DE10247518A1

DE10247518A1 - Flügelzellenmaschine

Info

Publication number: DE10247518A1
Application number: DE10247518A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Fluck; Heiko Schulz-Andres; Christoph Duerr
Original assignee: LuK Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2003-04-17
Also published as: GB2383611A; FR2830904B1; GB2383611B; FR2830904A1; GB0223251D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem durch eine Antriebswelle angetriebenen Rotor, der innerhalb eines Hubrings zwischen zwei Seitenplatten drehbar angeordnet ist und in dessen Umfangsfläche im Wesentlichen radial verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen Flügel radial verschiebbar gelagert sind, um Fluid von mindestens einem Saugbereich in mindestens einen Druckbereich zu fördern, wobei der Saugbereich mit mindestens einer Saugniere und der Druckbereich mit mindestens einer Druckniere in Verbindung steht, die in einer der Seitenplatten ausgebildet sind, in der radial innerhalb des Bereichs zwischen der Saugniere und der Druckniere Unterflügelnuten ausgebildet sind, die mit Unterflügelkammern in Verbindung stehen, die in den Schlitzen vorgesehen sind, wobei die im Bereich der Druckniere angeordnete Unterflügelnut mit der Druckniere in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem durch eine Antriebswelle angetriebenen Rotor, der innerhalb eines Hubrings zwischen zwei Seitenplatten drehbar angeordnet ist und in dessen Umfangsfläche im wesentlichen radial verlaufende Schlitze angebracht sind, in denen Flügel radial verschiebbar gelagert sind, um Fluid von mindestens einem Saugbereich in mindestens einen Druckbereich zu fördern, wobei der Saugbereich mit mindestens einer Saugniere und der Druckbereich mit mindestens einer Druckniere in Verbindung steht, die in einer der Seitenplatten ausgebildet sind, in der radial innerhalb des Bereichs zwischen der Saugniere und der Druckniere Unterflügelnuten ausgebildet sind, die mit Unterflügelkammern in Verbindung stehen, die in den Schlitzen vorgesehen sind, wobei die im Bereich der Druckniere angeordnete Unterflügelnut mit der Druckniere in Verbindung steht.
Flügelzellenmaschinen der hier angesprochenen Art werden beispielsweise in Lenkhilfsystemen eingesetzt und fördern ein spezielles Fluid, zum Beispiel Öl, um eine Unterstützung der am Lenkrad beispielsweise eines Kraftfahrzeugs aufzubringenden Lenkkräfte zu bewirken. Bei elektrisch angetriebenen Lenkhilfpumpen ist der Betriebspunkt mit der höchsten Leistung der Auslegungspunkt für den Elektromotor. Die Baugröße des Elektromotors beeinflusst die Kosten des Gesamtaggregats erheblich. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Pumpe ermöglicht den Einsatz größerer Pumpen mit kleineren Elektromotoren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flügelzellenmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die einen besseren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Flügelzellenmaschinen.
Die Aufgabe ist bei einer Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem durch eine Antriebswelle angetriebenen Rotor, der innerhalb eines Hubrings zwischen zwei Seitenplatten drehbar angeordnet ist und in dessen Umfangsfläche im wesentlichen radial verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen Flügel radial verschiebbar gelagert sind, um Fluid von mindestens einem Saugbereich in mindestens einen Druckbereich zu fördern, wobei der Saugbereich mit mindestens einer Saugniere und der Druckbereich mit mindestens einer Druckniere in Verbindung steht, die in einer der Seitenplatten ausgebildet sind, in der radial innerhalb des Bereichs zwischen der Saugniere und der Druckniere Unterflügelnuten ausgebildet sind, die mit Unterflügelkammern in Verbindung stehen, die in den Schlitzen vorgesehen sind, wobei die im Bereich der Druckniere angeordnete Unterflügelnut mit der Druckniere in Verbindung steht, dadurch gelöst, dass die im Bereich der Saugniere angeordnete Unterflügelnut mit dem Druckraum einer zusätzlichen Fördereinrichtung in Verbindung steht.
Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass die Reibung der Flügelköpfe an der Innenfläche des Hubrings eine große Verlustquelle darstellt. Zur Reduzierung der Flügelkopfreibung ist es möglich, einen oder beide Reibpartner mit einer reibungsvermindernden Beschichtung zu versehen. Das ist jedoch aufwendig und mit hohen Herstellkosten verbunden. Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Flügelkopfreibung besteht darin, die Flügeldicke und damit die wirksame Druckfläche und die daraus resultierende Anpresskraft zu verringern. Eine Verringerung der Flügeldicke ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad sinnvoll, da ansonsten die Stabilität der Flügel verloren geht.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Flügelkopfreibung besteht darin, den Druck in den Unterflügelnuten, die im Saugbereich, also innerhalb der Saugnieren, angeordnet sind, durch Drosseln oder Blenden auf ein niedrigeres Druckniveau zu reduzieren. Diese Lösung ist jedoch in Bezug auf den Wirkungsgrad der Flügelzellenmaschine ungünstig, weil das Öl zunächst auf Hochdruck gebracht wird, um anschließend mit Drosseln wieder entspannt zu werden.
