EP2913530A1

EP2913530A1 - Rotary pump with plastic composite structure

Info

Publication number: EP2913530A1
Application number: EP15156205.5A
Authority: EP
Inventors: Klaus Merk
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2015-09-02
Also published as: US20150240806A1; US9920756B2; CN104879299A; DE102014102643A1; MX2015002466A; JP2016027248A; KR20150101960A

Abstract

Rotationspumpe, vorzugsweise Flügelpumpe, umfassend: (a) ein Gehäuse (1) mit einem Einlass (3) und einem Auslass (4) für ein Fluid und einer mit dem Einlass und dem Auslass verbundenen Förderkammer (2), (b) einen in der Förderkammer (2) um eine Drehachse (R 10 ) drehbaren Förderrotor (10) mit einer in Bezug auf die Drehachse (R 10 ) zentralen Rotorstruktur (11), (c) und eine den Förderrotor (10) umgebende Stellstruktur (20), die mit dem Förderrotor (10) Förderzellen (9) bildet, um das Fluid vom Einlass (3) zum Auslass (4) zu fördern, und relativ zum Förderrotor (10) vorzugsweise quer zur Drehachse (R 10 ) hin und her beweglich ist, um ein spezifisches Fördervolumen der Rotationspumpe verstellen zu können, (d) wobei wenigstens eine der Strukturen (11, 20), nämlich die Stellstruktur (20) und/oder die Rotorstruktur (11), eine Werkstoffverbundstruktur ist und einen Formbereich (15; 25) aus Kunststoff und einen mit dem Formbereich (15; 25) fest verbundenen Funktionsbereich (16; 26) aus einem Funktionswerkstoff einer anderen chemischen Zusammensetzung als der Kunststoff des Formbereichs (15; 25) aufweist.Rotary pump, preferably vane pump, comprising: (a) a housing (1) having an inlet (3) and an outlet (4) for a fluid and a delivery chamber (2) connected to the inlet and the outlet, (b) a conveying rotor (10) rotatable in the conveying chamber (2) about an axis of rotation (R 10) with a central rotor structure (11) with respect to the axis of rotation (R 10), (c) and an actuating structure (20) surrounding the conveyor rotor (10) which forms conveyor cells (9) with the conveyor rotor (10) in order to convey the fluid from the inlet (3) to the outlet (4) and relative to the conveyor rotor (10). 10) is preferably movable transversely to the axis of rotation (R 10) back and forth in order to adjust a specific delivery volume of the rotary pump, (d) wherein at least one of the structures (11, 20), namely the adjusting structure (20) and / or the rotor structure (11), a composite material structure and a molding area (15; 25) made of plastic and with the molding area (15; 25) of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding area (15, 25).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe mit wenigstens einer Pumpenkomponente, die gänzlich oder nur bereichsweise aus Kunststoff besteht. Die Erfindung kann mit Vorteil sowohl bei einer Rotationspumpe für ein inkompressibles Fluid, d.h. bei einer Verdrängerpumpe, als auch bei einer Rotationspumpe für ein kompressibles Fluid, d.h. bei einer Gaspumpe wie insbesondere einer Vakuumpumpe, verwirklicht sein. Die Rotationspumpe ist in Bezug auf ihr spezifisches Fördervolumen, d.h. in Bezug auf das Fördervolumen pro Umdrehung eines Förderrotors, verstellbar, vorzugsweise regelbar. Bei der Pumpe kann es sich um beispielsweise eine Innenzahnringpumpe oder Pendelschieberpumpe handeln, bevorzugt ist die Pumpe jedoch eine ein- oder mehrflügelige Flügelpumpe.The invention relates to a rotary pump with at least one pump component which consists entirely or only partially of plastic. The invention can be used advantageously on both a rotary pump for an incompressible fluid, i. in a positive displacement pump, as well as a rotary pump for a compressible fluid, i. in a gas pump such as in particular a vacuum pump, be realized. The rotary pump is in relation to its specific delivery volume, i. with respect to the delivery volume per revolution of a conveyor rotor, adjustable, preferably adjustable. The pump may, for example, be an internal gear pump or pendulum slide pump, but the pump is preferably a single or multi-leaf vane pump.

Im Fahrzeugbau, insbesondere Automobilbau, einem bevorzugten Anwendungsgebiet der Erfindung, ist man ständig bestrebt, das Gewicht und insbesondere auch die Kosten der Fahrzeugkomponenten zu senken. Gleichwohl müssen die hohen Anforderungen an beispielsweise die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Dauerstandfestigkeit erfüllt werden. Aufgrund der im Serienbau hohen Stückzahlen und der damit verbundenen Skaleneffekte werden auch bei kleinsten Reduzierungen der Stückkosten über die Serie betrachtet bedeutende Kosteneinsparungen erzielt.In vehicle construction, in particular automobile construction, a preferred field of application of the invention, efforts are constantly being made to reduce the weight and, in particular, the costs of the vehicle components. Nevertheless, the high demands on, for example, the mechanical strength, wear resistance and fatigue resistance must be met. Due to the large quantities produced in series production and the associated economies of scale, significant cost savings are achieved even with the smallest reductions in unit costs over the series.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellkosten einer Rotationspumpe zu verringern, die an die Rotationspumpe gestellten technischen Anforderungen aber dennoch zu erfüllen.It is an object of the invention to reduce the manufacturing costs of a rotary pump, but nevertheless to meet the technical requirements imposed on the rotary pump.

Die Erfindung geht von einer Rotationspumpe, vorzugsweise eine Flügelpumpe aus, die ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für ein zu förderndes Fluid und einer mit dem Einlass und dem Auslass verbundenen Förderkammer, einen in der Förderkammer um eine Drehachse drehbaren Förderrotor und eine den Förderrotor umgebende Stellstruktur aufweist. Die Förderkammer kann bereits allein vom Gehäuse und der Stellstruktur umgrenzt und somit bestimmt werden. Grundsätzlich ist jedoch denkbar, dass die Förderkammer erst mittels einer oder gegebenenfalls auch mehreren weiteren Strukturen begrenzt wird. Der Förderrotor und die Stellstruktur bilden Förderzellen, in denen das Fluid durch Drehen des Förderrotors vom Einlass zum Auslass gefördert werden kann, indem sich die Förderzellen wie von Innenzahnringpumpen und Pendelschieberpumpen und insbesondere Flügelpumpen bekannt, auf einer Niederdruckseite der Förderkammer vergrößern und auf einer Hochdruckseite der Förderkammer wieder verkleinern. Um das spezifische Fördervolumen verstellen zu können, ist die Stellstruktur relativ zum Förderrotor hin und her beweglich, vorzugsweise quer zur Drehachse des Förderrotors. Die Stellstruktur kann im Gehäuse insbesondere schwenkbeweglich oder linearbeweglich angeordnet sein, um das spezifische Fördervolumen verstellen zu können.The invention is based on a rotary pump, preferably a vane pump, which has a housing with an inlet and an outlet for a fluid to be conveyed and a delivery chamber connected to the inlet and the outlet, a delivery rotor which can be rotated in the delivery chamber about an axis of rotation and the delivery rotor having surrounding adjusting structure. The delivery chamber can already be bounded solely by the housing and the adjusting structure and thus determined. In principle, however, it is conceivable that the delivery chamber is first limited by means of one or possibly several further structures. The delivery rotor and the actuator structure form delivery cells in which fluid can be delivered by rotating the delivery rotor from the inlet to the outlet by moving the delivery cells such as internal gear pumps and shuttle pumps, and more particularly Wing pumps known to increase on a low pressure side of the delivery chamber and reduce again on a high pressure side of the delivery chamber. In order to adjust the specific delivery volume, the adjusting structure is movable relative to the conveyor rotor back and forth, preferably transversely to the axis of rotation of the conveyor rotor. The adjusting structure can in particular be arranged pivotably or linearly movably in the housing in order to be able to adjust the specific delivery volume.

Der Förderrotor umfasst eine Rotorstruktur. Die Rotorstruktur kann bereits den Förderrotor bilden, der in derartigen Ausführungen einteilig wäre. Eine einteilige Ausbildung ist beispielsweise bei Innenzahnringpumpen gegeben. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass eine Flügelpumpe einen einteiligen Förderrotor aufweist, so dass die Begriffe "Förderrotor" und "Rotorstruktur" das gleiche Teil bezeichnen können. Ein als einteiliges Flügelrad gebildeter Förderrotor kann beispielsweise elastisch nachgiebige Flügel aufweisen, die materialelastisch nachgeben, um die sich vergrößernden und wieder verkleinernden Förderzellen bilden zu können. Bevorzugter ist ein als Flügelrad gebildeter Förderrotor jedoch mehrteilig und weist die in derartigen Ausführungen zentrale Rotorstruktur und von dieser nach außen abragend einen oder mehrere Flügel auf, der oder die jeweils im Ganzen relativ zur Rotorstruktur beweglich, vorzugsweise gleitbeweglich ist oder sind. Bevorzugte Beispiele für einund mehrflügelige Rotationspumpen finden sich in der DE 10 2011 086 175 B3 und der DE 10 2008 036 273 B4 .The conveying rotor comprises a rotor structure. The rotor structure can already form the conveyor rotor, which would be integral in such embodiments. A one-piece design is given for example in internal gear pumps. In principle, it is also conceivable that a vane pump has a one-piece conveying rotor, so that the terms "conveying rotor" and "rotor structure" can refer to the same part. A conveying rotor formed as a one-piece impeller may, for example, have elastically yielding wings which yield materially elastic in order to be able to form the increasing and decreasing conveying cells. However, a conveying rotor formed as an impeller is more preferably in several parts and has the rotor structure central in such embodiments and projecting outwardly therefrom one or more vanes, which are or are movable relative to the rotor structure as a whole, preferably slidingly. Preferred examples of single and multi-blade rotary pumps can be found in US Pat DE 10 2011 086 175 B3 and the DE 10 2008 036 273 B4 ,

Nach der Erfindung ist oder sind die Stellstruktur und/oder die Rotorstruktur eine Werkstoffverbundstruktur. Die jeweilige Werkstoffverbundstruktur weist einen Formbereich aus Kunststoff und einen mit dem Formbereich unbeweglich, fest verbundenen Funktionsbereich aus einem Funktionswerkstoff einer anderen chemischen Zusammensetzung als der Kunststoff des Formbereichs auf. Die wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffe können sich ferner auch noch in anderer Hinsicht voneinander unterscheiden, beispielsweise in Bezug auf ihre Dichte oder in Bezug auf Zusatzstoffe, wie etwa eingelagerte Verstärkungsfasern oder andere Verstärkungs- oder Funktionskörper, die, falls vorhanden, im jeweiligen Werkstoff in größerer Zahl zumindest im Wesentlichen homogen verteilt sind. Der Funktionswerkstoff kann insbesondere ein metallischer Werkstoff sein, wie etwa ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung oder vorzugsweise ein Stahl. Der metallische Funktionswerkstoff kann insbesondere ein Gusskörper oder Sinterkörper mit entsprechend einem Gussgefüge oder einem Sintergefüge sein. Der Funktionswerkstoff kann stattdessen aber auch ebenfalls ein Kunststoff sein.According to the invention, the adjusting structure and / or the rotor structure is or are a composite material structure. The respective composite material structure has a molding area made of plastic and a functional area immovably fixed to the molding area and made of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding area. The at least two different materials may also differ from each other in other respects, for example, in terms of their density or with respect to additives such as embedded reinforcing fibers or other reinforcing or functional body, which, if present, in the respective material in larger numbers at least substantially homogeneously distributed. The functional material may in particular be a metallic material, such as a light metal or a light metal alloy or preferably a steel. The metallic functional material may in particular be a cast body or sintered body with a cast structure or a sintered structure. The functional material may instead also be a plastic.

In bevorzugten Ausführungen ist der Formbereich nach Volumen und/oder Masse größer als der Funktionsbereich. Der Funktionsbereich ist zweckmäßigerweise ein Bereich, in dem die Werkstoffverbundstruktur einer besonderen Belastung, wie etwa einer Gleitreibung unterliegt oder auf andere Weise einem Verschleiß ausgesetzt ist. Entsprechend wird bei einer derartigen Funktion ein Gleitwerkstoff als Funktionswerkstoff gewählt. Stattdessen oder in Kombination mit guten Gleiteigenschaften kann der Funktionswerkstoff jedoch auch im Hinblick auf eine Erhöhung der Steifigkeit oder Verbesserung einer anderen Eigenschaft der Werkstoffverbundstruktur gewählt sein.In preferred embodiments, the molding area is larger in volume and / or mass than the functional area. The functional area is expediently an area in which the Composite structure of a particular load, such as is subject to sliding friction or otherwise exposed to wear. Accordingly, in such a function, a sliding material is selected as the functional material. However, instead of or in combination with good sliding properties, the functional material may also be chosen with a view to increasing the rigidity or improving another property of the composite material structure.

Die Werkstoffverbundstruktur kann insbesondere aus einem einzigen zusammenhängenden Formbereich und einem einzigen zusammenhängenden Funktionsbereich bestehen. Sie kann aber auch mehrere Funktionsbereiche aus entweder jeweils dem gleichen Funktionswerkstoff oder unterschiedlichen Funktionswerkstoffen aufweisen. Sie kann auch zwei oder mehr Formbereiche aus dem gleichen Kunststoff aufweisen, wobei die mehreren Formbereiche nicht zusammenhängen, sondern insbesondere durch den oder einen von mehreren Funktionsbereichen voneinander getrennt sind.In particular, the composite material structure may consist of a single contiguous molding region and a single contiguous functional region. But it can also have multiple functional areas of either the same functional material or different functional materials. It may also have two or more mold portions made of the same plastic, wherein the plurality of mold portions are not contiguous, but are separated from each other by the one or more functional portions.

