oder begrenzt. Die Förderkammerwand 21 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Stellring 19 gebildet, mit dem ein Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 1 verstellt werden kann. Die Förderkammer 2 umfasst einen Einlass E, durch den ein Fluid in die Förderkammer 2 fließen, respektive gesaugt werden kann, und einem Auslass A, durch den das Fluid aus der Förderkammer 2 ausfließen kann. Dass die Förderkammer 2 einen einen Einlass E und einen Auslass A aufweist, umfasst auch Ausführungen, in der die Förderkammer 2 an jeder axialen Stirnwand 5, 6 bzw. am Gehäuseboden und Gehäusedeckel (2) jeweils eine Einlassniere und eine Auslassniere aufweist.
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In der Förderkammer ist ein Rotor 3, 4 drehbeweglich angeordnet. Der Rotor 3, 4 umfasst einen Rotorkörper 3, der mehrere Flügel 4 beweglich aufnimmt, so dass die Flügel 4 in den Rotorkörper 3 radial einfahren und aus dem Rotorkörper 3 radial ausfahren können. Das Ausfahren der Flügel 4 wird durch zwei Stützelemente 9 unterstützt oder sichergestellt, die mit ihren Außenumfangsflächen 81 an den radial inneren und axial äußeren Enden der Flügel 4 angreifen, so dass diese in jeder Position der Flügel 4 relativ zum Rotorkörper 3 an der Förderkammerwand 21 anliegen. Eines der Stützelemente 8 ist an einer ersten Stirnseite des Rotorkörpers 3 und das andere Stützelement 8 ist an einer, der ersten Stirnseite axial gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Rotorkörpers 3 angeordnet. Eines der Stützelemente 8 ist an dem Gehäusedeckel der Flügelzellenpumpe 1, der die Stirnwand 5 bildet oder aufweist, und das andere Stützelement 8 ist an dem Gehäuseboden der Flügelzellenpumpe 1, der die Stirnwand 6 bildet oder aufweist, angeordnet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Flügelzellenpumpe 1 lediglich ein einziges Stützelement 8 aufweist.
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Der Rotorkörper 3 umfasst für jeden der Flügel 4 je eine Flügelaufnahme 41, die sich von einem radial äußeren Rand des Rotorkörpers 3 nach radial innen erstrecken. Jede der Flügelaufnahmen 41 umfasst einen Flügelschlitz 42, in dem der Flügel 4 eine lineare Führung erfährt, und einen Bodenbereich 43, der ein radial inneres Ende der Flügelaufnahme 41 bildet und in dem der Flügel 4 nicht geführt wird.
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Die Förderkammer 2 wird durch den Rotor 3, 4 in mehrere Förderzellen 7 eingeteilt, deren Volumen sich bei sich drehendem Rotor 3, 4 vergrößert oder verkleinert. Dabei wird jede der Förderzellen 7 durch die sich zugewandten Seitenflächen zweier benachbarter Flügel 4, die Förderkammerwand 21, den Rotorkörper 3, respektive dessen radiale Außenumfangswand, und den Stirnwänden 5, 6 definiert.
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Der Rotorkörper 3 weist an seinen axialen Enden einen axial vorstehenden Rand 33 auf, der einen Aufnahmeraum 34 definiert oder radial umgibt, wie insbesondere in der 5 zu sehen ist. Der Rand 33 erstreckt sich axial gegen eine Stirnwand 5 oder 6 der Förderkammer 2 und bildet mit der jeweiligen Stirnwand 5 oder 6 einen axialen Dichtspalt 31. Der axiale Dichtspalt 31 ist axial zwischen einer stirnseitigen Anlauffläche des Rands 33 und der jeweiligen Stirnwand 5 oder 6 gebildet.
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Das Stützelement 8 ist beweglich innerhalb des Aufnahmeraums 34, der durch den Dichtspalt 31 von den Förderzellen 7 abgedichtet ist, angeordnet und definiert seinerseits einen Innenraum 83. Der Innenraum 83 ist von einer Innenumfangsfläche des Stützelements 8 radial umgeben oder begrenzt. Das Stützelement 8 bildet seinerseits mit der jeweiligen Stirnwand 5 oder 6 radial innerhalb des Aufnahmeraums 34 einen axialen Dichtspalt 32 und mit der Stirnseite des Rotorkörpers 3 einen axialen Dichtspalt 32'. Die Dichtspalte 32, 32' verlaufen radial innerhalb des Dichtspalts 31.
