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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Flügelzellen-Pumpenvorrichtung und betrifft insbesondere eine Flügelzellen-Pumpenvorrichtung, die eine Flügelzellen- bzw. Drehschieberpumpe umfasst, die innerhalb eines Speicherbehälters angeordnet ist, um so höhere Herstellungskosten der Flügelzellenpumpe zu vermeiden.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen sind Fahrzeuge und andere Vorrichtungen, die einen Hydraulikdruck verwenden, mit einer Flügelzellen- bzw. Drehschieberpumpe ausgestattet, um einen Hydraulikdruck bereitzustellen. Ein Körper der Flügelzellenpumpe ist mit einem Nockenring, einem Drehschieber und einem Rotor versehen, der mit einer Welle gekoppelt ist, die durch eine Antriebseinheit drehangetrieben wird und somit von der Welle gedreht wird. Wenn der Rotor und der Drehschieber gedreht werden, wird ein Hydrauliköl von der Flügelzellenpumpe eingesaugt und unter Druck gesetzt und dann einer Hydraulikleitung zur Verfügung gestellt. Ein Speicherbehälter zum Versorgen der Flügelzellenpumpe mit dem Hydrauliköl ist unabhängig von der Flügelzellenpumpe vorgesehen und mit dieser über ein Verbindungsrohr verbunden. Alternativ kann der Speicherbehälter unmittelbar auf die Flügelzellenpumpe montiert sein. Es sei angemerkt, dass die vorstehende Beschreibung zum Zwecke eines Verständnisses des Standes der Technik erfolgte und nicht eine Beschreibung von einer allgemein bekannten herkömmlichen Technik darstellt.
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Offenbarung
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Technische Aufgabe
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Weil eine herkömmliche Flügelzellenpumpe einer Umgebung vollständig oder teilweise ausgesetzt ist, ist die Flügelzellenpumpe mit einem Dichtungselement aus Gummi versehen, um einen Austritt von Öl aus der Flügelzellenpumpe zu verhindern, und ist es erforderlich, das Dichtungselement zu prüfen, um einen Austritt von Öl aus der Flügelzellenpumpe zu verhindern, was so die Herstellungskosten der Flügelzellenpumpe erhöht. Deshalb besteht ein Bedürfnis nach einer verbesserten Flügelzellenpumpe, bei der derartige Probleme nicht bestehen.
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Die vorliegende Offenbarung ist auf eine Lösung für derartige Probleme gemäß dem Stand der Technik gerichtet und ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung soll eine Flügelzellenpumpenvorrichtung bereitstellen, bei der eine Erhöhung der Herstellungskosten, was den Einbau eines Dichtungselements zum Verhindern eines Ölaustritts aus einer Flügelzellenpumpe anbelangt, eine weitere Erschwerung der Montage, die von dem Einbau des Dichtungselements herrührt, und eine zusätzliche Prüfung, was einen Ölaustritt anbelangt, verhindert werden kann.
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Technische Lösung
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Gemäß einem Gesichtspunkt umfasst eine Flügelzellenpumpenvorrichtung: ein Gehäuse mit einem Auslasskanal; einen Speicherbehälter, der mit dem Gehäuse verbunden ist und ein Hydrauliköl aufnimmt; sowie eine Flügelzellen- bzw. Drehschieberpumpe, die innerhalb des Speicherbehälters angeordnet ist und das unter Druck gesetzte Hydrauliköl zu dem Auslasskanal austrägt. Bei dem Gehäuse kann es sich um einen Seitenwandkörper oder ein Motorgehäuse handeln. Die Flügelzellenpumpenvorrichtung kann außerdem einen Dichtungsring zwischen dem Gehäuse und dem Speicherbehälter aufweisen, um einen Austritt des Öls zu verhindern. Die Flügelzellenpumpe kann auf ihrer Vorderseite mit einem Sauganschluss ausgebildet sein, über den das Hydrauliköl in die Flügelzellenpumpe eingesaugt wird, sowie mit einem Auslassanschluss, der mit dem Auslasskanal in Verbindung steht.