Der Formbereich und der Funktionsbereich können in einem gemeinsamen Verfahren der Urformung, wie etwa Spritzgießen, hergestellt werden, beispielsweise durch Co-Injection, falls der Funktionswerkstoff ebenfalls ein Kunststoff ist. Das Gleiche gilt, wenn sich die Werkstoffverbundstruktur aus einem Formbereich und mehreren Funktionsbereichen zusammensetzt oder mehrere voneinander getrennte Formbereiche aufweist, für die in derartigen Varianten mehr als zwei Strukturbereiche.The molding area and the functional area can be made in a common molding process, such as injection molding, for example by co-injection if the functional material is also a plastic. The same applies if the composite material structure comprises one molding area and a plurality of functional areas or has a plurality of mutually separate molding areas, for which in such variants more than two structural areas.

In bevorzugten Ausführungen wird der Funktionsbereich oder werden die optional mehreren Funktionsbereiche jedoch separat vom Formbereich oder den optional mehreren Formbereichen hergestellt und beim Formen des Formbereichs oder der gegebenenfalls mehreren Formbereiche mit dem oder den Formbereichen dauerhaft fest verbunden, vorzugsweise formschlüssig. So kann ein Funktionsbereich insbesondere bei der Herstellung des Formbereichs mit dem Kunststoff des Formbereichs ganz oder zumindest teilweise umspritzt werden. Formbereich und Funktionsbereich können reibschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Die Verbindung beruht in bevorzugten Ausführungen zumindest auch auf Formschluss. Die unterschiedlichen Bereiche können zwar grundsätzlich separat voneinander hergestellt und mittels Fügeverbindung miteinander verbunden werden. Bevorzugter wird eine feste Verbindung jedoch wie bereits erwähnt in einem Verfahren der Urformung des Formbereichs hergestellt, indem der zuvor gefertigte Funktionsbereich in eine Form, wie etwa eine Kunststoffspritzgussform, eingelegt und mit dem Kunststoff des Formbereichs gänzlich oder zumindest teilweise umformt, vorzugsweise umspritzt wird.In preferred embodiments, however, the functional region or the optionally a plurality of functional regions is produced separately from the molding region or optionally a plurality of molding regions and is durably firmly bonded to the mold region (s) during molding of the molding region or optionally a plurality of molding regions, preferably with a positive fit. Thus, a functional area can be completely or at least partially encapsulated, in particular during the production of the molding area with the plastic of the molding area. The molding region and the functional region can be connected to one another by frictional engagement and / or material bonding and / or positive engagement. The connection is based in preferred embodiments, at least on positive engagement. Although the different areas can basically be made separately from each other and connected by means of joint connection. However, as already mentioned, a solid compound is more preferably produced in a method of forming the molding area by inserting the prefabricated functional area into a mold, such as a plastic injection mold and completely or at least partially reshaping it with the plastic of the mold area.

Im Sinne einer Kosteneinsparung wird als der Kunststoff des Formbereichs vorzugsweise ein Kunststoff verwendet, der pro Massen- und/oder Volumeneinheit preiswerter als der Funktionswerkstoff ist.In terms of cost savings, a plastic is preferably used as the plastic of the molding area, which is cheaper per mass and / or volume unit than the functional material.

Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und den Kombinationen der Unteransprüche beschrieben.Advantageous features are also described in the subclaims and the combinations of the subclaims.

Auch in den nachstehend formulierten Aspekten werden Merkmale der Erfindung beschrieben. Die Aspekte sind in der Art von Ansprüchen formuliert und können diese ersetzen. In den Aspekten offenbarte Merkmale können die Ansprüche ferner ergänzen und/oder relativieren, Alternativen zu einzelnen Merkmalen aufzeigen und/oder Anspruchsmerkmale erweitern. In Klammern gesetzte Bezugszeichen beziehen sich auf ein nachfolgend in Figuren illustriertes Ausführungsbeispiel. Sie schränken die in den Aspekten beschriebenen Merkmale nicht unter den Wortsinn als solchen ein, zeigen andererseits jedoch bevorzugte Möglichkeiten der Verwirklichung des jeweiligen Merkmals auf.

Aspekt 1. Rotationspumpe, vorzugsweise Flügelpumpe, umfassend:
1. (a) ein Gehäuse (1) mit einem Einlass (3) und einem Auslass (4) für ein Fluid und einer mit dem Einlass und dem Auslass verbundenen Förderkammer (2),
2. (b) einen in der Förderkammer (2) um eine Drehachse (R₁₀) drehbaren Förderrotor (10) mit einer in Bezug auf die Drehachse (R₁₀) zentralen Rotorstruktur (11),
3. (c) und eine den Förderrotor (10) umgebende Stellstruktur (20), die mit dem Förderrotor (10) Förderzellen (9) bildet, um das Fluid vom Einlass (3) zum Auslass (4) zu fördern, und relativ zum Förderrotor (10) vorzugsweise quer zur Drehachse (R₁₀) hin und her beweglich ist, um ein spezifisches Fördervolumen der Rotationspumpe verstellen zu können,
4. (d) wobei wenigstens eine der Strukturen (11, 20), nämlich die Stellstruktur (20) und/oder die Rotorstruktur (11), eine Werkstoffverbundstruktur ist und einen Formbereich (15; 25) aus Kunststoff und einen mit dem Formbereich (15; 25) fest verbundenen Funktionsbereich (16; 26) aus einem Funktionswerkstoff einer anderen chemischen Zusammensetzung als der Kunststoff des Formbereichs (15; 25) aufweist.
Aspekt 2. Rotationspumpe nach Aspekt 1, wobei der Funktionsbereich (16; 26) die Werkstoffverbundstruktur (11; 20) verstärkt und/oder versteift und/oder eine Gleitfläche (17; 27) und/oder einen Lager- oder Fügebereich (19) der Werkstoffverbundstruktur (11; 20) bildet.
Aspekt 3. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) separat vom Formbereich (15; 25) hergestellt und der Formbereich (15; 25) in einem Verfahren der Urformung, vorzugsweise des Gießens und insbesondere des Spritzgießens, an dem oder um den Funktionsbereich (16; 26) geformt und die Bereiche (15, 16; 25, 26) dadurch miteinander fest verbunden werden.
Aspekt 4. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) mit dem Formbereich (15; 25) formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
Aspekt 5. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) im Formbereich (15; 25) ganz oder teilweise eingebettet ist und der Funktionsbereich (16; 26) den Formbereich (15; 25) oder der Formbereich (15; 25) den Funktionsbereich (16; 26) versteift und/oder verstärkt.
Aspekt 6. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) den Formbereich (15; 25) versteift und/oder verstärkt, um die Formhaltigkeit des versteiften und/oder verstärkten Formbereichs im Pumpenbetrieb zu verbessern.
Aspekt 7. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (26; 31) eine den Förderrotor (10) umgebende Innenumfangsfläche (27) der Stellstruktur (20) um die Drehachse (R₁₀) umlaufend bildet und/oder umgibt.
Aspekt 8. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) und der Formbereich (15; 25) formschlüssig miteinander verbunden sind, indem einer dieser Bereiche an einer oder mehreren Stellen (18; 28; 29; 30) in den anderen ragt.
Aspekt 9. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) und der Formbereich (15; 25) aneinander verankert sind, indem einer dieser Bereiche an einer oder mehreren Stellen (18; 30) den anderen hintergreift.
Aspekt 10. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei wenigstens einer der Bereiche, vorzugsweise der Funktionsbereich (16; 26), eine oder mehrere Vertiefungen (18; 28; 30), vorzugsweise einen oder mehrere Durchgänge (30) aufweist, in die Werkstoff des anderen Bereichs hineinragt und/oder die vom Werkstoff des anderen Bereichs durchsetzt wird oder werden.
Aspekt 11. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei der Werkstoff des anderen Bereichs beim Formen der Werkstoffverbundstruktur (11; 20) in fließförmiger Form in die Vertiefung(en) eingedrungen ist und/oder die Durchgänge durchgedrungen hat.
Aspekt 12. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26) einen inneren Bereich der Werkstoffverbundstruktur (11; 20) bildet und der Formbereich (15; 25) den Funktionsbereich (16; 26) außen über einen Teil des Umfangs oder über den gesamten Umfang umgibt.
Aspekt 13. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionswerkstoff ein Gleitwerkstoff ist und eine Gleitfläche (17; 27) der Werkstoffverbundstruktur (11; 20) bildet.
Aspekt 14. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei der Funktionswerkstoff an der Gleitfläche (17; 27) einen im Vergleich zum Kunststoff des Formbereichs (15; 25) geringeren Reibungskoeffizienten in Bezug auf Gleit- und/oder Haftreibung und/oder höherer Verschleißfestigkeit aufweist.
Aspekt 15. Rotationspumpe nach einem der zwei vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionswerkstoff ein gleitmodifizierter Thermoplast ist.
Aspekt 16. Rotationspumpe nach einem der drei vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionswerkstoff ein Polymer-Compound aus wenigstens einem temperaturfesten, mit Fasermaterial und Gleitzusatz gefüllten Polymer ist.
Aspekt 17. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt und wenigstens einem der folgenden Merkmale (i) und (ii):
1. (i) der Gleitzusatz umfasst wenigstens eines aus Graphit und Fluorpolymer, vorzugsweise PTFE;
2. (ii) das Fasermaterial umfasst oder besteht aus Carbonfasern.
Aspekt 18. Rotationspumpe nach einem der zwei vorhergehenden Aspekte, wobei das Gleitmaterial wenigstens eines der folgenden Merkmale (i) bis (iii) erfüllt:
1. (i) der Polymeranteil beträgt wenigstens 60 und höchstens 80 Gew.-%;
2. (ii) der Anteil des Gleitzusatzes beträgt wenigstens 10 und höchstens 30 Gew.-%;
3. (iii) der Anteil des Fasermaterials beträgt wenigstens 5 und höchstens 15 Gew.-%.
Aspekt 19. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionswerkstoff ein Kunststoff ist und ein Basismaterial des Kunststoffs ein Polymer einschließlich Copolymer, eine Mischung von Polymeren oder ein Polymerblend aus der Gruppe bestehend aus Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetherketonen (PAEK, PEK, PEEK), Polyamiden (PA), wie etwa PA4.6, und Polyphthalamid (PPA) ist.
Aspekt 20. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Werkstoffverbundstruktur (20) einen mit dem Formbereich (25) fest verbundenen weiteren Funktionsbereich (31) aus einem Funktionswerkstoff einer anderen chemischen Zusammensetzung als der Kunststoff des Formbereichs (25) aufweist und sich auch die Funktionswerkstoffe der Funktionsbereiche (26, 31) voneinander unterscheiden.
Aspekt 21. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei wenigstens einer der Funktionswerkstoffe ein Gleitwerkstoff ist und der vom Gleitwerkstoff gebildete Funktionsbereich (26) eine Gleitfläche (27), vorzugsweise eine Innen- oder Außenumfangsfläche, der Werkstoffverbundstruktur (20) bildet.
Aspekt 22. Rotationspumpe nach einem der zwei vorhergehenden Aspekte, wobei wenigstens einer der Funktionsbereiche (31) den Formbereich (25) und/oder den die Gleitfläche (27) des Aspekts 20 bildenden Funktionsbereich (26) stützt und/oder versteift.
Aspekt 23. Rotationspumpe nach einem der drei vorhergehenden Aspekte, wobei einer der Funktionsbereiche (26, 31) den anderen über den gesamten Umfang oder zumindest einen überwiegenden Teil des Umfangs außen umgibt, vorzugsweise in direktem Kontakt.
Aspekt 24. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der stützende und/oder versteifende Funktionsbereich (31) Vertiefungen, vorzugsweise radiale Vertiefungen, die als Durchgänge gebildet sein können, aufweist, und der Funktionswerkstoff in die Vertiefungen eingedrungen ist oder die vorzugsweise als Durchgänge gebildeten Vertiefungen durchdrungen hat.
Aspekt 25. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Stellstruktur (20) eine dem Förderrotor (10) unmittelbar zugewandte und als Gleitfläche dienende Innenumfangsfläche (27) aufweist und der Funktionsbereich (26) die Innenumfangsfläche allein oder in Kombination mit dem Formbereich (25) bildet.
Aspekt 26. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26; 31) ein Hohlprofil ist oder aufweist, das vorzugsweise ring-, hülsenoder rohrförmig ist und eine konstante oder über den Umfang variierende Dicke aufweist, die kleiner, vorzugsweise um wenigstens den Faktor 3 kleiner, als ein Innendurchmesser des Hohlprofils ist.
Aspekt 27. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16) ein Hohlprofil aufweist, das vorzugsweise ring- oder rohrförmig ist und eine konstante oder über den Umfang variierende Dicke aufweist, und vom Hohlprofil nach außen Abragungen abragen und in den Formbereich (15) hineinragen, um den Formbereich (15) zu stabilisieren.
Aspekt 28. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Kunststoff des Formbereichs ein mit Partikeln, vorzugsweise Fasern, aus Glas und/oder Mineral und/oder Carbon gefüllter Thermoplast ist.
Aspekt 29. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Kunststoff des Formbereichs Vyncolit^®, insbesondere Vyncolit^® X6320, oder Fortron^® ist.
Aspekt 30. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Rotationspumpe eine Flügelpumpe und der Förderrotor (10) ein Flügelrad mit einem oder mehreren von der Rotorstruktur (11) nach außen abragenden, nachgiebigen oder beweglich von der Rotorstruktur (11) gelagerten Flügeln (12) ist, die bei einer Drehung des Förderrotors (10) über eine Innenumfangsfläche (27) der Stellstruktur (20) streichen.
Aspekt 31. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei der oder die Flügel (12) jeweils in einem zugeordneten Schlitz (13) der Rotorstruktur (11) relativ zu dieser beweglich gelagert ist oder sind, jeder zugeordnete Schlitz (13) einander zugewandt gegenüberliegende, den jeweiligen Schlitz (13) in Umfangsrichtung begrenzende Schlitzwände aufweist und der oder die Flügel (12) jeweils im zugeordneten Schlitz (13) mit wenigstens einer der Schlitzwände in Gleitkontakt ist oder sind, und wobei der aus einem Gleitwerkstoff vorzugsweise nach Aspekt 13 bestehende Funktionsbereich (16; 26) die mit dem jeweiligen Flügel (12) in Gleitkontakt stehende Schlitzfläche als Gleitfläche (17) bildet.
Aspekt 32. Rotationspumpe nach Aspekt 30, wobei der oder die Flügel (12) jeweils in einem zugeordneten Schlitz (13) der Rotorstruktur (11) relativ zu dieser beweglich gelagert ist oder sind, jeder zugeordnete Schlitz (13) einander zugewandt gegenüberliegende, den jeweiligen Schlitz (13) in Umfangsrichtung begrenzende Schlitzwände aufweist und der oder die Flügel (12) jeweils im zugeordneten Schlitz (13) mit wenigstens einer der Schlitzwände in Gleitkontakt ist oder sind, und wobei der Formbereich (15) die mit dem jeweiligen Flügel (12) in Gleitkontakt stehende Schlitzfläche als Gleitfläche (14) bildet und der Funktionsbereich (16) jeweils zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Schlitze (13) ragt und den Formbereich (15) dadurch stabilisiert.
Aspekt 33. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Werkstoffverbundstruktur (11), vorzugsweise die Rotorstruktur, im Bereich einer Umfangsfläche (19), vorzugsweise Innenumfangsfläche, an einer anderen Komponente der Rotationspumpe befestigt oder beweglich gelagert ist, und der Funktionsbereich (16) die Umfangsfläche (19) der Werkstoffverbundstruktur (11) bildet, wobei der Funktionsbereich (16) vorzugsweise auch den Funktionsbereich des Aspekts 31 oder Aspekts 32 bildet.
Aspekt 34. Rotationspumpe nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Umfangsfläche (19) zumindest in einem axialen Abschnitt einen nicht kreisrunden Querschnitt, vorzugsweise in Form einer Verzahnung aufweist, um die Werkstoffverbundstruktur (11) drehunbeweglich mit einer Welle zu verbinden.
Aspekt 35. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Rotorstruktur (11) eine als Umfangsfläche geformte Fügefläche (19) aufweist und mit der Fügefläche (19) formschlüssig in einem vorzugsweise lösbaren Fügeeingriff drehunbeweglich mit einer um die Drehachse (R₁₀) des Förderrotors (10) drehbeweglichen Welle verbunden ist und der Funktionsbereich (16) die Fügefläche (19) der Rotorstruktur (11) bildet.
Aspekt 36. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Rotationspumpe eine Schmierölpumpe zur Versorgung eines Aggregats mit Schmieröl, vorzugsweise eine Motorölpumpe für einen Antriebsmotor eines Fahrzeugs, oder eine Gaspumpe zur Förderung eines Gases, vorzugsweise eine Vakuumpumpe eines Kraftfahrzeugs, ist.
Aspekt 37. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Rotationspumpe für die Anordnung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und für einen Antrieb des Förderrotors (10) durch einen Antriebsmotor des Fahrzeugs in fester Drehzahlbeziehung zum Antriebsmotor eingerichtet ist.
Aspekt 38. Rotationspumpe nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Funktionsbereich (16; 26; 31) ein Hohlprofil ist oder aufweist und der Formbereich (15) das Hohlprofil an einer axialen Stirnseite, vorzugsweise an beiden axialen Stirnseiten, einfasst und dadurch axial am Funktionsbereich (16) fixiert.
Aspekt 39. Rotationspumpe nach Aspekt 31, wobei der Funktionsbereich (16) ein Hohlprofil aufweist und vom Hohlprofil nach außen Abragungen abragen, wobei die Abragungen in den Formbereich (15) hineinragen und die mit dem jeweiligen Flügel (12) in Gleitkontakt stehende Schlitzfläche als Gleitfläche (17) bilden.
Aspekt 40. Rotationspumpe nach Aspekt 32, wobei der Funktionsbereich (16) ein Hohlprofil aufweist und vom Hohlprofil nach außen Abragungen abragen und jeweils zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Schlitze (13) ragen und den Formbereich (15) dadurch stabilisieren.