Bei herkömmlichen Flügelzellenpumpen sind sämtliche Unterflügelnuten mit Hochdruck beaufschlagt, um die Ausfahrbewegung der Flügel zu gewährleisten und die Flügelköpfe in Anlage an der Innenfläche des Hubrings zu halten. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung stehen nur noch die im Druckbereich angeordneten Unterflügelnuten mit der Druckniere in Verbindung und werden demzufolge mit Hochdruck beaufschlagt. Die im Saugbereich angeordneten Unterflügelnuten stehen anstatt mit der Druckniere mit dem Druckraum einer zusätzlichen Fördereinrichtung in Verbindung. Die zusätzliche Fördereinrichtung ist so ausgelegt, dass sie einen ausreichenden Druck in den angeschlossenen Unterflügelnuten aufrecht erhält, der jedoch deutlich kleiner als der Druck im Druckbereich der Flügelzellenmaschine ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Flügelzellenpumpe, insbesondere einer Monoflügelzellenpumpe, gebildet wird, die durch die Antriebswelle bzw. den Rotor der Flügelzellenmaschine angetrieben ist. Das hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Antrieb erforderlich ist und bei der Integration der zusätzlichen Fördereinrichtung nur wenige Änderungen an der Flügelzellenmaschine vorgenommen werden müssen. Die Ausbildung der zusätzlichen Fördereinrichtung als Monoflügelzellenpumpe liefert den Vorteil, dass nur ein einziges zusätzliches Bauteil, nämlich ein Flügel, benötigt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine mit einem Ende durch den Rotor hindurch und über den Rotor hinausragt, und dass an dem über den Rotor hinausragenden Ende der Antriebswelle mindestens ein Schlitz zur Aufnahme eines Flügels ausgebildet ist. Das hat den Vorteil, dass die vorhandene Antriebswelle der Flügelzellenmaschine nur etwas verlängert und mit einem Schlitz versehen werden muss. Es sind also keine aufwendigen Veränderungen an der Flügelzellenmaschine erforderlich.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten eine Ausnehmung zur Aufnahme des Antriebswellenendes mit dem Schlitz und dem Flügel vorgesehen ist. Das hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile zur Aufnahme des im Betrieb der Flügelzellenmaschine mit der Antriebswelle rotierenden Flügels benötigt werden. Die Seitenplatte bildet praktisch das Gehäuse für die zusätzliche Fördereinrichtung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Zahnradpumpe, insbesondere einer Außenzahnradpumpe, gebildet wird, die durch die Antriebswelle bzw. den Rotor der Flügelzellenmaschine angetrieben ist. Das hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Antrieb für die zusätzliche Fördereinrichtung erforderlich ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe ein angetriebenes, erstes Zahnrad, das mit der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine gekoppelt ist, und ein mit diesem in Eingriff befindliches zweites Zahnrad umfasst. Die beiden miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder fördern das Arbeitsfluid in die zu versorgende Unterflügelnut. Das erste Zahnrad kann auch an der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine direkt ausgebildet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder in einer Ausnehmung in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten aufgenommen sind. Das hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile zur Aufnahme der beiden Zahnräder benötigt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Innenzahnradpumpe gebildet wird, die nach dem Gerotorprinzip arbeitet und durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist. Durch die Gerotorpumpe kann in den angeschlossenen Unterflügelnuten ein ausreichender Druck aufrecht erhalten werden, ohne dass ein zusätzlicher Antrieb erforderlich ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe einen innenverzahnten Zahnring aufweist, der in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten drehbar aufgenommen ist und in dem ein außenverzahntes Zahnrad durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist. Das Zahnrad und der Zahnring wirken, wenn sie sich drehen, so zusammen, dass zwischen ihren Zähnen ausgebildete Pumpenräume auf der Saugseite vergrößert