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Ein Durchmesser des Aufnahmeraums 34 ist größer als ein Durchmesser des Innenraums 83. Die radiale Innenseite des Rands 33 des Rotorkörpers 3, zwei einander zugewandte Seiten benachbarter Flügel 4, die Außenumfangsfläche 81 des Stützelements 8 und die jeweilige Stirnwand 5 oder 6 bilden Kammern 18, deren Volumen, mit Ausnahme bei einer Nullförderung, sich bei drehendem Rotor 3, 4 verändert. Dabei vergrößert sich das eingeschlossene Volumen der Kammern 18, wenn sich das eingeschlossene Volumen der Förderzellen 7 verkleinert. Die Dichtspalte 32, 32' dichten den Innenraum 83 zu den Kammern 18 ab.
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Die Flügelzellenpumpe 1 weist eine Druckausgleichsverbindung 9, 10 auf, die die Flügelaufnahmen 41 fluidisch miteinander verbindet. Des Weiteren verbindet die Druckausgleichsverbindung 9, 10 in bestimmten Betriebszuständen, insbesondere bei Maximalförderung, mindestens eine der Kammern 18 und den Innenraum 83 des Stützelements 8 fluidisch miteinander (siehe 1). Ferner verbindet die Druckausgleichsverbindung 9, 10 fluidisch einen axial durch das Stützelement 8 überdeckte Flügelaufnahme 41 mit zumindest einer durch das Stützelement 8 nicht überdeckten Flügelaufnahme 41 und mit zumindest einer der Kammern 18 und mit dem Innenraum 83 des Stützelements 8. Die Druckausgleichsverbindung 9, 10 weist dazu eine erste axial offene Vertiefung 9 und eine zweite axial offene Vertiefung 10 auf, die radial innerhalb des axialen Dichtspalts 31 gebildet sind. Die Vertiefungen 9 und 10 sind auf der Stirnseite des Rotorkörpers 3 radial innerhalb des Rands 33 gebildet. Sie sind radial voneinander beabstandet angeordnet. Die Vertiefungen 9 und 10 sind jeweils als eine Nut ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Vertiefungen 9 und 10 jeweils als eine Ringnut ausgebildet.
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Die Vertiefung 9 erstreckt sich kreisförmig im Aufnahmeraum 34, nahe oder unmittelbar angrenzend an die radiale Innenseite des Rands 33. Die Vertiefung 9 verbindet die Flügelaufnahmen 41 im Schlitzbereich 42 fluidisch miteinander. Statt dass die Vertiefung 9, wie gezeigt sämtliche Flügelaufnahmen 41 im Schlitzbereich 42 miteinander verbindet, kann die Vertiefung 9 in separaten Kreisabschnitten nur einzelne benachbarte Flügelaufnahmen 41 miteinander verbinden, während andere Flügelaufnahmen 41 nicht mit der benachbarten Flügelaufnahme 41 im Schlitzbereich 42 verbunden sind. Bildet die Vertiefung 9 mehrere separate Kreisabschnitte, so können diese wie gezeigt auf einer Kreislinie liegen oder auf unterschiedlichen Kreislinien, die konzentrisch zur Rotationsachse des Rotorkörpers 3 angeordnet sind.
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Die Vertiefung 10 erstreckt sind kreisförmig in dem Aufnahmeraum 34 und verbindet die Flügelaufnahmen 41 im Bodenbereich 43 fluidisch miteinander. Über die Vertiefung 10 kann Fluid zwischen benachbarten Bodenbereichen 43 fließen. So kann beispielsweise das Fluid, das durch das Einfahren eines Flügels 4 in die Flügelaufnahme 41 mit Druck beaufschlagt wird, über die Vertiefung 10, gegebenenfalls unter Umgehung der axialen Überdeckung durch das Stützelement 8, in den Bodenbereich 43 einer benachbarten Flügelaufnahme 41 abfließen. Statt dass die Vertiefung 10, wie gezeigt sämtliche Flügelaufnahmen 41 im Bodenbereich 43 miteinander verbindet, kann die Vertiefung 10 in separaten Kreisabschnitten nur einzelne benachbarte Flügelaufnahmen 41 miteinander verbinden, während andere Flügelaufnahmen 41 nicht mit der benachbarten Flügelaufnahme 41 im Bodenbereich 43 verbunden sind. Bildet die Vertiefung 10 mehrere separate Kreisabschnitte, so können diese wie gezeigt auf einer Kreislinie liegen oder auf unterschiedlichen Kreislinien, die konzentrisch zur Rotationsachse des Rotorkörpers 3 angeordnet sind.