Also in the aspects formulated below, features of the invention will be described. The aspects are formulated in the nature of claims and can replace them. Features disclosed in the aspects may further supplement and / or relativise the claims, show alternatives to individual features, and / or extend claim features. In parenthesized reference numerals refer to an embodiment illustrated below in figures. They do not limit the features described in the aspects in the literal sense as such, but on the other hand show preferred possibilities of realizing the respective feature.

Aspect 1. Rotary pump, preferably vane pump, comprising:
1. (a) a housing (1) having an inlet (3) and an outlet (4) for a fluid and a delivery chamber (2) connected to the inlet and the outlet,
2. (b) a conveying rotor ( ₁₀ ) rotatable in the delivery chamber (2) about an axis of rotation (R ₁₀ ) with a central rotor structure (11) with respect to the axis of rotation (R ₁₀ ),
3. (c) and an actuating structure (20) surrounding the conveyor rotor (10), which forms conveyor cells (9) with the conveyor rotor (10) for conveying the fluid from the inlet (3) to the outlet (4) and relative to the conveyor rotor (10). 10) is preferably movable transversely to the axis of rotation (R ₁₀ ) back and forth in order to adjust a specific delivery volume of the rotary pump,
4. (d) wherein at least one of the structures (11, 20), namely the adjusting structure (20) and / or the rotor structure (11) is a composite material structure and a molding area (15; 25) made of plastic and one with the molding area (15; 25) of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding area (15, 25).
Aspect 2. The rotary pump according to aspect 1, wherein the functional region (16; 26) reinforces and / or stiffens the composite material structure (11; 20) and / or a sliding surface (17; 27) and / or a bearing or joining region (19) Composite material structure (11, 20) forms.
Aspect 3. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) made separately from the molding area (15; 25) and the molding area (15; 25) in a process of Urformung, preferably the casting and in particular the injection molding, on formed on or around the functional area (16, 26) and the areas (15, 16, 25, 26) are thereby firmly connected to one another.
Aspect 4. A rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) is connected to the molding area (15; 25) in a form-fitting and / or frictionally engaged and / or materially bonded manner.
Aspect 5. A rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) is completely or partially embedded in the molding area (15; 25) and the functional area (16; 26) forms the molding area (15; 25) or the molding area (15 25) stiffens and / or reinforces the functional area (16; 26).
Aspect 6. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) stiffens and / or strengthens the mold area (15; 25) to enhance the dimensional stability of the stiffened and / or reinforced mold area during pump operation.
Aspect 7. A rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the functional region (26; 31) surrounds and / or surrounds an inner peripheral surface (27) of the adjusting structure (20) surrounding the conveying rotor (10) around the axis of rotation (R ₁₀ ).
Aspect 8. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) and the forming area (15; 25) are positively connected by placing one of these areas at one or more locations (18; 28; 29; 30) in FIG the other one sticks out.
Aspect 9. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26) and the mold area (15; 25) are anchored to each other by one of these areas engaging behind the other at one or more locations (18; 30).
Aspect 10. The rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein at least one of the regions, preferably the functional region (16; 26), has one or more depressions (18; 28; 30), preferably one or more passages (30), into the material the other area protrudes and / or is penetrated by the material of the other area or will be.
Aspect 11. A rotary pump according to the preceding aspect, wherein the material of the other region has penetrated into the recess (s) in a flow-shaped form and / or has penetrated through the passages when the composite material structure (11;
Aspect 12. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional region (16; 26) forms an inner region of the composite material structure (11; 20) and the molding region (15; 25) forms the functional region (16; 26) externally over a portion of the circumference or surrounding the entire circumference.
Aspect 13. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional material is a sliding material and forms a sliding surface (17; 27) of the composite material structure (11; 20).
Aspect 14. A rotary pump according to the preceding aspect, wherein the functional material on the sliding surface (17; 27) has a lower coefficient of friction with regard to sliding and / or static friction and / or higher wear resistance compared to the plastic of the molding area (15;
Aspect 15. A rotary pump according to any one of the preceding two aspects, wherein the functional material is a slip-modified thermoplastic.
Aspect 16. A rotary pump according to any one of the preceding three aspects, wherein the functional material is a polymer compound of at least one temperature-resistant polymer filled with fiber material and slip additive.
Aspect 17. A rotary pump according to the preceding aspect and at least one of the following features (i) and (ii):
1. (i) the slip additive comprises at least one of graphite and fluoropolymer, preferably PTFE;
2. (ii) the fibrous material comprises or consists of carbon fibers.
Aspect 18. A rotary pump according to any one of the preceding two aspects, wherein the sliding material satisfies at least one of the following features (i) to (iii):
1. (i) the polymer content is at least 60 and at most 80% by weight;
2. (ii) the percentage of slip additive is at least 10% and at most 30% by weight;
3. (iii) the proportion of the fiber material is at least 5 and at most 15% by weight.
Aspect 19. A rotary pump according to any preceding aspect, wherein the functional material is a plastic and a base material of the plastic is a polymer including copolymer, a blend of polymers or a polymer blend selected from the group consisting of polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide ( PPS), polyether ketones (PAEK, PEK, PEEK), polyamides (PA), such as PA4.6, and polyphthalamide (PPA).
Aspect 20. The rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the composite material structure (20) has a further functional region (31) fixedly connected to the molding region (25) and made of one functional material of another chemical one Composition as the plastic of the molding area (25) and also the functional materials of the functional areas (26, 31) differ from each other.
Aspect 21. A rotary pump according to the preceding aspect, wherein at least one of the functional materials is a sliding material and the functional region (26) formed by the sliding material forms a sliding surface (27), preferably an inner or outer circumferential surface, of the composite material structure (20).
Aspect 22. The rotary pump according to one of the two preceding aspects, wherein at least one of the functional regions (31) supports and / or stiffens the molding region (25) and / or the functional region (26) forming the sliding surface (27) of the aspect 20.
Aspect 23. Rotary pump according to one of the three preceding aspects, wherein one of the functional areas (26, 31) surrounds the other outside over the entire circumference or at least a major part of the circumference outside, preferably in direct contact.
Aspect 24. Rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the supporting and / or stiffening functional region (31) recesses, preferably radial recesses, which may be formed as passages, and the functional material has penetrated into the recesses or preferably formed as passages Has penetrated depressions.
Aspect 25. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the actuator structure (20) has an inner circumferential surface (27) directly facing the conveyor rotor (10) and serving as a sliding surface, and the functional region (26) comprises the inner peripheral surface alone or in combination with the mold portion (25 ).
Aspect 26. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the functional region (16; 26; 31) is or has a hollow profile which is preferably annular, sleeve or tubular and has a constant or circumferentially varying thickness which is smaller, preferably lower at least the factor 3 is smaller than an inner diameter of the hollow profile.
Aspect 27. A rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the functional area (16) has a hollow profile, which is preferably annular or tubular and has a constant or circumferentially varying thickness, projecting outward from the hollow profile and projecting into the molding area (16). 15) to stabilize the molding area (15).
Aspect 28. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the plastic of the molding area is a thermoplastic filled with particles, preferably fibers, glass and / or mineral and / or carbon.
Aspect 29. The rotary pump of any of the preceding aspects, wherein the plastic of the molding portion Vyncolit ^®, in particular Vyncolit ^® X6320, or Fortron ^® is.
Aspect 30. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the rotary pump comprises a vane pump and the conveyor rotor (10) comprises an impeller with one or more vanes (12) projecting outwardly from the rotor structure (11) and resiliently supported by the rotor structure (11) ) which, during rotation of the conveyor rotor (10), pass over an inner peripheral surface (27) of the actuator structure (20).
Aspect 31. A rotary pump according to the preceding aspect, wherein the blade (s) (12) are each movably mounted relative to it in an associated slot (13) of the rotor structure (11), each associated slot (13) facing each other each slot (13) has circumferential walls bounding the peripheral wall and the wing (s) (12) are respectively in sliding contact with at least one of the slot walls in the associated slot (13), and wherein the functional area (16 26) which forms a sliding surface (17) in sliding contact with the respective wing (12).
Aspect 32. A rotary pump according to aspect 30, wherein the blade (s) (12) are each movably mounted relative to it in an associated slot (13) of the rotor structure (11), each associated slot (13) facing each other, the respective one Slit (13) has circumferentially delimiting slot walls and the wing (s) (12) in each associated slot (13) with at least one of the slot walls in sliding contact or are, and wherein the molding area (15) with the respective wing (12) in slidable contact slit surface as a sliding surface (14) and the functional region (16) in each case between circumferentially adjacent slots (13) protrudes and the molding area (15) thereby stabilized.
Aspect 33. Rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the composite material structure (11), preferably the rotor structure, in the region of a circumferential surface (19), preferably inner circumferential surface, is fastened or movably mounted on another component of the rotary pump, and the functional region (16) the peripheral surface (19) of the composite material structure (11) forms, the functional region (16) preferably also forming the functional region of the aspect 31 or aspect 32.
Aspect 34. Rotary pump according to the preceding aspect, wherein the peripheral surface (19) at least in an axial section has a non-circular cross-section, preferably in the form of a toothing, to connect the composite material structure (11) drehunbeweglich with a shaft.
Aspect 35. Rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the rotor structure (11) has a joining surface (19) formed as peripheral surface and with the joining surface (19) positively locking in a preferably releasable joining engagement rotatably with a about the axis of rotation (R ₁₀ ) of the conveyor rotor (10) rotatable shaft is connected and the functional area (16) forms the joining surface (19) of the rotor structure (11).
Aspect 36. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the rotary pump is a lubricating oil pump for supplying an aggregate with lubricating oil, preferably an engine oil pump for a drive motor of a vehicle, or a gas pump for conveying a gas, preferably a vacuum pump of a motor vehicle.
Aspect 37. A rotary pump according to any one of the preceding aspects, wherein the rotary pump is provided for mounting in a motor vehicle and adapted to drive the conveyor rotor (10) by a drive motor of the vehicle in fixed speed relation to the drive motor.
Aspect 38. The rotary pump according to one of the preceding aspects, wherein the functional area (16; 26; 31) is or has a hollow profile and the molding area (15) surrounds the hollow profile on an axial end face, preferably on both axial end faces, and thereby axially on the functional area (16) fixed.
Aspect 39. A rotary pump according to aspect 31, wherein the functional area (16) has a hollow profile and protrude outward from the hollow profile projections, wherein the Abragungen protrude into the molding area (15) and with the respective wing (12) in sliding contact slot surface as a sliding surface (17) form.
Aspect 40. A rotary pump according to aspect 32, wherein the functional area (16) has a hollow profile and protrude outward from the hollow profile projections and in each case between adjacent slots in the circumferential direction (13) protrude and thereby stabilize the molding area (15).