und auf der Druckseite verkleinert werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Förderwirkung erzielt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine mit einem Ende durch den Rotor hindurch und über den Rotor hinausragt, und dass an dem über den Rotor hinausragenden Ende der Antriebswelle das Zahnrad der Innenzahnradpumpe ausgebildet ist. Das liefert den Vorteil, dass nur ein zusätzliches Bauteil, nämlich der Zahnring, benötigt wird, um die zusätzliche Fördereinrichtung zu realisieren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einem Stummel der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine gebildet wird, der einen Druckaufbau in der Art eines Gleitlagers in einem konvergierenden Spalt zwischen dem Stummel und einer Ausnehmung ermöglicht, die in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten ausgebildet ist. Dabei ist die Ausnehmung exzentrisch zu dem darin aufgenommenen Stummel der Antriebswelle ausgebildet, so dass sich ein verjüngender Spalt ergibt. Im Betrieb der Flügelzellenmaschine sorgt die rotierende Antriebswelle für einen Druckaufbau nach dem Gleitlagerprinzip in dem sich verjüngenden Spalt. An der Stelle des höchsten Drucks ist vorzugsweise eine Verbindung zu den zu versorgenden Unterflügelnuten der Flügelzellenmaschine vorgesehen. Die einen Druckaufbau in der Art eines Gleitlagers ermöglichende Fördereinrichtung wird im Rahmen des vorliegenden Textes auch als Gleitlagerpumpe bezeichnet.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer eingangs geschilderten Flügelzellenmaschine auch dadurch gelöst, dass die im Bereich der Saugniere angeordnete Unterflügelnut einen keilförmigen Querschnitt aufweist, der sich in Umfangsrichtung der Unterflügelnut verengt. Die Versorgung der Unterflügelnut mit Öl kann durch eine Durchgangsbohrung zum Tank erfolgen. Durch die keilförmig gestaltete Unterflügelnut baut sich im Betrieb der Flügelzellenmaschine, wie bei einem Axiallager, in Folge der Drehung des Rotors und der damit verbundenen Schleppströmung ein Druck auf, der die Flügel beim Ausfahren unterstützt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatte mit den Unterflügelnuten den Deckel der Flügelzellenmaschine bildet. Die Integration der zusätzlichen Fördereinrichtung in den Deckel der Flügelzellenmaschine liefert den Vorteil, dass die einzelnen Bauteile der zusätzlichen Fördereinrichtung bei abgenommenem Deckel der Flügelzellenmaschine gut zugänglich sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der Flügelzellenmaschine den Deckel der zusätzlichen Fördereinrichtung bildet. Dadurch kann die Zahl der zusätzlichen Bauteile klein gehalten werden. Gegebenenfalls kann auch ein zusätzlicher Deckel, zum Beispiel aus Kunststoff, zwischen dem Rotor der Flügelzellenmaschine und der zusätzlichen Fördereinrichtung angeordnet sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 den Deckel einer Flügelzellenmaschine mit integrierter zusätzlicher Monoflügelzellenpumpe;
Fig. 2 den Deckel einer Flügelzellenmaschine mit integrierter Außenzahnradpumpe;
Fig. 3 den Deckel einer Flügelzellenmaschine mit integrierter Gerotorpumpe;
Fig. 4 den Deckel einer Flügelzellenmaschine mit integrierter Gleitlagerpumpe;
Fig. 5 den Deckel einer Flügelzellenmaschine mit speziell ausgebildeten Unterflügelnuten und
Fig. 6 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.
Eine erfindungsgemäße Flügelzellenmaschine umfasst einen Rotor, der im wesentlichen die Form einer Kreisscheibe aufweist. Der Rotor ist innerhalb eines Hubrings drehbar angeordnet. Der Hubring ist zwischen zwei Seitenplatten eines Gehäuses angeordnet, das ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
Die Innenkontur des Hubrings ist so gewählt, dass sich zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume zwischen dem Außenumfang des Rotors und der Innenfläche des Hubrings ergeben. Hierzu weist die Innenkontur des Hubrings einen sogenannten Kleinkreis auf, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Rotors entspricht. Ferner weist die Innenkontur des Hubrings einen sogenannten Großkreis auf, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rotors, so dass es zur Ausbildung der Pumpenräume kommt.