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Die Flügelzellenpumpe kann außerdem einen Saugverbindungskanal umfassen, der um den Sauganschluss und getrennt zu dem Gehäuse festgelegt ist. Die Flügelzellenpumpenvorrichtung kann außerdem ein Ventilgehäuse aufweisen, das einstückig mit der Flügelzellenpumpe ausgebildet ist und auf das ein Ablass- bzw. Dekompressionsventil montiert ist.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Weil bei der Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine Flügelzellenpumpe innerhalb eines Speicherbehälters angeordnet ist, der ein Hydrauliköl aufnimmt, um jegliches mögliche Problem betreffend einen Ölaustritt aus der Flügelzellenpumpe zu beherrschen, kann die Flügelzellenpumpe ohne ein Dichtungselement auskommen, was so aufgrund einer Verringerung der Anzahl von Prüfvorgängen und von Bauelementen der Flügelzellenpumpenvorrichtung die Herstellungskosten reduziert.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
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2 zeigt einen Sauganschluss und einen Auslassanschluss einer Flügelzellenpumpe gemäß der 1;
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3 ist eine Perspektivansicht der Flügelzelleinpumpenvorrichtung gemäß der 1 in einem zusammengesetzten Zustand;
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4 ist eine Seiten-Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie A-A in der 3;
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5 ist eine Seiten-Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie B-B in der 3;
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6 ist eine Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie C-C in der 4;
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7 ist eine Vorderansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie D-D in der 4, welche einen vorderen Körper der Flügelzellenpumpenvorrichtung zeigt; und
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8 ist eine Vorderansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie E-E in der 4, die eine Seitenplatte der Flügelzellenvorrichtung zeigt.
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Beste Ausführungsform
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Nun werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Zum Zwecke einer Beschreibung wird dabei eine Flügelzellenpumpenvorrichtung dargelegt, die ausgelegt ist, um ein Hydrauliköl durch Rotation von Drehschiebern unter Druck zu setzen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind und die Stärke von Linien oder die Größe von Bauteilen einer besseren Beschreibung und Klarheit halber übertrieben dargestellt sein können. Außerdem wurden die hierin verwendeten Begriffe unter Zugrundelegung von Funktionen gemäß der vorliegenden Offenbarung festgelegt und diese können je nach den Gewohnheiten oder den Plänen von Benutzern oder Bedienpersonen geändert werden. Deshalb sollte die Festlegung der Begriffe entsprechend der Gesamtoffenbarung, die hiermit dargelegt wird, erfolgen.
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1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 2 zeigt einen Sauganschluss und einen Auslassanschluss einer Flügelzellenpumpe gemäß der 1, 3 ist eine Perspektivansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß der 1 in einem zusammengebauten Zustand, 4 ist eine Seiten-Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie A-A in der 3, 5 ist eine Seiten-Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie B-B in der 3, 6 ist eine Schnittansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie C-C in der 4, 7 ist eine Vorderansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie D-D in der 4, die einen vorderen Körper der Flügelzellenpumpenvorrichtung zeigt, und 8 ist eine Vorderansicht der Flügelzellenpumpenvorrichtung entlang der Linie E-E in der 4, die eine Seitenplatte der Flügelzellenpumpenvorrichtung zeigt.
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Gemäß den 1 bis 3 weist die Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 70, das darin einen Auslasskanal 74 festlegt, einen Speicherbehälter 1, der mit dem Gehäuse 70 in Verbindung steht und das Hydrauliköl 90 aufnimmt, sowie eine Flügelzellen- bzw. Drehschieberpumpe 10 auf, die innerhalb des Speicherbehälters 1 angeordnet ist und das Hydrauliköl 90 nach einer Komprimierung des Hydrauliköls 90 über den Auslasskanal 74 nach außen austrägt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 70 eine Seitenwand oder ein Motorgehäuse sein, die jeweils ortsfest bleiben. Dabei sei darauf hingewiesen, dass ein beliebiges Element als das Gehäuse 70 verwendet werden kann, solange das Element mit dem Speicherbehälter 1 verbunden werden kann und das Hydrauliköl 90 aufnehmen kann.
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Wie in der 4 gezeigt, ist das Gehäuse 70 mit dem Auslasskanal 74 ausgebildet, der mit einem Auslassanschluss 84 der Flügelzellenpumpe 10 verbunden ist, um das unter Druck gesetzte Hydrauliköl 90 zu erhalten, sowie mit einer Hydraulikversorgungsbohrung 72, die mit dem Auslasskanal 74 verbunden ist, um das Hydrauliköl 90 einer Hydraulikleitung zuzuführen.
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In der 1 ist die Oberfläche des Gehäuses 70, das mit der Flügelzellenpumpe 10 verbunden ist, mit Befestigungsbohrungen 77 ausgebildet, mit denen Befestigungsschrauben 18 der Flügelzellenpumpe 10 verbunden sind, sowie mit dem Auslasskanal 74, der mit dem Auslassanschluss 84 der Flügelzellenpumpe 10 verbunden ist.