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und der Aspekte und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1: eine Rotationspumpe mit einer Rotorstruktur und einer Stellstruktur, von denen wenigstens eine der Erfindung gemäß als Werkstoffverbundstruktur gebildet ist,
Figur 2: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 3: den Schnitt A-A der Figur 2,
Figur 4: die Stellstruktur des ersten Ausführungsbeispiels in isometrischer Darstellung,
Figur 5: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 6: den Schnitt A-A der Figur 5,
Figur 7: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 8: den Schnitt A-A der Figur 7,
Figur 9: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 10: den Schnitt A-A der Figur 9,
Figur 11: ein Funktionsinsert des vierten Ausführungsbeispiels in isometrischer Darstellung,
Figur 12: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 13: den Schnitt A-A der Figur 12,
Figur 14: ein Funktionsinsert des fünften Ausführungsbeispiels in isometrischer Darstellung,
Figur 15: die als Werkstoffverbundstruktur gebildete Stellstruktur in einem sechsten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
Figur 16: den Schnitt A-A der Figur 15,
Figur 17: die als Werkstoffverbundstruktur eines siebten Ausführungsbeispiels gebildete Rotorstruktur in isometrischer Darstellung,
Figur 18: die Werkstoffverbundstruktur des siebten Ausführungsbeispiels in einem Querschnitt der Figur 17,
Figur 19: eine als Werkstoffverbundstruktur eines achten Ausführungsbeispiels gebildete Rotorstruktur in isometrischer Darstellung,
Figur 20: die Werkstoffverbundstruktur des achten Ausführungsbeispiels in einem Querschnitt der Figur 19,
Figur 21: eine als Werkstoffverbundstruktur eines neunten Ausführungsbeispiels gebildete Rotorstruktur in einer Stirnansicht, und
Figur 22: ein Funktionsinsert des neunten Ausführungsbeispiels in einer Stirnansicht.

Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to figures. Features disclosed in the exemplary embodiments advantageously each individually and in each combination of features form the subject matter of the claims and the aspects as well as the embodiments explained above. Show it:

FIG. 1: a rotary pump having a rotor structure and a setting structure, of which at least one of the invention is formed according to the material composite structure,
FIG. 2: the adjusting structure formed as a composite material structure in a first embodiment in a side view,
FIG. 3: the cut AA the FIG. 2 .
FIG. 4: the actuator structure of the first embodiment in isometric view,
FIG. 5: the adjusting structure formed as composite material structure in a second embodiment in a side view,
FIG. 6: the cut AA the FIG. 5 .
FIG. 7: the adjusting structure formed as composite material structure in a third embodiment in a side view,
FIG. 8: the cut AA the FIG. 7 .
FIG. 9: the adjusting structure formed as composite material structure in a fourth embodiment in a side view,
FIG. 10: the cut AA the FIG. 9 .
FIG. 11: a functional insert of the fourth embodiment in isometric view,
FIG. 12: the adjusting structure formed as composite material structure in a fifth embodiment in a side view,
FIG. 13: the cut AA the FIG. 12 .
FIG. 14: a functional insert of the fifth embodiment in isometric view,
FIG. 15: the adjusting structure formed as composite material structure in a sixth embodiment in a side view,
FIG. 16: the cut AA the FIG. 15 .
FIG. 17: the rotor structure formed as composite material structure of a seventh embodiment in isometric view,
FIG. 18: the composite material structure of the seventh embodiment in a cross section of FIG. 17 .
FIG. 19: a rotor structure formed as a composite material structure of an eighth embodiment in isometric view,
FIG. 20: the composite material structure of the eighth embodiment in a cross section of FIG. 19 .
FIG. 21: a rotor structure formed as a composite material structure of a ninth embodiment in an end view, and
FIG. 22: a Funktionsinsert the ninth embodiment in an end view.

Figur 1 zeigt eine Rotationspumpe, beispielhaft in Flügelzellenbauart. Die Rotationspumpe ist in einer Seitenansicht auf ein Gehäuse 1 der Pumpe dargestellt. Ein Deckel des Gehäuses 1 ist abgenommen, so dass die Funktionskomponenten der Rotationspumpe erkennbar sind. Das Gehäuse 1 bildet Seitenwände einer Förderkammer 2, in der ein Förderrotor 10 um eine Drehachse R₁₀ drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse 1 weist einen Einlass 3 und einen Auslass 4 für ein zu förderndes Fluid, beispielsweise Motorschmieröl, auf. Die Förderkammer 2 umfasst eine Niederdruckseite und eine Hochdruckseite. Bei einem Drehantrieb des Förderrotors 10 in die eingezeichnete Drehrichtung, im Uhrzeigersinn, strömt Fluid über den Einlass 3 auf der Niederdruckseite in die Förderkammer 2 und wird unter Erhöhung des Drucks auf der Hochdruckseite ausgestoßen und über den Auslass 4 abgefördert. FIG. 1 shows a rotary pump, for example in vane-type. The rotary pump is shown in a side view of a housing 1 of the pump. A cover of the housing 1 is removed, so that the functional components of the rotary pump can be seen. The housing 1 forms side walls of a delivery chamber 2, in which a delivery rotor 10 about an axis of rotation R ₁₀ rotatable is arranged. The housing 1 has an inlet 3 and an outlet 4 for a fluid to be conveyed, for example engine lubricating oil. The delivery chamber 2 includes a low pressure side and a high pressure side. In a rotary drive of the conveyor rotor 10 in the drawn direction of rotation, clockwise, fluid flows through the inlet 3 on the low pressure side in the delivery chamber 2 and is ejected by increasing the pressure on the high pressure side and discharged via the outlet 4.

Der Förderrotor 10 ist ein Flügelrad mit einer bezüglich der Drehachse R₁₀ zentralen Rotorstruktur 11 und über den Umfang der Rotorstruktur 11 verteilt angeordneten Flügeln 12. Die Flügel 12 sind in zum äußeren Umfang der Rotorstruktur 11 offenen Schlitzen 13 der Rotorstruktur 11 in radialer oder zumindest im Wesentlichen radialer Richtung gleitend verschieblich geführt.The conveyor rotor 10 is an impeller with a central rotor structure 11 with respect to the axis of rotation R ₁₀ and vanes 12 distributed over the circumference of the rotor structure 11. The vanes 12 are in slots 13 of the rotor structure 11 which are open to the outer periphery of the rotor structure 11 in the radial or at least in the Slidably guided substantially radial direction slidably.

Die Rotorstruktur 11 ist mit einer um die Drehachse R₁₀ drehbeweglichen Welle in einem auf Formschluss beruhenden Fügeeingriff drehunbeweglich verbunden. Für den Fügeeingriff weist sie eine nicht kreisrunde innere Umfangsfläche auf, nämlich eine Fügefläche, die insbesondere in der Art einer Verzahnung geformt sein kann. Die Fügefläche ist vorzugsweise so geformt, dass die Rotorstruktur 11 mit ihrer Fügefläche axial auf die Welle geschoben werden kann.The rotor structure 11 is rotatably connected to a rotatable shaft about the axis of rotation R ₁₀ in a form-fitting based joining engagement. For the joining engagement, it has a non-circular inner circumferential surface, namely a joining surface, which may be shaped in particular in the manner of a toothing. The joining surface is preferably shaped so that the rotor structure 11 can be pushed with its joining surface axially on the shaft.

Der Förderrotor 10 wird an seinem äußeren Umfang von einer Stellstruktur 20 umgeben, die beispielhaft als Stellring geformt ist. Beim Drehantrieb des Förderrotors 10 gleiten dessen Flügel 12 über eine Innenumfangsfläche 27 der Stellstruktur 20. Die Drehachse R₁₀ des Förderrotors 10 ist zu einer parallelen zentralen Achse der Stellstruktur 20 exzentrisch angeordnet, so dass vom Förderrotor 10 und dem Stellring 20 gebildete Förderzellen sich bei Drehung des Förderrotors 10 auf der Niederdruckseite der Förderkammer 2 in Drehrichtung vergrößern und auf der Hochdruckseite wieder verkleinern. Aufgrund dieser mit der Drehzahl des Förderrotors 10 periodischen Vergrößerung und Verkleinerung der Förderzellen wird das Fluid von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite und dort mit erhöhtem Druck durch den Auslass 4 gefördert.The conveyor rotor 10 is surrounded at its outer periphery by a setting structure 20, which is exemplified as an adjusting ring. In the rotary drive of the conveyor rotor 10 whose wings 12 slide over an inner peripheral surface 27 of the actuator structure 20. The axis of rotation R _{10 of} the conveyor rotor 10 is arranged eccentrically to a parallel central axis of the actuator structure 20, so that the delivery rotor 10 and the adjusting ring 20 formed conveying cells upon rotation of the delivery rotor 10 on the low-pressure side of the delivery chamber 2 in the direction of rotation increase and reduce again on the high-pressure side. Because of this with the speed of the conveyor rotor 10 periodic increase and decrease in the delivery cells, the fluid from the low pressure side to the high pressure side and there promoted with increased pressure through the outlet 4.

Das pro Umdrehung des Förderrotors 10 geförderte Fluidvolumen, das sogenannte spezifische Fördervolumen, kann verstellt werden. Ist das Fluid eine Flüssigkeit und somit in guter Näherung inkompressibel, ist das absolute Fördervolumen der Drehzahl des Förderrotors 10 direkt proportional. Bei kompressiblen Fluiden, beispielsweise Luft, ist der Zusammenhang von Fördermenge und Drehzahl zwar nicht linear, die absolute Fördermenge bzw. -masse steigt jedoch ebenfalls mit der Drehzahl.The per volume revolution of the conveyor rotor 10 funded fluid volume, the so-called specific delivery volume can be adjusted. If the fluid is a liquid and thus incompressible to a good approximation, the absolute delivery volume is directly proportional to the speed of the delivery rotor 10. For compressible fluids, such as air, the relationship between flow rate and speed is not linear, but the absolute flow rate or mass also increases with the speed.

Das spezifische Fördervolumen hängt von der Exzentrizität, also dem Abstand zwischen der zentralen Achse der Stellstruktur 20 und der Drehachse R₁₀ des Förderrotors 10 ab. Um diesen Achsabstand ändern zu können, ist die Stellstruktur 20 im Gehäuse 1 beweglich angeordnet, beispielhaft um eine Schwenkachse R₂₀ schwenkbeweglich. In Variationen kann eine modifizierte Stellstruktur im Gehäuse 1 auch linearbeweglich angeordnet sein. Zur Verstellung des spezifischen Fördervolumens bzw. der Exzentrizität wird eine Beweglichkeit quer zur Drehachse R₁₀ des Förderrotors 10 bevorzugt. Grundsätzlich wäre auch eine axiale Verstellbarkeit denkbar, durch die eine axiale Weite der Förderzellen verstellt werden kann.The specific delivery volume depends on the eccentricity, ie the distance between the central axis of the adjusting structure 20 and the axis of rotation R _{10 of} the conveyor rotor 10. In order to change this center distance, the adjusting structure 20 is movably arranged in the housing 1, for example pivotable about a pivot axis R ₂₀ . In variations, a modified actuator structure in the housing 1 can also be arranged linearly movable. To adjust the specific delivery volume or the eccentricity, a mobility transverse to the axis of rotation R _{10 of} the conveyor rotor 10 is preferred. In principle, an axial adjustability would also be conceivable by which an axial width of the delivery cells can be adjusted.