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Die Vertiefung 9 und die Vertiefung 10 sind fluidisch miteinander verbunden. Dazu weisen die Flügelaufnahmen 41 eine Fase 14 auf, die die Vertiefung 9 und die Vertiefung 10 miteinander verbinden (vgl. 3 und 4). Die Fase 14 erstreckt sich am Schlitzbereich 42 und teilweise am Bodenbereich 43 der jeweiligen Flügelaufnahme 41. Sie erstreckt sich radial zwischen der Vertiefung 9 und der Vertiefung 10. Alternativ oder zusätzlich kann die Druckausgleichsverbindung 9, 10 zumindest einen Verbindungskanal 15 aufweisen, der die Vertiefung 9 und die Vertiefung 10 fluidisch miteinander verbindet. Ein solcher Verbindungskanal 15 ist gestrichelt in den 3 und 4 eingezeichnet. Solch ein Verbindungskanal 15 kann in Umfangsrichtung des Rotorkörpers 3 mehrfach ausgebildet sein.
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Die kreisförmig verlaufenden Vertiefungen 9 und 10 sind durch die Flügelaufnahmen 41, in die sie münden, unterbrochen. Zur Umgehung der Unterbrechung der Vertiefung 10 weisen die Flügelaufnahmen 41 eine Fase 14' auf, die das in die Flügelaufnahme 41 einmündende Ende der Vertiefung 10 auf der einen Seite und das in dieselbe Flügelaufnahme 41 einmündende Ende der Vertiefung 10 auf der anderen Seite fluidisch miteinander verbindet. Die Fase 14' erstreckt sich am Bodenbereich 43 der jeweiligen Flügelaufnahme 41. Alternativ oder zusätzlich kann die Druckausgleichsverbindung 9, 10 zumindest einen Verbindungskanal 15' aufweisen, der die durch eine Flügelaufnahme 41 unterbrochene Vertiefung 10 fluidisch miteinander verbindet. Ein solcher Verbindungskanal 15' ist gestrichelt in den 3 und 4 eingezeichnet. Solch ein Verbindungskanal 15' kann in Umfangsrichtung des Rotorkörpers 3 mehrfach ausgebildet sein.
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Durch die Fasen 14, 14' sind auch das in die Flügelaufnahme 41 einmündende Ende der Vertiefung 9 auf der einen Seite und das in dieselbe Flügelaufnahme 41 einmündende Ende der Vertiefung 9 auf der anderen Seite fluidisch miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann die Druckausgleichsverbindung 9, 10 zumindest einen Verbindungskanal 15" aufweisen, der Vertiefungen 9 und 10 miteinander verbindet und zusätzlich die durch eine Flügelaufnahme 41 unterbrochene Vertiefung 9 und 10 fluidisch miteinander verbindet. Ein solcher Verbindungskanal 15" ist gestrichelt in der 4 eingezeichnet. Solch ein Verbindungskanal 15" kann in Umfangsrichtung des Rotorkörpers 3 mehrfach ausgebildet sein.
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Während die 1 bis 5 eine Flügelzellenpumpe 1 betreffen, bei der die Druckausgleichsverbindung 9, 10 im Rotorkörper 3 ausgebildet ist, betreffen die 6 bis 11 eine alternative Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe 1, die eine alternative Druckausgleichsverbindung 9, 11 aufweist. Die Druckausgleichsverbindung 9, 11 umfasst eine in dem Rotorkörper 3 gebildete Vertiefung 9, die die Schlitzbereiche 42 benachbarter Flügelaufnahmen 41 miteinander verbindet, und eine in dem Stützelement 8 gebildete Vertiefung 11. Alternativ oder zusätzlich zur Vertiefung 9 kann die alternative Druckausgleichsverbindung eine Vertiefung aufweisen, die die Bodenbereiche 43 benachbarter Flügelaufnahmen 41 miteinander verbindet. Grundsätzlich kann auch auf die Ausbildung einer Vertiefung im Rotorkörper 3 verzichtet werden, wodurch die alternative Druckausgleichsverbindung lediglich die Vertiefung 12 im Stützelement 8 aufweist.
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Bei der alternativen Ausführungsform umfasst die Flügelzellenpumpe 1 ein Stützelement 8 von der Art, wie es beispielsweise in der 12 dargestellt ist. In der 12 weist das Stützelement 8 die Vertiefung 11 als Nut auf, die im Wesentlichen in der Mitte der axialen Stirnseiten des Stützelements 8 gebildet ist. Die Vertiefung 11 ist gegenüber dem Aufnahmeraum 34 und damit gegenüber dem Innenraum 83 und den Kammern 18 über den verbleibenden Dichtspalt 32' abgedichtet, kann aber, wenn teilweise oder ganz in Überdeckung mit Bodenbereichen 42 benachbarter Flügelaufnahmen 41 diese fluidisch miteinander verbinden.