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Außerdem ist das Gehäuse 70 mit einer Wellen-Verbindungsbohrung 76 versehen, in die eine Welle 80 der Flügelzellenpumpe 10, die mit dem Gehäuse 70 verbunden werden soll, eingeführt ist. Die Welle 80 kann von einem Motor, der an einer Seitenwand befestigt ist, über die Wellen-Verbindungsbohrung 76 angetrieben werden oder kann unmittelbar mit dem Motor verbunden sein, zum Antrieb durch den Motor.
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Alternativ kann die Welle 80 anstelle mit dem Motor mit anderen Antriebsquellen verbunden sein und davon eine Drehantriebskraft erhalten.
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Der Speicherbehälter 1 ist mit dem Gehäuse 70 verbunden, um ein Volumen festzulegen, in welchem das Hydrauliköl 90 aufbewahrt wird, und kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich einer zylindrischen Form. Der Speicherbehälter 1 ist auf einer seiner Seiten mit einem Verbindungsrohr 3 versehen, das einen Kanal festlegt, um ein Hydrauliköl 90 von außen her zu erhalten.
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Ein Dichtungsring 79 ist zwischen dem Gehäuse 70 und dem Speicherbehälter 1 vorgesehen, um einen Ölaustritt zu verhindern. Vorteilhafterweise ist auf einer Außenseite des Gehäuses 70 angrenzend an eine Seitenfläche des Speicherbehälters 1 eine Montagenut ausgebildet, so dass der aus einem elastischen Material bestehende Dichtungsring 79 in die Montagenut eingesetzt ist.
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Schnittstellen zwischen dem Gehäuse 70 und dem Speicherbehälter 1 können mit Gewinden zur Verbindung des Gehäuses 70 und des Speicherbehälters 1 miteinander ausgebildet sein. Das Gehäuse 70 und der Speicherbehälter 1 können miteinander in mannigfaltiger Weise verbunden sein.
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Gemäß den 1, 2 und 6 weist die Flügelzellenpumpe 10 einen Nockenring 50, der eine Innenfläche mit einem großen Kreisbogenabschnitt und eine Innenfläche mit einem kleinen Kreisbogenabschnitt aufweist, einen Rotor 14, der innerhalb des Nockenrings 50 montiert ist und Führungsnuten aufweist, die auf dem Rotor 14 radial ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Drehschiebern 34 auf, die in die Führungsnuten eingesetzt sind und sich entlang der Innenflächen des Nockenrings 50 bewegen.
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Die Flügelzellenpumpe 10 ist in einen vorderen Körper bzw. ein vorderes Gehäuse 60 und eine hintere Abdeckung 12 unterteilt, die miteinander über die Befestigungsbolzen 18 verbunden sind und das äußere Erscheinungsbild der Flügelzellenpumpe 10 festlegen. Weil die Flügelzellenpumpe 10 in dem Hydrauliköl 90 angeordnet ist, ist kein gesondertes Dichtungselement zwischen dem vorderen Gehäuse 60 und der hinteren Abdeckung 12 vorgesehen.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist der Nockenring 50, der den Rotor 14 aufnimmt, auf einer Oberseite des vorderen Körpers 60 montiert und sind eine Seitenplatte 40, eine Blattfeder 32 und die hintere Abdeckung 12 der Reihe nach auf die Oberseite des Nockenrings 50 und des Rotors 14 montiert.
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Bezugnehmend erneut auf die 2 ist der vordere Körper 60, der eine Vorderseite der Flügelzellenpumpe 10 darstellt, mit Sauganschlüssen 82 ausgebildet, durch die das Hydrauliköl 90 in die Flügelzellenpumpe 10 eingesaugt wird, sowie mit dem Auslassanschluss 84, der mit dem Auslasskanal 74 in Verbindung steht, um das unter Druck gesetzte Hydrauliköl 90 nach außen hin auszutragen.
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Eine Stufe ist um den Auslassanschluss 84 ausgebildet und an dem Gehäuse 70 gesichert, wenn dieses unmittelbar an dem Gehäuse 70 anliegt, so dass das unter Druck gesetzte Hydrauliköl 90 durch den Auslassanschluss 84, der mit dem Auslasskanal 74 in Verbindung steht, bereitgestellt werden kann.
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Weil bei der Flügelzellenpumpe 10 keine Stufe bzw. kein Vorsprung um die Ansauganschlüsse 82 ausgebildet ist, so dass die Ansauganschlüsse 82 von dem Gehäuse 70 getrennt sind, um so einen Ansaug-Verbindungskanal 88 auszubilden, tritt das Hydrauliköl 90 in dem Speicherbehälter 1 ohne weiteres über den Ansaug-Verbindungskanal 88 in die Ansauganschlüsse 82 der Flügelzellenpumpe 10 ein.