Ein Schwenklagerbereich der Stellstruktur 20 ist mit 21 bezeichnet. Die Schwenklagerung ist als Gleitlager ausgeführt, indem die Stellstruktur 20 in ihrem Schwenklagerbereich 21 mit einer Gegenfläche des Gehäuses 1 direkt in Gleitkontakt steht.A pivot bearing region of the actuating structure 20 is designated by 21. The pivot bearing is designed as a sliding bearing by the adjusting structure 20 is in its pivot bearing portion 21 with a mating surface of the housing 1 directly in sliding contact.

Für die Verstellung in eine Stellrichtung S, im Ausführungsbeispiel Schwenkrichtung S, wird die Stellstruktur 20 mit einem in die Stellrichtung S wirkenden Steuerfluiddruck beaufschlagt. Diesem Steuerdruck wirkt in die Gegenstellrichtung eine Rückstellkraft entgegen. Die Rückstellkraft wird von einer Federeinrichtung mit einem oder mehreren mechanischen Federgliedern, im Ausführungsbeispiel einem einzigen Federglied 5 erzeugt. Das Federglied 5 ist als Schraubendruckfeder ausgeführt und angeordnet. Für die Druckbeaufschlagung mit dem Steuerfluid weist die Stellstruktur 20 an ihrer von der Schwenkachse R₂₀ aus über die Drehachse R₁₀ des Förderrotors 10 gesehen gegenüberliegenden Seite einen funktional als Stellkolben wirkenden Stellstruktur-Einwirkbereich 23 auf, der beispielhaft mit einem ringförmigen Teil der Stellstruktur 20 in einem Stück geformt ist. Zur einen Seite des Stellstruktur-Einwirkbereichs 23 ist im Gehäuse 1 eine Steuerdruckkammer 6 gebildet, in die das Steuerfluid einleitbar ist, um auf den Stellstruktur-Einwirkbereich 23 und über diesen auf die Stellstruktur 20 eine in die Stellrichtung S wirkende Stellkraft auszuüben. Die Rückstellkraft wirkt beispielhaft ebenfalls unmittelbar auf den Stellstruktur-Einwirkbereich 23.For the adjustment in a setting direction S, in the exemplary embodiment pivoting direction S, the adjusting structure 20 is acted upon by a control fluid pressure acting in the direction of adjustment S. This control pressure counteracts a restoring force in the opposite direction. The restoring force is generated by a spring device with one or more mechanical spring members, in the embodiment a single spring member 5. The spring member 5 is designed and arranged as a helical compression spring. For the pressurization with the control fluid, the adjusting structure 20 on its viewed from the pivot axis R ₂₀ on the axis of rotation R _{10 of} the conveyor rotor 10 opposite side a functionally acting as a control piston actuator structure-action region 23 which exemplarily with an annular portion of the actuator structure 20 in a piece is formed. On the one side of the actuator structure-action region 23, a control pressure chamber 6 is formed in the housing 1, into which the control fluid can be introduced to exert on the actuator structure action region 23 and via this on the actuator structure 20 a force acting in the direction of adjustment S force. By way of example, the restoring force likewise acts directly on the adjusting structure-influencing region 23.

Die Steuerdruckkammer 6 wird mit dem von der Rotationspumpe geförderten Druckfluid gespeist, um die Stellstruktur 20 in die Stellrichtung S mit dem Steuerfluiddruck zu beaufschlagen. Die Stellrichtung S ist so gewählt, dass sich die Exzentrizität zwischen Förderrotor 10 und Stellstruktur 20 und dadurch das spezifische Fördervolumen verkleinert, wenn sich die Stellstruktur 20 in die Stellrichtung S bewegt.The control pressure chamber 6 is supplied with the pressure fluid delivered by the rotary pump to pressurize the actuator structure 20 in the direction of adjustment S with the control fluid pressure. The adjustment direction S is selected such that the eccentricity between the conveying rotor 10 and the adjusting structure 20 and thereby the specific delivery volume decreases when the adjusting structure 20 moves in the direction of adjustment S.

Die Stellstruktur 20 bildet mit dem Gehäuse 1 einen Dichtspalt, der die Steuerdruckkammer 6 in Stellrichtung S vom Niederdruckbereich trennt. Im radialen Dichtspalt ist ein Dichtelement zur besseren Abdichtung des Dichtspalts angeordnet. Das Dichtelement ist in einer Aufnahme 24 der Stellstruktur 20 angeordnet.The adjusting structure 20 forms with the housing 1 a sealing gap which separates the control pressure chamber 6 in the direction of adjustment S from the low-pressure region. In the radial sealing gap is a sealing element for better sealing of the sealing gap arranged. The sealing element is arranged in a receptacle 24 of the adjusting structure 20.

In Bezug auf die Steuerung oder Regelung des Fördervolumens durch die erläuterte Beaufschlagung mit dem Steuerfluiddruck wird auf die DE 10 2011 086 175 B3 verwiesen, die diesbezüglich und auch zu weiteren Details der Funktionsweise der Rotationspumpe in Bezug genommen wird.With respect to the control or regulation of the delivery volume by the explained application of the control fluid pressure is on the DE 10 2011 086 175 B3 referenced in this regard and also to further details of the operation of the rotary pump in relation.

Die Stellstruktur 20 und/oder die Rotorstruktur 11 ist oder sind jeweils Werkstoffverbundstrukturen, die gänzlich oder zumindest bereichsweise aus Kunststoff bestehen. Allerdings sind sie aus wenigstens zwei Werkstoffen gefertigt, die sich in Bezug auf ihre chemische Zusammensetzung, optional auch in Bezug auf Zuschlagstoffe, voneinander unterscheiden.The adjusting structure 20 and / or the rotor structure 11 are or are in each case composite material structures which consist entirely or at least partially of plastic. However, they are made of at least two materials that differ in terms of their chemical composition, optionally also in terms of aggregates.

In den Figuren 2 bis 4 ist eine Werkstoffverbundstruktur eines ersten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es handelt sich um die Stellstruktur 20. Die Stellstruktur 20 weist einen Formbereich 25 aus Kunststoff und einen Funktionsbereich 26 aus einem Funktionswerkstoff auf, dessen chemische Zusammensetzung sich vom Kunststoff des Formbereichs 25 unterscheidet. Der Funktionswerkstoff kann ein anderer Kunststoff oder insbesondere ein Metall oder eine Metalllegierung sein. Bevorzugt handelt es sich um Stahl. Der Funktionsbereich 26 kann vorteilhafterweise ein Guss- oder Sinterkörper sein. Der Funktionsbereich 26 ist ring-, hülsen- oder rohrförmig. Er kann eine zumindest im Wesentlichen glatte Oberfläche, insbesondere eine glatte Innenumfangsfläche aufweisen.In the FIGS. 2 to 4 a composite material structure of a first embodiment is shown. The adjusting structure 20 has a molding area 25 made of plastic and a functional area 26 made of a functional material whose chemical composition differs from the plastic of the molding area 25. The functional material may be another plastic or in particular a metal or a metal alloy. It is preferably steel. The functional area 26 can advantageously be a cast or sintered body. The functional area 26 is ring, sleeve or tubular. It may have an at least substantially smooth surface, in particular a smooth inner circumferential surface.

Der Funktionsbereich 26 ist in den Formbereich 25 eingebettet. Der Formbereich 25 umgibt den Funktionsbereich 26 ferner über dessen gesamten äußeren Umfang. Der Formbereich 25 umgreift den Funktionsbereich 26 an beiden axialen Enden. Der Funktionsbereich 26 ist hierfür in einer nut- oder muldenförmigen Vertiefung 28, die am Innenumfang des Formbereichs 25 umläuft, eingebettet. Der Formbereich 25 fasst den Funktionsbereich 26 über dessen äußeren Umfang und axial an beiden Seiten entsprechend ein, so dass Formbereich 25 und Funktionsbereich 26 formschlüssig fest, relativ zueinander axial unbeweglich verbunden sind. Eine Relativbewegung in Umfangsrichtung wird durch einen entsprechend festen Umgriff des Funktionsbereichs 26 verhindert. Formbereich 25 und Funktionsbereich 26 bilden gemeinsam die glatte Innenumfangsfläche 27 der Stellstruktur 20 als Gleitfläche.The functional area 26 is embedded in the molding area 25. The molding area 25 further surrounds the functional area 26 over its entire outer circumference. The molding area 25 surrounds the functional area 26 at both axial ends. For this purpose, the functional region 26 is embedded in a groove-shaped or trough-shaped depression 28, which circulates on the inner circumference of the molding region 25. The molding region 25 encloses the functional region 26 over its outer circumference and axially correspondingly on both sides, so that the molding region 25 and the functional region 26 are connected in a form-fitting, fixed manner relative to one another in an axially immovable manner. A relative movement in the circumferential direction is prevented by a correspondingly firm grip of the functional area 26. Forming area 25 and functional area 26 together form the smooth inner peripheral surface 27 of the adjusting structure 20 as a sliding surface.

Der Formbereich 25 und der Funktionsbereich 26 bilden vorteilhafterweise bereits alleine die komplette Stellstruktur 20.The molding area 25 and the functional area 26 advantageously already form the complete actuator structure 20 alone.

In der Werkstoffverbundstruktur 20 bildet der Funktionsbereich 26 ein Insert bzw. Einlegeteil. Der Funktionsbereich 26 kann wie bereits erwähnt ein Stahlinsert oder ein anderes metallisches Insert oder auch ein Kunststoffinsert sein. Vorzugsweise ist der Funktionsbereich 26 ausreichend steif, so dass er innerhalb der Stellstruktur 20 als Stütz- und/oder Versteifungskörper für den Formbereich 25 dienen, der Formbereich 25 also am Funktionsbereich 26 abgestützt sein und/oder die Formhaltigkeit der Stellstruktur 20 im Pumpenbetrieb verbessert werden kann. Der Funktionsbereich 26 kann stattdessen oder in Kombination mit einer Stütz- bzw. Versteifungsfunktion aus einem Gleitwerkstoff gefertigt oder mit einem Gleitwerkstoff beschichtet sein, wobei der Gleitwerkstoff den gleichen oder vorzugsweise einen geringeren Reibungskoeffizienten in Bezug auf die Gleitreibung und vorzugsweise auch in Bezug auf die Haftreibung als der Kunststoff des Formbereichs 25 aufweisen kann.In the composite material structure 20, the functional area 26 forms an insert or insert. The functional area 26 can, as already mentioned, be a steel insert or another metallic insert or else a plastic insert. Preferably, the functional area 26 is sufficiently rigid that it serves as supporting and / or stiffening body for the forming area 25 within the adjusting structure 20, ie the forming area 25 can be supported on the functional area 26 and / or the shape retention of the adjusting structure 20 can be improved during pump operation , The functional region 26 may be made of a sliding material or coated with a sliding material instead or in combination with a support or stiffening function, wherein the sliding material has the same or preferably a lower coefficient of friction with respect to the sliding friction and preferably also with respect to the static friction the plastic of the molding area 25 may have.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Werkstoffverbundstruktur eines zweiten Ausführungsbeispiels. Auch im zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Stellstruktur 20. Die Stellstruktur 20 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass sich der Funktionsbereich 26 über die gesamte axiale Breite der Stellstruktur 20 erstreckt und somit alleine die Innenumfangsfläche 27 bildet, über welche die Flügel 12 des Förderrotors 10 bei Drehantrieb des Förderrotors 10 streichen. Wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel ist der Funktionsbereich 26 ring-, hülsen- oder rohrförmig mit einer im Vergleich zum Innendurchmesser geringen Wanddicke.
Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Werkstoffverbundstruktur 20, wiederum die Stellstruktur 20, ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel erstreckt sich auch im dritten Ausführungsbeispiel der Funktionsbereich 26 über die gesamte axiale Breite der Stellstruktur 20. Der Funktionsbereich 26 unterscheidet sich von dem des zweiten Ausführungsbeispiels durch eine am äußeren Umfang vorhandene radiale Abragung 29, die in eine nutförmige Vertiefung 28 des Formbereichs 25 eingreift und dadurch den Funktionsbereich 26 am Formbereich 25 axial zusätzlich zum festen Umgriff durch den Formbereich 25 sichert. Im Übrigen entspricht der Funktionsbereich 26 im dritten Ausführungsbeispiel dem Funktionsbereich 26 des zweiten Ausführungsbeispiels. Vertiefung 28 und Abragung 29 können vollständig oder nur teilweise umlaufend geformt sein und ineinandergreifen.The FIGS. 5 and 6 show a composite material structure of a second embodiment. The adjusting structure 20 also differs from the first exemplary embodiment only in that the functional area 26 extends over the entire axial width of the adjusting structure 20 and thus alone forms the inner peripheral surface 27, via which the wings 12 of the conveyor rotor 10 with rotary drive of the conveyor rotor 10. As in the first embodiment, the functional area 26 is annular, sleeve or tubular with a small wall thickness compared to the inner diameter.
A third embodiment of a composite material structure 20, again the adjusting structure 20, is in the FIGS. 7 and 8 shown. As in the second exemplary embodiment, the functional region 26 also extends over the entire axial width of the actuating structure 20 in the third exemplary embodiment. The functional region 26 differs from that of the second exemplary embodiment by a radial projection 29 provided on the outer circumference and into a groove-shaped depression 28 of the molding region 25 engages and thereby secures the functional area 26 on the molding area 25 axially in addition to the solid wrap around the mold area 25. Incidentally, the functional area 26 in the third embodiment corresponds to the functional area 26 of the second embodiment. Recess 28 and Abragung 29 may be completely or only partially formed circumferentially and interlock.