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In 12 weist das Stützelement 8 in jeder seiner beiden Stirnseiten je eine Vertiefung 11 auf. Das hat den Vorteil, dass das Stützelement 8 nicht fehlerhaft in die Flügelzellenpumpe 1 eingebaut werden kann, da es egal ist, welche Stirnseite des Stützelements 8 dem Rotorkörper 3 und welche der jeweiligen Stirnwand 5, 6 zugewandt ist. Grundsätzlich genügt es, wenn die Vertiefung 11 nur in einer axialen Stirnseite des Stützelements 8 gebildet ist, nämlich der Stirnseite, die dann beim Einbau des Stützelements 8 in die Flügelzellenpumpe 1 auf dem Rotorkörper 3 aufliegt. In den 6 bis 11 weist das Stützelement 8 lediglich auf einer Stirnseite die Vertiefung 11 auf.
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Die 13 zeigt eine alternative Ausführung des Stützelements 8. Das in der 13 dargestellte Stützelement 8 weist eine Vertiefung 12 auf, die am radial äußeren Rand des Stützelements 8 als zum Aufnahmeraum 34, insbesondere zu den Kammern 18, hin offene Nut ausgebildet ist. Auch hier gilt, dass es völlig genügt, wenn die Vertiefung 12 nur in einer der beiden axialen Stirnseiten des Stützelements 8 gebildet ist. Zusätzlich oder alternativ kann in dem Stützelement 8 eine Vertiefung gebildet sein, die am radial inneren Rand des Stützelements 8 als zum Aufnahmeraum 34, insbesondere zum Innenraum 83, hin offene Nut ausgebildet sein.
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Abgesehen von der Ausbildung des Rotorkörpers 3 ohne eine Vertiefung, die die Bodenbereiche 43 benachbarter Flügelaufnahmen 41 miteinander verbindet, und dem Stützelement 8, das beispielsweise dem der 12 oder der 13 entsprechen kann, entspricht die Flügelzellenpumpe 1 der 6 bis 11 der Flügelzellenpumpe 1 der 1 bis 5. Beschrieben werden im Folgenden daher hauptsächlich Merkmal, die sich von den Merkmalen der Flügelzellenpumpe 1 der 1 bis 5 unterscheiden.
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Die 6 zeigt einen Blick in eine geöffnete Flügelzellenpumpe 1, mit einer Förderkammer 2, einem Rotor 3, 4 mit einem Rotorkörper 3 und mehreren Flügel 4, einem Stellring 19 mit einem Federelement 20, mit der der Stellring 19 in bekannter Weise in die Maximalförderung vorgespannt ist. Der Rotor 3, 4 wird durch den Stellring 19 in einer Position der maximalen Förderung der Flügelzellenpumpe 1 gehalten, das heißt, der Rotorkörper 3 hat innerhalb der Förderkammer 2 eine maximale Exzentrizität.
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Das Stützelement 8, das im Aufnahmeraum 34 angeordnet ist, umfasst eine Vertiefung 11 gemäß der 12. Da die Vertiefung 11 in dem Stützelement 8 nur auf der dem Rotorkörper 3 zugewandten Seite ausgebildet ist, ist sie in den 6 und 9 in gestrichelten Linien dargestellt. Je nach Betriebszustand oder eingestellten Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 1 kommuniziert die Vertiefung 11 fluidisch mit dem Schlitzbereich 42 oder dem Bodenbereich 43 der jeweiligen Flügelaufnahmen 41.
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In der 6 wird die Flügelzellenpumpe 1 in Maximalförderung betrieben. Dadurch ist die Vertiefung 11 exzentrisch zur Rotationsachse des Rotors 3, 4 angeordnet. In der 9 dagegen wird die Flügelzellenpumpe 1 in Nullförderung betrieben. Dadurch ist die Vertiefung 11 konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors 3, 4 angeordnet. Zur Verstellung des Fördervolumens der Flügelzellenpumpe 1 wird der Stellring 19 verstellt, wodurch sich die Exzentrizität des Rotors 3, 4 ändert. Durch die Verstellung des Stellrings 19 bewegt sich auch das Stützelement 8 innerhalb des Aufnahmeraums 34 und damit die Vertiefung 11 relativ zu den Flügelaufnahmen 41. Durch die Bildung der Vertiefung 11 in dem Stützelement 8 kann eine von der Förderleistung oder Fördervolumen abhängige Druckausgleichsverbindung 9, 11 bereitgestellt werden. Ferner kann durch die Bildung der Vertiefung 11 in dem Stützelement 8 eine Vertiefung 11 realisiert werden, die die Flügelaufnahmen 41 überbrückt und damit nicht von den Flügelaufnahmen 41 unterbrochen ist.