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Die Welle wird von einer Antriebsquelle drehangetrieben und ist koaxial mit dem Rotor 14 verbunden, so dass der Rotor 14 und die Drehschieber 34 gedreht werden, wenn die Welle 80 gedreht wird.
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Wie in der 6 gezeigt, ist der Nockenring 50 ringförmig ausgebildet, wobei dessen Innenseite eine elliptische zylindrische Form aufweist, mit zwei großen Kreisbogensegmenten und zwei kleinen Kreisbogensegmenten, die jeweils auf orthogonalen Achsen liegen.
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Eine Innenfläche des Nockenrings 50, welche die kleinen Kreisbogensegmente festlegt, weist einen kleineren Durchmesser auf als eine Innenfläche des Nockenrings 50, der die großen Kreisbogensegmente festlegt. Der Nockenring 50 ist mit Ansaug-Verbindungsbohrungen 52 ausgebildet, die mit den jeweiligen Ansauganschlüssen 82 des vorderen Körpers 60 in Verbindung stehen, sowie mit einer Auslass-Verbindungsbohrung 54, die mit dem Auslassanschluss 84 des vorderen Körpers 60 in Verbindung steht.
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Ein Auslasspfad 86 ist zwischen dem Nockenring 50 und der hinteren Abdeckung 12 vorgesehen, um einen Pfad festzulegen, durch den ein Fluid aus einer Druckkammer 30 hin zu dem Auslassanschluss 84 strömt.
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Wie in der 7 gezeigt, ist eine Innenseite des vorderen Körpers 60, die dem Rotor 14 zugewandt ist, mit zwei ersten Auslassnuten 65, 65' ausgebildet, so dass der Auslassanschluss 84 mit der ersten Auslassnut 65' verbunden ist, die sich auf einer Seite der Innenfläche des vorderen Körpers 60 befindet. Auf der Innenseite des vorderen Körpers 60 sind auch zwei erste Ansaugnuten 66, 66' ausgebildet, die jeweils mit den Ansauganschlüssen 82 verbunden sind, um das Hydrauliköl 90 in die Flügelzellenpumpe 10 zu führen.
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Wie in der 8 gezeigt, ist eine Seite der Seitenplatte 40, die dem Rotor 14 zugewandt ist, mit zweiten Auslassnuten 42, 42' ausgebildet sowie mit zweiten Ansaugnuten 43, 43'. Eine Verbindungsbohrung 44 ist für die zweite Auslassnut 42 der Seitenplatte 40 vorgesehen, so dass ein Teil des ausgetragenen Fluides durch diese in die Druckkammer strömt.
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Die Blattfeder 32 ist zwischen der Seitenplatte 40 und der hinteren Abdeckung 12 angeordnet, um ein Volumen in der Druckkammer 30 festzulegen und gleichzeitig zu bewirken, dass der vordere Körper 60, der Nockenring 50 und die Seitenplatte 40 aufgrund der elastischen Kraft der Blattfeder 32 miteinander in einen engen Kontakt gelangen.
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Die hintere Abdeckung 12 der Flügelzellenpumpe 10 ist einstückig mit einem rohrförmigen Ventilgehäuse 16 ausgebildet, in welchem ein Ablass- bzw. Dekompressionsventil 20 einstückig ausgebildet ist. Das Ablassventil 20 steht mit der Druckkammer 30 in Verbindung, der das durch die Drehschieber 34 unter Druck gesetzte Fluid zugeführt wird, um in der Druckkammer 30 einen voreingestellten Hydraulikdruck aufrecht zu erhalten.
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Das Ablassventil 20 weist einen Ventilsitz 22, der in eine Rückseite der hinteren Abdeckung 12 eingepresst ist, ein Kugelelement 24, das ein Entweichen des unter Druck gesetzten Fluides bei einer Drehung der Drehschieber 34 verhindert, einen Haltering 26, der das Kugelelement 24 hält, eine Ventilfeder 27, die das Kugelelement 24 mit Druck beaufschlagt, sowie eine Einstellschraube 28 auf, die eine Kompressionskraft der Ventilfeder 27 einstellt.
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Die Einstellschraube 28 ist mit einer Auslassöffnung ausgebildet, so dass das Fluid in dem Ablassventil 20 durch die Auslassöffnung ausgelassen wird und mit dem Hydrauliköl 90 innerhalb des Speicherbehälters 1 vermischt wird.