Die Figuren 9 und 10 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer als Werkstoffverbundstruktur gebildeten Stellstruktur 20. Im vierten Ausführungsbeispiel fasst der Funktionsbereich 26 den Formbereich 25 axial beidseitig ein, indem der im Wesentlichen als dünnwandiges Rohr gebildete Funktionsbereich 26 an seinen beiden axialen Enden nach außen abragend jeweils einen Flansch 29 aufweist, der vorteilhafterweise vollständig umlaufen kann. Axial zwischen den beiden Flanschen 29 bildet der Funktionsbereich 26 entsprechend eine Vertiefung 28, in die der Formbereich 25 eingreift und die der Formbereich 25 wie bevorzugt ausfüllt. Die beiden Flansche 29 sichern den Funktionsbereich 26 axial. Zusätzlich umgreift der Formbereich 25 den zwischen den Flanschen 29 erstreckten Axialabschnitt des Funktionsbereichs 26 kraftschlüssig. Ein Kraftschluss kann, wie vorzugsweise auch in den anderen Ausführungsbeispielen, bei einem Umformen des Funktionsinserts 26 mit dem Formbereichskunststoff durch das Erstarren des Kunststoffs des Formbereichs 25 entstehen. Der Funktionsbereich 26 kann wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen als Stütz- und/oder Versteifungsstruktur für den Formbereich 25 dienen. Zusätzlich bildet der Funktionsbereich 26 die Innenumfangsfläche 27 und ist daher vorzugsweise aus einem Gleitwerkstoff gefertigt, der die für den Pumpenbetrieb erforderlichen guten Gleiteigenschaften und Verschleißbeständigkeit aufweist. Von den erläuterten Unterschieden abgesehen, gelten für das vierte Ausführungsbeispiel die Ausführungen zu den anderen Ausführungsbeispielen gleichermaßen. So kann der Funktionsbereich 26 insbesondere als Insert bzw. Einlegekörper bereitgestellt und mit dem Kunststoff des Formbereichs umformt, vorzugsweise umspritzt worden sein.The FIGS. 9 and 10 In the fourth exemplary embodiment, the functional region 26 encloses the forming region 25 axially on both sides, in that the functional region 26, which essentially forms a thin-walled tube, has a flange 29 protruding outwards at its two axial ends advantageously completely circulate. Axially between the two flanges 29 The functional region 26 accordingly forms a depression 28 into which the molding region 25 engages and which preferably fills the molding region 25. The two flanges 29 secure the functional area 26 axially. In addition, the molding area 25 surrounds the axial section of the functional area 26, which extends between the flanges 29, in a force-locking manner. A frictional connection can, as in the other exemplary embodiments, also occur when the functional insert 26 is reshaped with the molding area plastic due to the solidification of the plastic of the molding area 25. The functional area 26 can, as in the previous exemplary embodiments, serve as a support and / or stiffening structure for the molding area 25. In addition, the functional region 26 forms the inner peripheral surface 27 and is therefore preferably made of a sliding material having the good sliding properties and wear resistance required for pump operation. Apart from the differences explained, the comments on the other exemplary embodiments apply equally to the fourth exemplary embodiment. Thus, the functional area 26 can be provided in particular as an insert or insert body and formed with the plastic of the molding area, preferably encapsulated.

In Figur 11 ist der Funktionsbereich 26 herausgelöst aus der Werkstoffverbundstruktur 20 alleine dargestellt. Der Funktionsbereich 26 kann wie bereits in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen innerhalb der Werkstoffverbundstruktur 20 insbesondere ein Metall- oder Kunststoffinsert, vorzugsweise ein Stahlinsert, bilden.In FIG. 11 is the functional area 26 removed from the composite material structure 20 shown alone. The functional region 26, as in the exemplary embodiments explained above, can in particular form a metal or plastic insert, preferably a steel insert, within the composite material structure 20.

In den Figuren 12 und 13 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel einer als Werkstoffverbundstruktur gebildeten Stellstruktur 20 illustriert. Auch die Stellstruktur 20 des fünften Ausführungsbeispiels setzt sich aus nur zwei Bereichen zusammen, dem Formbereich 25 aus Kunststoff und dem Funktionsbereich 26 aus Funktionswerkstoff. Der Funktionsbereich 26 ist wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ring-, hülsen- oder rohrförmig mit im Vergleich zum Innendurchmesser geringerer Wanddicke. Er weist über seinen Umfang verteilt eine Vielzahl von Durchgängen 30 auf. Der Funktionsbereich 26 kann auch als perforierte Hohlstruktur bezeichnet werden. Die Durchgänge 30 sind vom Kunststoff des Formbereichs 25 durchdrungen, so dass Formbereich 25 und Funktionsbereich 26 aneinander verankert sind und ein besonders inniger Formschluss erhalten wird.In the FIGS. 12 and 13 a fifth exemplary embodiment of a setting structure 20 formed as a composite material structure is illustrated. Also, the actuator structure 20 of the fifth embodiment is composed of only two areas, the molding area 25 made of plastic and the functional area 26 of functional material. The functional region 26, as in the embodiments described above, is annular, sleeve-shaped or tubular with a smaller wall thickness compared to the inner diameter. It has a plurality of passages 30 distributed over its circumference. The functional area 26 can also be referred to as a perforated hollow structure. The passages 30 are penetrated by the plastic of the molding area 25, so that the molding area 25 and the functional area 26 are anchored to one another and a particularly intimate positive connection is obtained.

Das hülsen-, ring- oder rohrförmige Insert 26, das in der Werkstoffverbundstruktur 20 den Funktionsbereich 26 bildet, ist in Figur 14 herausgelöst aus der Werkstoffverbundstruktur alleine dargestellt. In diesem vorgefertigten Zustand kann der Funktionsbereich 26, respektive das ihn bildende Strukturteil bzw. Insert, in eine Form eingelegt und mit dem Kunststoff des Formbereichs 25 umformt, vorzugsweise umspritzt werden. Bei solch einem Verfahren der Urformung dringt der Kunststoff des Formbereichs 25 vorzugsweise in die Durchgänge 30 ein und verankert den Funktionsbereich 26 dadurch am Formbereich 25.The sleeve, ring or tubular insert 26, which forms the functional region 26 in the composite material structure 20, is in FIG. 14 detached from the composite material structure shown alone. In this prefabricated state, the functional area 26, or the structural part or insert forming it, can be inserted into a mold and can be inserted with the plastic of the mold area 25 deformed, preferably overmoulded. In such a method of primary shaping, the plastic of the molding area 25 preferably penetrates into the passages 30 and thereby anchors the functional area 26 on the molding area 25.

Der Funktionsbereich 26 kann den Formbereich 25 stützen und/oder aussteifen. Alternativ oder zusätzlich zur Stütz- und/oder Versteifungsfunktion kann der Funktionsbereich 26, falls der ihn bildende Funktionswerkstoff ein Gleitwerkstoff mit ausreichend guten Gleiteigenschaften und Verschleißbeständigkeit ist, die Innenumfangsfläche 27 bilden, entweder alleine oder, falls der Kunststoff des Formbereichs 25 die Durchgänge 30 vollständig durchdrungen hat, gemeinsam mit dem Kunststoff des Formbereichs 25.The functional area 26 may support and / or stiffen the molding area 25. Alternatively or in addition to the support and / or stiffening function, the functional region 26, if the functional material forming it is a sliding material with sufficiently good sliding properties and wear resistance, form the inner circumferential surface 27, either alone or if the plastic of the molding region 25 completely penetrates the passages 30 has, together with the plastic of the molding area 25.

In Modifikationen können die Funktionsbereiche 26 des ersten bis fünften Ausführungsbeispiels außen und innen vom Kunststoff des Formbereichs 25 umgeben werden oder auch vollkommen im Kunststoff des Formbereichs 25 eingebettet sein, so dass sie in den Modifikationen keine Gleitfunktion, sondern lediglich Stütz- und/oder Versteifungsfunktion für die Werkstoffverbundstruktur 20 haben. Die als Gleitfläche dienende Innenumfangsfläche 27 wird in den Modifikationen vom Kunststoff des Formbereichs 25 gebildet.In modifications, the functional areas 26 of the first to fifth embodiments can be surrounded on the outside and inside by the plastic of the molding area 25 or can also be completely embedded in the plastic of the molding area 25, so that they do not have a sliding function in the modifications, but merely support and / or stiffening function have the composite material structure 20. The inner circumferential surface 27 serving as a sliding surface is formed by the plastic of the molding area 25 in the modifications.

In weiteren Modifikationen können die Funktionsbereiche 26 des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels zusätzlich Durchgänge, wie etwa die Durchgänge 30, aufweisen, um zusätzlich zu dem im jeweiligen Ausführungsbeispiel bestehenden Formschluss auch noch eine Verankerung der Bereiche 25 und 26 aneinander zu erhalten. Ebenso kann der Funktionsbereich 26 in allen Beispielen eine nach außen vorstehende Rippe oder an einem oder an beiden axialen Enden einen vorstehenden Flansch aufweisen und/oder sich nicht über die gesamte axiale Länge der Stellstruktur 20 erstrecken, sondern etwa wie im ersten Ausführungsbeispiel der dortige Funktionsbereich 26 axial eingebettet sein.In further modifications, the functional regions 26 of the first to fourth exemplary embodiments may additionally have passages, such as the passages 30, in order to additionally obtain an anchoring of the regions 25 and 26 to one another in addition to the positive connection existing in the respective exemplary embodiment. Likewise, the functional area 26 in all examples may have an outwardly projecting rib or at one or both axial ends a protruding flange and / or not extend over the entire axial length of the actuator structure 20, but approximately as in the first embodiment, the local functional area 26th be embedded axially.

Die Figuren 15 und 16 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel einer als Werkstoffverbundstruktur gebildeten Stellstruktur 20. Diese Stellstruktur 20 umfasst einen Formbereich 25, der wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen den Lagerbereich 21 mit der Gleitlagerfläche 22 und auf der gegenüberliegenden Seite den Einwirkbereich 23 in einem Stück bildet. Die Stellstruktur 20 weist ferner einen ersten Funktionsbereich 26 aus einem ersten Funktionswerkstoff und einen weiteren, zweiten Funktionsbereich 31 aus einem zweiten Funktionswerkstoff auf. Der erste und auch der zweite Funktionswerkstoff unterscheiden sich vom Kunststoff des Formbereichs 25 zumindest hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung. Sie unterscheiden sich ferner in bevorzugten Ausführungen auch untereinander in der chemischen Zusammensetzung.The FIGS. 15 and 16 show a sixth embodiment of a formed as a composite material structure actuator structure 20. This actuator structure 20 includes a mold portion 25, which forms the bearing portion 21 with the sliding bearing surface 22 and on the opposite side of the Einwirkbereich 23 in one piece as in the embodiments described above. The adjusting structure 20 furthermore has a first functional region 26 made of a first functional material and a further, second functional region 31 made of a second functional material. The first and also the second functional material differ from the plastic of the molding area 25 at least with regard to their chemical composition. They also differ in preferred embodiments with each other in the chemical composition.

Falls die Funktionswerkstoffe Kunststoffe sind, können sie sich zumindest hinsichtlich der Zuschlagsstoffe voneinander unterscheiden. So kann der eine Funktionswerkstoff beispielsweise ein faserverstärkter Kunststoff und der andere ein Kunststoff ohne Faserverstärkung oder ein Kunststoff mit Fasern einer anderen Art sein. Sind beide Funktionswerkstoffe als Kunststoffe gebildet, so kann beispielsweise der den Funktionsbereich 26 bildende Kunststoff Carbonfasern enthalten, um für die als Gleitfläche dienende, von ihm alleine gebildete oder zumindest mitgebildete Innenumfangsfläche 27 gute Gleiteigenschaften zu erhalten.If the functional materials are plastics, they can differ from each other, at least in terms of aggregates. For example, one functional material may be a fiber-reinforced plastic and the other may be a plastic without fiber reinforcement or a plastic with fibers of another type. If both functional materials are formed as plastics, then, for example, the plastic forming the functional region 26 may contain carbon fibers in order to obtain good sliding properties for the inner circumferential surface 27, which it alone forms or at least forms as a sliding surface.