Der Rotor weist, über seine Umfangsfläche verteilt, mehrere radial verlaufende Schlitze auf, die sich über die gesamte Breite des Rotors erstrecken. In den Schlitzen sind radial bewegliche Flügel angeordnet. Der Rotor, der Hubring und die Seitenplatten begrenzen jeweils zwischen zwei benachbarten Flügeln einen Verdrängerraum, dessen Volumen sich verändert, wenn sich der Rotor dreht. Dabei kommt es auf der Saugseite der Flügelzellenpumpe zu einer Volumenvergrößerung, die ein Ansaugen des Arbeitsmediums in den Verdrängerraum bewirkt. Gleichzeitig kommt es auf der Druckseite der Flügelzellenpumpe zu einer Volumenabnahme, die ein Fördern des Arbeitsmediums aus dem jeweiligen Verdrängerraum bewirkt. Entsprechend der Drehbewegung des Rotors wird mindestens ein Saugbereich und mindestens ein Druckbereich ausgebildet. Der Saugbereich ist über eine Saugniere mit einem Sauganschluss der Flügelzellenpumpe verbunden, während der Druckbereich über eine Druckniere mit einem Druckanschluss der Flügelzellenpumpe verbunden ist.
In Fig. 1 ist ein Deckel 1 eines Pumpengehäuses einer erfindungsgemäßen Flügelzellenmaschine in der Draufsicht dargestellt. Im äußeren Umfangsbereich des Deckels sind vier Durchgangslöcher 2, 3, 4 und 5 ausgebildet, die zur Aufnahme von Schrauben dienen, mit denen der Deckel 1 an dem (nicht dargestellten) Pumpengehäuse der Flügelzellenmaschine befestigt werden kann. Innerhalb der Durchgangslöcher 2 bis 5 ist eine kreisringförmige Dichtfläche 7 für das Pumpengehäuse ausgebildet. Innerhalb des von der Dichtfläche 7 umgebenen Bereichs sind diametral gegenüberliegend zwei Löcher 10 und 11zur Aufnahme von Befestigungsbolzen vorgesehen, die zur Fixierung des Hubrings zwischen der als Deckel ausgebildeten, dargestellten Seitenplatte und einer weiteren Seitenplatte dienen. Im zusammengebauten Zustand der Flügelzellenmaschine sind zwischen dem Deckel und der weiteren Seitenplatte der (nicht dargestellte) Hubring und der (nicht dargestellte) Rotor angeordnet, der durch eine Antriebswelle angetrieben ist.
Zumindest teilweise radial innerhalb des Bereichs zwischen den Löchern 10 und 11 sind zwei diametral gegenüberliegende Drucknieren 14 und 15 ausgebildet. Die Drucknieren 14 und 15 enthalten im Betrieb der Flügelzellenmaschine mit Hochdruck beaufschlagtes Arbeitsfluid. Um 90° versetzt zu den Drucknieren 14 und 15 sind zwei diametral gegenüberliegende Saugnieren 18 und 19 ausgebildet. Die Saugnieren 18 und 19 stehen nicht mit den Drucknieren 14 und 15 in Verbindung.
Zwischen den Drucknieren 14 und 15 sind in dem Deckel 1 zwei Unterflügelnuten 22 und 23 ausgebildet. Die Unterflügelnuten 22 und 23 stehen (über eine nicht dargestellte Verbindung) mit den Drucknieren 14 und 15 in Verbindung. Zwischen den Saugnieren 18 und 19 sind zwei Unterflügelnuten 26 und 27 ausgebildet. Die Unterflügelnuten 26 und 27 stehen nicht mit den Unterflügelnuten 22 und 23 in Verbindung, sind aber durch einen Verbindungskanal 30, der in dem Deckel 1 ausgebildet ist, miteinander verbunden. In den Verbindungskanal 30 mündet ein Druckanschlusskanal 32 einer Monoflügelzellenpumpe 36, die in den Deckel 1 integriert ist.
Die Monoflügelzellenpumpe 36 weist einen Rotor 38 auf, der von einem verlängerten Ende der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine gebildet wird. In dem Rotor 38 ist ein Schlitz ausgebildet, in dem ein Flügel 40 radial verschiebbar aufgenommen ist. Der Rotor 38 und der Flügel 40 sind in einer kreiszylinderförmigen Ausnehmung 41 aufgenommen, die in dem Deckel 1 ausgebildet ist. Im Boden der kreiszylinderförmigen Ausnehmung 41 ist ein Sauganschluss 42 der Monoflügelzellenpumpe 36 vorgesehen. Im Betrieb dreht sich der Flügel 40 der Monoflügelzellenpumpe 36 gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch wird Arbeitsfluid von dem Sauganschluss 42 in den Anschlusskanal 32 gefördert, der den Druckanschluss der Monoflügelzellenpumpe 36 bildet.
Die kreiszylinderförmige Ausnehmung 41 und die Unterflügelnuten 22, 23, 26, 27 sind im zusammengebauten Zustand von dem Rotor der Flügelzellenmaschine verdeckt. Somit bildet der Rotor der Flügelzellenmaschine den Deckel der Monoflügelzellenpumpe 36. Die Monoflügelzellenpumpe 36 ist so ausgelegt, dass sie einen relativ niedrigen Druck in den Unterflügelnuten 26 und 27 aufrechterhält, die im Saugbereich angeordnet sind. Der Sauganschluss 42 der Monoflügelzellenpumpe 36 steht mit dem Versorgungstank der Flügelzellenmaschine in Verbindung. Darüber hinaus wird im Betrieb der Flügelzellenmaschine an der Antriebswelle austretendes Lecköl durch die Monoflügelzellenpumpe 36 zu dem Druckanschlusskanal 32 gefördert und von dort über den Verbindungskanal 30 in die Unterflügelnuten 26 und 27.