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Die 7 zeigt einen Längsschnitt A-A durch die Flügelzellenpumpe 1 gemäß der 6. Hier ist deutlich zu erkennen, dass das Stützelement 8 nur an einer Stirnseite die Vertiefung 11 aufweist. Dabei handelt es sich um die dem Rotorkörper 3 zugewandten Stirnseite. In der Detaildarstellung der 7 ist das Stützelement 8 in einer Vergrößerung gezeigt. Das Stützelement 8 hat eine Innenumfangsfläche 82, die den Innenraum 83 umgibt, und eine Außenumfangsfläche 81, die zusammen mit der Innenumfangsfläche des Rands 33 des Rotorkörpers 3 und zwei einander zugewandte Seitenflächen benachbarter Flügel 4 die Kammern 18 bildet. Mit der Stirnwand 6 bildet die Stirnseite des Stützelements 8 den Dichtspalt 32. In der Stirnseite des Stützelements 8, die dem Rotorkörper 3, respektive dem axial offenen Ende der Flügelaufnahme 41 im Aufnahmeraum 34 zugewandt ist, ist die Vertiefung 11 gebildet, die von dem Innenraum 83 und von den Kammern 18 durch einen entsprechenden Dichtspalt 32' getrennt ist.
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In der 7 ist auch zu erkennen, dass der Rotorkörper 3 an beiden axialen Enden einen Rand 33 und einen Aufnahmeraum 34 hat. In jedem Aufnahmeraum 34 ist ein Stützelement 8 angeordnet. Beide Stützelemente 8 sind so angeordnet, dass die Vertiefung 11, im Ausführungsbeispiel eine offene Nut, dem Rotorkörper 3 zugewandt ist. Beim Einlegen des Stützelements 8 in den Aufnahmeraum 34 ist auf die richtige Lage der Vertiefung 11 zu achten, damit diese wirksam ist. Um Fehler beim Einlegen auszuschließen, kann das in der 12 gezeigte Stützelement 11 mit einer Vertiefung 11 in jeder der Stirnseiten vorteilhaft Verwendung finden.
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Die 8 zeigt die Flügelzellenpumpe 1 der 7, wobei das obere Stützelement 8 nicht dargestellt ist, wodurch das in der 8 unterhalb des Rotorkörpers 3 angeordnete Stützelement 8 durch einen Blick in die Flügelaufnahmen 41 sichtbar ist. Zu erkennen ist auch die Vertiefung 11 des Stützelements 8, die zu den Flügelaufnahmen 41 hin offen ist.
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Die 9 zeigt die Flügelzellenpumpe 1 wie bereits erwähnt bei Nullförderung. Die 10 zeigt einen Längsschnitt A-A durch die Flügelzellenpumpe 1 gemäß der 9. Das Stützelement 8, respektive dessen Innenumfangsfläche 82, weist jetzt einen einheitlichen Abstand zu der Rotationsachse des Rotors 3, 4 auf. Die 11 zeigt die Flügelzellenpumpe 1 der 9, wobei das obere Stützelement 8 nicht dargestellt ist, wodurch das in der 11 unterhalb des Rotorkörpers 3 angeordnete Stützelement 8 durch einen Blick in die Flügelaufnahmen 41 sichtbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flügelzellenpumpe
- 2
- Förderkammer
- 21
- Förderkammerwand
- 3
- Rotorkörper
- 31
- Dichtspalt
- 32
- Dichtspalt
- 32'
- Dichtspalt
- 33
- Rand
- 34
- Aufnahmeraum
- 4
- Flügel
- 41
- Flügelaufnahme
- 42
- Schlitzbereich
- 43
- Bodenbereich
- 5
- Stirnwand
- 6
- Stirnwand
- 7
- Förderzelle
- 8
- Stützelement
- 81
- Außenumfangsfläche
- 82
- Innenumfangsfläche
- 83
- Innenraum
- 9
- Vertiefung
- 10
- Vertiefung
- 11
- Vertiefung
- 12
- Vertiefung
- 14
- Fase
- 14'
- Fase
- 15
- Verbindungskanal
- 15'
- Verbindungskanal
- 15"
- Verbindungskanal
- 18
- Kammer
- 19
- Stellring
- 20
- Federelement
- A
- Auslass
- E
- Einlass