Der Funktionswerkstoff des Funktionsbereichs 31 kann beispielsweise glasfaserverstärkt sein oder aus einem gegenüber dem Funktionswerkstoff des Funktionsbereichs 26 formstabileren Kunststoff bestehen. In einer bevorzugten Materialkombination besteht der Funktionsbereich 26 Kunststoff oder Metall mit guten Gleiteigenschaften und ausreichend hoher Verschleißbeständigkeit, und der zweite Funktionsbereich 31 aus Metall, vorzugsweise Stahl.The functional material of the functional region 31 can be, for example, glass-fiber reinforced or consist of a plastic which is more dimensionally stable than the functional material of the functional region 26. In a preferred material combination, the functional region 26 is plastic or metal with good sliding properties and sufficiently high wear resistance, and the second functional region 31 is made of metal, preferably steel.

Der erste Funktionsbereich 26 und/oder der zweite Funktionsbereich 31 wird oder werden jeweils vorzugsweise als ein vorgefertigtes Insert bereitgestellt, vorteilhafterweise aus einem metallischen Werkstoff oder Kunststoff. Der zweite Funktionsbereich 31 dient in bevorzugten Ausführungen als Stütz- und/oder Versteifungsstruktur und kann insbesondere in derartigen Ausführungen aus metallischem Werkstoff, vorzugsweise Stahl, bestehen. Er kann beispielsweise als vorgefertigter Sinterkörper oder Gusskörper bereitgestellt werden. Der erste Funktionsbereich 26 und/oder insbesondere der zweite Funktionsbereich 31 kann oder können jeweils Durchgänge, etwa Durchgänge wie die Durchgänge 30 des vorherigen Ausführungsbeispiels aufweisen und dementsprechend beim Urformen des Formbereichs 25 von dessen Kunststoffmaterial durchdrungen werden, um einen innigeren Formschluss zu erhalten.The first functional region 26 and / or the second functional region 31 is or are each preferably provided as a prefabricated insert, advantageously made of a metallic material or plastic. The second functional region 31 is used in preferred embodiments as a support and / or stiffening structure and may in particular in such embodiments of metallic material, preferably steel exist. It can be provided for example as a prefabricated sintered body or cast body. The first functional region 26 and / or in particular the second functional region 31 may or may each have passages, such as passages such as the passages 30 of the previous embodiment, and correspondingly be penetrated by the plastic material in the primary molding of the mold region 25 in order to obtain a more intimate positive connection.

Bei der Herstellung der Werkstoffverbundstruktur 20 können die beiden Funktionsbereiche 26 und 31 insbesondere als Inserts bereitgestellt, in eine Form, etwa eine Kunststoffspritzgussform, eingelegt und mit dem Kunststoff des Formbereichs 25 umformt, vorzugsweise umspritzt werden.In the production of the composite material structure 20, the two functional regions 26 and 31 can be provided in particular as inserts, inserted into a mold, for example a plastic injection mold, and shaped, preferably encapsulated, with the plastic of the mold region 25.

Soweit zum ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel keine Besonderheiten des jeweiligen Ausführungsbeispiels erläutert oder aus den Figuren ersichtlich sind, gelten die zu jeweils einem der Ausführungsbeispiele gemachten Ausführungen auch für die jeweils anderen dieser Ausführungsbeispiele.Unless explained to the first to sixth embodiments, no special features of the respective embodiment or can be seen from the figures, apply to each one of Embodiments made embodiments for each of these other embodiments.

In den Ausführungsbeispielen ist der Funktionsbereich 26 und auch der weitere Funktionsbereich 31 jeweils zumindest im Wesentlichen als Hohlprofilstruktur geformt und umgibt oder umgeben den freibleibenden Innenquerschnitt der Stellstruktur 20, in dem der Förderrotor 10 angeordnet ist. Obgleich diese Ausgestaltungen besonders vorteilhaft sind, kann ein Funktionsbereich aus einem wie beschrieben sich vom Kunststoff des Formbereichs 25 unterscheidenden Werkstoff stattdessen auch einen anderen Bereich der Stellstruktur 20 bilden. So kann beispielsweise die Gleitfläche 22 des Lagerbereichs 21 oder der gesamte Lagerbereich 21 als solch ein Funktionsbereich aus einem Funktionswerkstoff gebildet sein. Der Funktionswerkstoff solch eines Funktionsbereichs ist vorzugsweise ein Gleitwerkstoff mit guten Gleiteigenschaften und ausreichender Verschleißbeständigkeit für die im Schwenklager der Stellstruktur 20 auftretenden Gleitreibungsbelastungen. Solch ein Funktionsbereich kann zusätzlich oder grundsätzlich auch anstelle der erläuterten Funktionsbereiche 26 und 31 vorgesehen sein.In the exemplary embodiments, the functional area 26 and also the further functional area 31 are each formed at least essentially as a hollow profile structure and surround or surround the remaining free internal cross section of the actuating structure 20 in which the conveyor rotor 10 is arranged. Although these embodiments are particularly advantageous, a functional area made of a material that, as described, differs from the plastic of the molding area 25 can instead also form another area of the positioning structure 20. Thus, for example, the sliding surface 22 of the bearing area 21 or the entire bearing area 21 can be formed as such a functional area from a functional material. The functional material of such a functional area is preferably a sliding material with good sliding properties and sufficient wear resistance for the sliding friction loads occurring in the pivot bearing of the adjusting structure 20. Such a functional area may additionally or in principle also be provided instead of the functional areas 26 and 31 explained.

In den Figuren 17 und 18 ist eine Werkstoffverbundstruktur eines siebten Ausführungsbeispiels dargestellt, die in der Rotationspumpe die Rotorstruktur 11 bilden kann und dementsprechend mit dem Bezugszeichen "11" versehen ist. Die Rotorstruktur 11 weist im zentralen Bereich einen Durchgang auf, der von einer Innenumfangsfläche umschlossen wird. Die Innenumfangsfläche ist als Fügefläche 19 zur Herstellung einer verdrehunbeweglichen Verbindung mit einer Antriebswelle der Rotationspumpe geformt. Die Umfangsfläche bzw. Fügefläche 19 ist daher nicht kreisrund. Im Ausführungsbeispiel ist sie in der Art einer Innenverzahnung geformt. Die Schlitze 13, in denen die Flügel 12 (Figur 1) radial oder zumindest im Wesentlichen radial verschieblich geführt sind, erweitern sich zum jeweiligen Schlitzgrund taschenförmig. Der äußeren Form nach kann die Rotorstruktur 11 wie herkömmliche Rotorstrukturen von Flügelpumpen gebildet sein.In the FIGS. 17 and 18 is a composite material structure of a seventh embodiment shown, which can form the rotor structure 11 in the rotary pump and is accordingly provided with the reference numeral "11". The rotor structure 11 has a passage in the central area, which is enclosed by an inner peripheral surface. The inner peripheral surface is formed as a joining surface 19 for producing a drehununbeweglichen connection with a drive shaft of the rotary pump. The peripheral surface or joining surface 19 is therefore not circular. In the exemplary embodiment, it is shaped in the manner of an internal toothing. The slots 13 in which the wings 12 ( FIG. 1 ) are guided radially or at least substantially radially displaceable, expand to the respective slot bottom pocket-shaped. The outer shape of the rotor structure 11 may be formed as conventional rotor structures of vane pumps.

Im Unterschied zu herkömmlichen Rotorstrukturen ist die Rotorstruktur 11 jedoch als Werkstoffverbundstruktur ausgeführt und umfasst dementsprechend einen Formbereich 15 aus einem Kunststoff und einen Funktionsbereich 16 aus einem Funktionswerkstoff einer anderen chemischen Zusammensetzung als der Kunststoff des Formbereichs 15. Hinsichtlich der Werkstoffe der Bereiche 15 und 16 gilt das zu den Werkstoffen der Bereiche 25 und 26 der Werkstoffverbundstruktur 20 bereits Gesagte in gleicher Weise. So kann der Funktionswerkstoff insbesondere ein Kunststoff oder ein metallischer Werkstoff, vorzugsweise ein Stahl sein. Auch zur Herstellung gilt das bereits Gesagte. So kann der Funktionsbereich 16 vorteilhafterweise als vorgefertigtes Insert bzw. als vorgefertigter Einlegekörper bereitgestellt und mit dem Kunststoff des Formbereichs 15 umformt, vorzugsweise umgossen und insbesondere umspritzt werden.
Im siebten Ausführungsbeispiel bildet der Funktionsbereich 16 die Fügefläche 19, dient somit als Fügebereich, und stützt und versteift den Formbereich 15. Der Funktionsbereich 16 weist über seinen Umfang verteilt Vertiefungen 18 auf, in die beim Urformen des Formbereichs 15 dessen Kunststoff eingedrungen ist. Die Vertiefungen 18 sind wie bevorzugt taschenförmig nach radial innen verbreitert, so dass der Kunststoff des Formbereichs 15 den Funktionsbereich 16 nicht nur über den Umfang außen umgibt, sondern bei den Öffnungen der Taschen bzw. Vertiefungen 18 vom äußeren Umfang aus gesehen auch hintergreift, wodurch ein Verankerungseffekt erzielt wird.In contrast to conventional rotor structures, however, the rotor structure 11 is designed as a composite material structure and accordingly comprises a molding area 15 made of a plastic and a functional area 16 made of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding area 15. With regard to the materials of the areas 15 and 16 applies For the materials of the areas 25 and 26 of the composite material structure 20 already said in the same way. Thus, the functional material may in particular be a plastic or a metallic material, preferably a steel. Also for the production applies what has already been said. Thus, the functional area 16 advantageously as a prefabricated insert or as a prefabricated Einlegekörper provided and formed with the plastic of the molding area 15, preferably encapsulated and in particular encapsulated.
In the seventh exemplary embodiment, the functional region 16 forms the joining surface 19, thus serving as joining region, and supports and stiffens the molding region 15. The functional region 16 has indentations 18 distributed over its circumference, into which plastic has penetrated in the original molding of the molding region 15. The recesses 18 are preferably pocket-shaped widened radially inwardly, so that the plastic of the molding area 15 surrounds the functional area 16 not only on the circumference outside, but also engages behind the openings of the pockets or recesses 18 from the outer periphery, whereby a Anchoring effect is achieved.

Die Flügel 12 (Figur 1) gleiten in den Schlitzen 13 beim Ein- und Ausfahren an den seitlichen Schlitzwänden, die entsprechend Gleitflächen 14 für die Flügel 12 bilden. Die Schlitze 13 sind im Formbereich 15 so geformt, dass der Kunststoff des Formbereichs 15 die Gleitflächen 14 bildet. Der Funktionsbereich 16 weist ein zentrales Hohlprofil auf, dessen Innenumfangsfläche die Fügefläche 19 ist. Der Funktionsbereich 16 weist ferner Abragungen auf, die vom Hohlprofil nach radial außen abragen und die Schlitze 13 im Bereich des jeweiligen Schlitzgrunds einfassen. Jeweils benachbarte Abragungen bilden zwischen sich die Vertiefungen 18.The wings 12 ( FIG. 1 ) slide in the slots 13 during retraction and extension of the lateral slot walls, which form corresponding sliding surfaces 14 for the wings 12. The slots 13 are formed in the molding area 15 so that the plastic of the molding area 15 forms the sliding surfaces 14. The functional area 16 has a central hollow profile, the inner peripheral surface of which is the joining surface 19. The functional area 16 also has projections which protrude radially outward from the hollow profile and surround the slots 13 in the area of the respective slot base. Each adjacent Abragungen form the depressions 18 between them.

Die Figuren 19 und 20 zeigen ein achtes Ausführungsbeispiel einer Werkstoffverbundstruktur wiederum am Beispiel der Rotorstruktur 11. Der äußeren Form nach entspricht die Rotorstruktur 11 des achten Ausführungsbeispiels derjenigen des siebten Ausführungsbeispiels. Die Rotorstruktur 11 bildet wie im siebten Ausführungsbeispiel die Fügefläche 19 für die formschlüssige Fügeverbindung mit der Antriebswelle und stützt und versteift den Formbereich 15. Im Unterschied zum siebten Ausführungsbeispiel bildet der Funktionsbereich 16 auch die in Umfangsrichtung vor- und nachlaufenden Seitenwände der Schlitze 13 für die Flügel 12 in Form der Gleitflächen 17. Der den Funktionsbereich 16 bildende Funktionswerkstoff ist daher zweckmäßigerweise ein Gleitwerkstoff mit guten Gleiteigenschaften und ausreichend hoher Verschleißbeständigkeit. Am äußeren Umfang, bei den Schlitzen 13, weist der Funktionsbereich 16 in Umfangsrichtung erstreckte kurze Abragungen auf, so dass der Kunststoff des Formbereichs 15, der in die zwischen den Schlitzen 13 verbleibenden Vertiefungen des Funktionsbereichs 16 eingedrungen ist, die Abragungen des Funktionsbereichs 16 hintergreift und die Verankerung dadurch verbessert.The FIGS. 19 and 20 show an eighth embodiment of a composite material structure again using the example of the rotor structure 11. The outer shape of the rotor structure 11 of the eighth embodiment corresponds to that of the seventh embodiment. The rotor structure 11 forms, as in the seventh embodiment, the joining surface 19 for the positive-fit joint with the drive shaft and supports and stiffens the molding area 15. In contrast to the seventh embodiment, the functional area 16 also forms the circumferentially leading and trailing sidewalls of the slots 13 for the wings 12 in the form of the sliding surfaces 17. The functional material forming the functional region 16 is therefore expediently a sliding material with good sliding properties and sufficiently high wear resistance. At the outer circumference, in the slots 13, the functional area 16 has short projections extending in the circumferential direction, so that the plastic of the molding area 15, which has penetrated into the depressions of the functional area 16 remaining between the slots 13, engages behind the projections of the functional area 16 and the anchoring thereby improved.