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Befestigungsbolzen 19 sind durch die hintere Abdeckung 12 hindurch in den vorderen Körper 60 eingeschraubt und verhindern, dass sich die Seitenplatte 40 und der Nockenring 50 drehen. Als solche sind der Nockenring 50, der Rotor 14 mit den darauf montierten Drehschiebern 34, die Seitenplatte 40, die Blattfeder 32 und die hintere Abdeckung 12 in dieser Reihenfolge mit dem vorderen Körper 60 verbunden, um die Flügelzellenpumpe 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel auszubilden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass andere Einrichtungen ebenfalls innerhalb des Speicherbehälters 1 angeordnet sein können, um das Hydrauliköl 90 unter Druck zu setzen, und als Flügelzellenpumpe 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden können.
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Als nächstes wird der Betrieb der Flügelzellenpumpenvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Die Flügelzellenpumpe 10 ist durch die Verbindung der Befestigungsbolzen 18 der Flügelzellenpumpe 10 mit den Befestigungsbohrungen 77 des Gehäuses 70 mit dem Gehäuse 70 verbunden. Dabei ist der Auslassanschluss 84 der Flügelzellenpumpe 10 an dem Gehäuse 70 gesichert, so dass dieser mit dem Auslasskanal 74 des Gehäuses 70 in Verbindung steht, und die Ansauganschlüsse 82 der Flügelzellenpumpe 10 sind getrennt von dem Gehäuse 70, um das Einlassen von Hydrauliköl 90 aus dem Speicherbehälter 1 in die Ansauganschlüsse 32 zu erleichtern.
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Wenn eine Drehantriebskraft über die Wellen-Verbindungsbohrung 76 auf die Welle 80 übertragen wird, wird der Rotor 40 innerhalb des Nockenrings 50 aufgrund der Drehbewegung der Welle 80 in eine Drehbewegung versetzt.
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Das in dem Speicherbehälter 1 aufgenommene Hydrauliköl 90 strömt durch den Ansaug-Verbindungskanal 88 in die Ansauganschlüsse 82 des vorderen Körpers 60 ein und wird dann den Ansaugbereichen S des Rotors 14 durch die zweiten Ansaugnuten 43, 43' der Seitenplatte 40 über die ersten Ansaugnuten 66, 66' des vorderen Körpers 60 und die Ansaug-Verbindungsbohrungen 52 des Nockenrings 50 zur Verfügung gestellt.
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Während sich der Rotor 14 im Gegenuhrzeigersinn dreht (vgl. 6), wird darin das in die Ansaugbereiche S einströmende Hydrauliköl 90 unter Druck gesetzt und dann durch die Auslassbereiche D des Rotors 14 ausgetragen. Insbesondere wird das unter Druck gesetzte Hydrauliköl 90 in der ersten Auslassnut 65' und zweiten Auslassnut 42', die mit dem Auslassanschluss 84 in Verbindung steht, durch die Auslass-Verbindungsbohrung unmittelbar in den Auslassanschluss 84 ausgelassen.
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Das Hydrauliköl 90 in der ersten Auslassnut 65 und der zweiten Auslassnut 42, die nicht unmittelbar mit dem Auslassanschluss 84 in Verbindung steht, strömt durch die Verbindungsbohrung 44 in die Druckkammer und wird dann über den Auslasspfad 86, der zwischen dem Nockenring 50 und der hinteren Abdeckung 12 vorgesehen ist, dem Auslassanschluss 84 zugeführt.
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Das Hydrauliköl 90, das entlang dem Auslassanschluss 84 in den Auslasskanal 74 strömt, wird durch die Hydraulikversorgungsbohrung 72 zu einer Hydraulikleitung weitergeleitet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist die Flügelzellenpumpe 10 innerhalb des Speicherbehälters 1 angeordnet, so dass ein Dichtungselement zum Verhindern eines Ölaustritts aus der Flügelzellenpumpe 10 nicht vorgesehen zu sein braucht, was so eine Verkleinerung und ein geringeres Gewicht der Flügelzellenpumpe 10 ermöglicht.
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Außerdem ist bei dem Ausführungsbeispiel eine periodische Überprüfung danach, ob Öl aus der Flügelzellenpumpe 10 austritt, nicht erforderlich, was das Betriebsverhalten verbessert und deren Herstellungskosten aufgrund einer Vereinfachung des Prüf- bzw. Wartungsprozesses verringert.
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Wenngleich gewisse Ausführungsbeispiele dargelegt worden sind, um die vorliegende Offenbarung anhand der Zeichnungen darzulegen, wird dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein, dass diese Ausführungsbeispiele nur zum Zwecke einer Erläuterung dargelegt wurden und dass zahlreiche Modifikationen, Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem allgemeinen Lösungsgedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung soll deshalb nur durch die beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalenzbereich beschränkt sein.