Der in Fig. 2 dargestellte Deckel entspricht weitestgehend dem in Fig. 1 dargestellten Deckel. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen wird. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen eingegangen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Außenzahnradpumpe 46 in den Deckel 1 integriert. Zu diesem Zweck ist in dem Deckel 1 eine Ausnehmung 47 vorgesehen, die zur Aufnahme eines ersten Zahnrades 48 und eines zweiten Zahnrades 50 dient. Das erste Zahnrad 48 ist entweder durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben oder unmittelbar an einer Verlängerung der Antriebswelle ausgebildet. Das angetriebene erste Zahnrad 48 befindet sich im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 50. Wenn die beiden Zahnräder 48 und 50 über die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine in Drehung versetzt werden, wird Arbeitsfluid von einem Sauganschluss 52 in den Verbindungskanal 30 zwischen den Unterflügelnuten 26 und 27 gefördert.
Die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Deckel entsprechen weitestgehend dem in Fig. 1 dargestellten Deckel. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen wird. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsformen eingegangen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist eine Gerotorpumpe 56 in die Flügelzellenmaschine integriert. Die Gerotorpumpe 56 umfasst einen Zahnring 58 mit einer Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung eines Zahnrades 60 zusammenwirkt, um Druckmittel aus einer Versorgungsleitung 62, die mit einem Tank 64 in Verbindung steht, in einen Druckanschlusskanal 32 zu fördern. Der Druckanschlusskanal 32 mündet in einen Verbindungskanal 30, der die Unterflügelnuten 26 und 27 miteinander verbindet. Durch die Gerotorpumpe 56 wird also Druckmittel aus dem Tank 64 in die Unterflügelnuten 26 und 27 gefördert.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist eine Gleitlagerpumpe 66 in die Flügelzellenmaschine integriert. Die Gleitlagerpumpe 66 umfasst eine Ausnehmung 68, die in dem Deckel 1 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 68 hat die Gestalt eines Kreiszylinders, in dem ein Stummel 70 der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine leicht exzentrisch aufgenommen beziehungsweise gelagert ist. Die Ausnehmung 68 steht über eine Versorgungsleitung 72 mit einem Druckmitteltank 74 in Verbindung. Wenn der Stummel 70 der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine, wie durch einen Pfeil 73 angedeutet ist, in Drehung versetzt wird, baut sich in einem sich in Drehrichtung der Antriebswelle verjüngenden Spalt 75 ein Druck auf. An dem sich verjüngenden Ende des Spaltes 75 ist ein Druckanschlusskanal 32 vorgesehen, der in einen Verbindungskanal 30 mündet, der die beiden Unterflügelnuten 26 und 27 miteinander verbindet. Die Gleitlagerpumpe 66 dient also dazu, Druckmittel aus dem Tank 74 in die Unterflügelnuten 26 und 27 zu fördern.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind radial innerhalb der Saugnieren 18 und 19 Unterflügelnuten 76 und 77 vorgesehen, die über Versorgungsleitungen 78 und 79 mit einem Druckmittelreservoir 80 in Verbindung stehen. Der Druckaufbau in den Unterflügelnuten 76 und 77 erfolgt durch eine Schleppströmung, die durch das Zusammenwirken der Nutoberflächen mit dem sich in Drehung befindlichen Rotor erzeugt wird. Der in Drehung befindliche Rotor wirkt also mit den Unterflügelnuten 76 und 77 in der Art eines hydrodynamischen Axiallagers zusammen.
In Fig. 6 sieht man, dass die Unterflügelnut 76 im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist, so dass sich ein in Drehrichtung verjüngender Spalt ergibt. Durch den sich in Umfangsrichtung verjüngenden Spalt baut sich ein Druck auf, der die Flügel beim Ausfahren unterstützt.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge 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 Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen 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 Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche 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. Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem durch eine Antriebswelle angetriebenen Rotor, der innerhalb eines Hubrings zwischen zwei Seitenplatten drehbar angeordnet ist und in dessen Umfangsfläche im wesentlichen radial verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen Flügel radial verschiebbar gelagert sind, um Fluid von mindestens einem Saugbereich in mindestens einen Druckbereich zu fördern, wobei der Saugbereich mit mindestens einer Saugniere und der Druckbereich mit mindestens einer Druckniere in Verbindung steht, die in einer der Seitenplatten ausgebildet sind, in der radial innerhalb des Bereichs zwischen der Saugniere und der Druckniere Unterflügelnuten ausgebildet sind, die mit Unterflügelkammern in Verbindung stehen, die in den Schlitzen vorgesehen sind, wobei die im Bereich der Druckniere angeordnete Unterflügelnut mit der Druckniere in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Saugniere angeordnete Unterflügelnut mit dem Druckraum einer zusätzlichen Fördereinrichtung in Verbindung steht.

2. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Flügelzellenpumpe, insbesondere einer Monoflügelzellenpumpe, gebildet wird, die durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist.

3. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine mit einem Ende durch den Rotor hindurch und über den Rotor hinausragt, und dass an dem über den Rotor hinausragenden Ende der Antriebswelle mindestens ein Schlitz zur Aufnahme eines Flügels ausgebildet ist.

4. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten eine Ausnehmung zur Aufnahme des Antriebswellenendes mit dem Schlitz und dem Flügel vorgesehen ist.

5. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Zahnradpumpe, insbesondere einer Außenzahnradpumpe, gebildet wird, die durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist.

6. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe ein angetriebenes, erstes Zahnrad, das mit der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine gekoppelt ist, und ein mit diesem in Eingriff befindliches zweites Zahnrad umfasst.

7. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder in einer Ausnehmung in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten aufgenommen sind.

8. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einer Innenzahnradpumpe gebildet wird, insbesondere nach dem Gerotorprinzip, und durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist.

9. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe einen innenverzahnten Zahnring aufweist, der in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten drehbar aufgenommen ist und in dem ein außenverzahntes Zahnrad durch die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine angetrieben ist.

10. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 7 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle der Flügelzellenmaschine mit einem Ende durch den Rotor hindurch und über den Rotor hinausragt, und dass an dem über den Rotor hinausragenden Ende der Antriebswelle das angetriebene Zahnrad der Zahnradpumpe ausgebildet ist.

11. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung von einem Stummel der Antriebswelle der Flügelzellenmaschine gebildet wird, der einen Druckaufbau in der Art eines Gleitlagers in einem konvergierenden Spalt zwischen dem Stummel und einer Ausnehmung ermöglicht, die in der Seitenplatte mit den Unterflügelnuten ausgebildet ist.

12. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Saugniere angeordnete Unterflügelnut einen keilförmigen Querschnitt aufweist, der sich in Umfangsrichtung der Unterflügelnut verengt.

13. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatte mit den Unterflügelnuten den Deckel der Flügelzellenmaschine bildet.

14. Flügelzellenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der Flügelzellenmaschine den Deckel der zusätzlichen Fördereinrichtung bildet.

15. Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem durch eine Antriebswelle angetriebenen Rotor, der innerhalb eines Hubrings zwischen zwei Seitenplatten drehbar angeordnet ist und in dessen Umfangsfläche im wesentlichen radial verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen Flügel radial verschiebbar gelagert sind, um Fluid von mindestens einem Saugbereich in mindestens einen Druckbereich zu fördern, wobei der Saugbereich mit mindestens einer Saugniere und der Druckbereich mit mindestens einer Druckniere in Verbindung steht, die in einer der Seitenplatten ausgebildet sind, in der radial innerhalb des Bereichs zwischen der Saugniere und der Druckniere Unterflügelnuten ausgebildet sind, die mit Unterflügelkammern in Verbindung stehen, die in den Schlitzen vorgesehen sind, wobei die im Bereich der Druckniere angeordnete Unterflügelnut mit der Druckniere in Verbindung steht, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.