Im achten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Funktionsbereich 16 bis zum äußeren Umfang der Rotorstruktur 11. Wie in Figur 19 erkennbar, überragt der Formbereich 15 den Funktionsbereich 16 in axialer Richtung, so dass der Formbereich 15 wie im siebten Ausführungsbeispiel und im Übrigen auch der Formbereich 25 der Stellstrukturen 20 als ein einziger zusammenhängender Bereich geformt ist.In the eighth embodiment, the functional area 16 extends to the outer circumference of the rotor structure 11. As in FIG FIG. 19 recognizable, the mold portion 15 projects beyond the functional region 16 in the axial direction, so that the molding region 15 as in the seventh embodiment and the rest Also, the molding area 25 of the actuator structures 20 is formed as a single contiguous area.

Die Figuren 21 und 22 zeigen ein neuntes Ausführungsbeispiel einer Werkstoffverbundstruktur am Beispiel der Rotorstruktur 11. Der äußeren Form nach entspricht die Rotorstruktur 11 des neunten Ausführungsbeispiels denjenigen des siebten und achten Ausführungsbeispiels. Die Rotorstruktur 11 bildet wie im siebten und achten Ausführungsbeispiel die Fügefläche 19 für die formschlüssige Fügeverbindung mit der Antriebswelle und stützt und versteift den Formbereich 15. Wie im siebten Ausführungsbeispiel bildet der Formbereich 15 die in Umfangsrichtung vor- und nachlaufenden Seitenwände der Schlitze 13 für die Flügel 12 in Form der Gleitflächen 14. Der Funktionsbereich 16 umfasst wie im siebten und achten Ausführungsbeispiel ein Hohlprofil mit einer als Innenumfangsfläche gebildeten Fügefläche 19. Wie in diesen beiden Ausführungsbeispielen ragen vom Hohlprofil nach außen Abragungen ab und in den Kunststoff des Formbereichs 15 hinein, wodurch große, in radialer Richtung erstreckte Druckflächen zur Übertragung des Drehmoments erhalten werden.The FIGS. 21 and 22 show a ninth embodiment of a composite material structure using the example of the rotor structure 11. The outer shape of the rotor structure 11 of the ninth embodiment corresponds to those of the seventh and eighth embodiments. As in the seventh and eighth embodiments, the rotor structure 11 forms the joining surface 19 for the positive-fit connection with the drive shaft and supports and stiffens the forming region 15. As in the seventh embodiment, the forming region 15 forms the circumferentially leading and trailing side walls of the slots 13 for the wings As in the seventh and eighth embodiments, the functional region 16 comprises a hollow profile with a joining surface 19 formed as an inner circumferential surface. As in these two exemplary embodiments, protrusions protrude outward from the hollow profile and into the plastic of the molding region 15, resulting in large , in the radial direction extending pressure surfaces for transmitting the torque can be obtained.

Im Unterschied zu den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen kleidet der Funktionswerkstoff die Schlitze 13 nicht aus, auch nicht im Schlitzgrund, wie noch im siebten Ausführungsbeispiel. Die Abragungen sind zu den Schlitzen 13 in Umfangsrichtung versetzt. Sie ragen jeweils zwischen benachbarten Schlitzen 13 in den Formbereich 15 hinein, der den Funktionsbereich 16 umgibt. Die Abragungen verbreitern sich radial außen pilzförmig, so dass der Formbereich 15 und der Funktionsbereich 16 vom äußeren Umfang und von der Fügefläche 19 aus gesehen einander hintergreifen. Der Kunststoff des Formbereichs 15 umgibt die Abragungen am äußeren Umfang und auch an den bei Drehbewegung vor- und nachlaufenden Seiten. Die Abragungen stabilisieren den Formbereich und unterteilen diesen in kleinere Unterbereiche, was die Maßhaltigkeit der Rotorstruktur 11 über den Einsatztemperaturbereich verbessert.In contrast to the two preceding embodiments, the functional material does not clothe the slots 13, not even in the slot bottom, as in the seventh embodiment. The Abragungen are offset from the slots 13 in the circumferential direction. They each protrude between adjacent slots 13 into the molding area 15, which surrounds the functional area 16. The projections broaden radially outwardly mushroom-shaped, so that the molding area 15 and the functional area 16, as viewed from the outer circumference and from the joining surface 19, engage behind one another. The plastic of the molding area 15 surrounds the Abragungen on the outer circumference and also on the forward and trailing sides during rotational movement. The projections stabilize the molding area and subdivide it into smaller subregions, which improves the dimensional stability of the rotor structure 11 over the operating temperature range.

Auch im achten und neunten Ausführungsbeispiel kann der Funktionsbereich 16 vorteilhafterweise als vorgefertigtes Insert, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff und besonders bevorzugt aus Stahl, bereitgestellt und mit dem Kunststoff des Formbereichs 15 umformt, vorteilhafterweise umgossen und insbesondere umspritzt werden.Also in the eighth and ninth embodiments, the functional region 16 advantageously as a prefabricated insert, preferably made of metal or plastic and particularly preferably made of steel, and formed with the plastic of the molding area 15, advantageously encapsulated and in particular encapsulated.

Soweit zu den Rotorstrukturen 11 der Ausführungsbeispiele keine Besonderheiten erläutert oder aus den Figuren ersichtlich sind, gelten hinsichtlich der Werkstoffe und der Umformung mit dem Kunststoff des jeweiligen Formbereichs 15 die zu den Stellstrukturen 20 gemachten Ausführungen gleichermaßen.As far as the rotor structures 11 of the embodiments, no special features explained or seen from the figures, apply with respect to the materials and the deformation Plastic of the respective molding area 15, the statements made to the adjusting structures 20 alike.

Reference numerals:

11: Gehäusecasing
22: Förderkammerdelivery chamber
33: Einlassinlet
44: Auslassoutlet
55: Federgliedspring member
66: SteuerdruckkammerControl pressure chamber
77: --
88th: --
99: --
1010: Förderrotorfeed rotor
1111: Rotorstruktur, WerkstoffverbundstrukturRotor structure, composite material structure
1212: Flügelwing
1313: Schlitzslot
1414: Schlitzwand, GleitflächeDiaphragm wall, sliding surface
1515: Formbereichshape area
1616: Funktionsbereichfunctional area
1717: Schlitzwand, GleitflächeDiaphragm wall, sliding surface
1818: Vertiefungdeepening
1919: Fügeflächejoining surface
2020: Stellstruktur, WerkstoffverbundstrukturActuator structure, composite material structure
2121: Lagerbereichstorage area
2222: Lagerfläche, GleitflächeBearing surface, sliding surface
2323: Stellstruktur-EinwirkbereichParking structure-interaction zone
2424: Dichtelement-AufnahmeSealing member receiving
2525: Formbereichshape area
2626: Funktionsbereichfunctional area
2727: Innenumfangsfläche, GleitflächeInner peripheral surface, sliding surface
2828: Vertiefungdeepening
2929: AbragungAbragung
3030: Durchgangpassage
3131: Funktionsbereichfunctional area

R₁₀ R ₁₀: Drehachse FörderrotorRotary axis conveyor rotor
R₂₀ R ₂₀: Schwenkachse StellstrukturSwivel axis actuator structure

Claims

Rotary pump, preferably vane pump, comprising: (a) a housing (1) having an inlet (3) and an outlet (4) for a fluid and a delivery chamber (2) connected to the inlet and the outlet,

(b) a conveying rotor ( ₁₀ ) rotatable in the delivery chamber (2) about an axis of rotation (R ₁₀ ) with a central rotor structure (11) with respect to the axis of rotation (R ₁₀ ),

(c) and an actuating structure (20) surrounding the conveyor rotor (10), which forms conveyor cells (9) with the conveyor rotor (10) for conveying the fluid from the inlet (3) to the outlet (4) and relative to the conveyor rotor (10). 10) is preferably movable transversely to the axis of rotation (R ₁₀ ) back and forth in order to adjust a specific delivery volume of the rotary pump,

(d) wherein at least one of the structures (11, 20), namely the adjusting structure (20) and / or the rotor structure (11) is a composite material structure and a molding area (15; 25) made of plastic and one with the molding area (15; 25) of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding area (15, 25).

The rotary pump according to claim 1, wherein the functional region reinforces and / or stiffens the composite material structure and / or a sliding surface and / or a bearing or joining region of the composite material structure ; 20).

A rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the functional area (16; 26) is produced separately from the molding area (15; 25) and the molding area (15; 25) is formed in a molding process, preferably injection molding, on or around the functional area (16 26) and the regions (15, 16; 25, 26) are thereby firmly connected to one another, preferably with a positive fit.

A rotary pump according to any one of the preceding claims, wherein the functional region (16; 26) and the forming region (15; 25) are positively connected by one of said regions protruding into the other at one or more locations (18; 28; 29; 30) , and / or the functional region (16; 26) and the molding region (15; 25) are anchored to one another by one of these regions engaging behind the other at one or more points (18; 30) and / or the functional region (16) a peripheral surface has a macroscopic surface structure with elevations and / or depressions, such as a corrugation, so that the Forming area and the functional area in the surface structuring radially projecting into each other.

A rotary pump according to any one of the preceding claims, wherein the functional region (16; 26) forms an inner region of the composite material structure (11; 20) and the molding region (15; 25) forms the functional region (16; 26) over a portion of the circumference or above surrounding the entire circumference.

Rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the functional material is a sliding material, preferably with a lower coefficient of friction with respect to sliding and / or static friction and / or higher wear resistance compared to the plastic of the molding area (15; 25), and a sliding surface (27; ) forms the composite material structure (11; 20).

A rotary pump according to the preceding claim, wherein the functional material is a sliding-modified and / or fiber-reinforced or thermoplastic-reinforced thermoplastic.

Rotary pump according to one of the two preceding claims, wherein the functional material is a plastic and a base material of the plastic is a polymer including copolymer, a mixture of polymers or a polymer blend selected from the group consisting of polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide (PPS) , Polyether ketones (PAEK, PEK, PEEK), polyamides (PA), such as PA4.6, and polyphthalamide (PPA).

Rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the composite material structure (20) has a further functional region (31) fixedly connected to the molding region (25) of a functional material of a different chemical composition than the plastic of the molding region (25) and also the functional materials of the functional regions (26, 31) differ from one another, wherein preferably at least one of the functional materials is a sliding material and the functional region (26) formed by the sliding material forms a sliding surface (27), preferably an inner or outer circumferential surface, of the composite material structure (20) and / or the other Functional area (31) preferably supports and / or stiffen the molding area (25) and / or the functional area (26) forming the sliding surface (27).

A rotary pump according to any one of the preceding claims, wherein the actuator structure (20) has an inner circumferential surface (27) directly facing the conveyor rotor (10) and serving as a sliding surface and the functional region (26) forms the inner peripheral surface alone or in combination with the mold region (25) and / or the inner peripheral surface (27) completely circumferentially surrounds.

A rotary pump according to any one of the preceding claims, wherein the functional region (16; 26; 31) is or has a hollow profile which is preferably annular or tubular and has a constant or circumferentially varying thickness which is smaller, preferably at least a factor of 3 smaller than an inner diameter of the hollow profile.

Rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the functional region (16) has a hollow profile, which is preferably annular or tubular and has a constant or circumferentially varying thickness, and protrude Abragungen outwardly from the hollow profile and protrude into the molding area (15) to stabilize the molding area (15).

A rotary pump according to any one of the preceding claims, wherein the rotary pump is a vane pump and the conveyor rotor (10) is an impeller with one or more vanes (12) projecting outwardly from the rotor structure (11), or resiliently supported by the rotor structure (11), during a rotation of the conveyor rotor (10) on an inner circumferential surface (27) of the adjusting structure (20) strike.

A rotary pump according to the preceding claim, wherein the wing (s) (12) are each movably mounted relative to it in an associated slot (13) of the rotor structure (11), each associated slot (13) facing each other, the respective slot (13). 13) in the circumferential direction delimiting slot walls, which is or the wings (12) in the associated slot (13) with at least one of the slot walls in sliding contact or are and wherein the molding area (15) with the respective wing (12) in sliding contact Slot surface as a sliding surface (14) and the functional area (16) in each case between circumferentially adjacent slots (13) protrudes and stabilizes the molding area (15) or the functional area (16; 26) consists of a sliding material and with the respective wing ( 12) in sliding contact slot surface as a sliding surface (17).

Rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the composite material structure (11), preferably the rotor structure, in the region of a peripheral surface (19), preferably inner peripheral surface, attached to another component of the rotary pump or movably supported, and the functional area (16) the peripheral surface (19) of the composite material structure (11), wherein the functional area (16) preferably also the functional area of the preceding claim forms.

Rotary pump according to one of the preceding claims, wherein the rotary pump is a lubricating oil pump for supplying an assembly with lubricating oil, preferably an engine oil pump for a drive motor of a vehicle, or a gas pump for conveying a gas, preferably a vacuum pump of a motor vehicle, and / or for the arrangement in a motor vehicle is provided and adapted for driving the conveyor rotor (10) by a drive motor of the vehicle in fixed speed relation to the drive motor.