WO2013139504A2 - Flügelzellenpumpe mit einem gehäuse, einem verschiebbaren stator, und einem innerhalb von dem stator drehbaren rotor - Google Patents

Flügelzellenpumpe mit einem gehäuse, einem verschiebbaren stator, und einem innerhalb von dem stator drehbaren rotor Download PDF

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WO2013139504A2
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Benedikt LEIBSZLE
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04C2/3442—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
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    • F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump

Definitions

  • a vane pump with a housing, a sliding stator, and a rotatable within the stator rotor
  • the invention relates to a vane pump according to the preamble of claim 1.
  • Vane pumps known from the marketplace are used, for example, as a fuel delivery pump in a fuel system for an internal combustion engine.
  • a vane pump can be designed so that it is mechanically adjustable in their flow rate.
  • the maximum capacity of a speed of the internal combustion engine is dependent. Therefore, at low speeds, for example when starting the internal combustion engine or a motor vehicle, the flow rate is correspondingly small.
  • the invention has the advantage that leakage currents of a mechanically controllable vane pump can be reduced, especially at comparatively low speeds. This can be an effective
  • Flow rate of the vane pump can be increased, so that the
  • the vane pump may not be oversized or only comparatively slightly oversized. If the speed exceeds a threshold, then the vane pump - for example, automatically - mechanically regulate, with a stator of the vane pump almost
  • the invention relates to a vane pump with a housing, the displaceable stator, and a rotatable within the stator rotor, wherein the stator is displaceable in a direction perpendicular to a rotational axis of the rotor in the housing and is guided at least at one point fluid-tight in the housing. According to the invention between the stator and the stator
  • the vane pump is designed such that the force acting on the stator transversely to the direction of displacement or the additional moment in the vane pump can narrow existing sealing gaps or sealing areas. For example, three sealing gaps or sealing regions arranged at different sections of the vane pump can be narrowed by means of the generated force or the generated moment.
  • An embodiment of the vane pump provides that the contact area is arranged in the direction of displacement laterally of a combined guide and sealing portion of the stator. This makes it particularly easy to generate the force acting on the stator transversely to the direction of displacement or the additional torque.
  • the combined guide and sealing portion is connected to the stator via a connection region which has a reduced rigidity relative to the guide and sealing portion. If the vane pump comprises two such combined guide and sealing sections, two can be correspondingly reduced in their rigidity
  • connection area is a smaller
  • the tightness between the pressure area and the suction area is further improved when the contact portion of the housing, when acting on the stator, seals a first radially outer portion of the stator against a second radially outer portion of the stator. This will be in the
  • An embodiment provides that the contact region is formed linear, wherein the line is parallel to an axis of the rotor.
  • the linear design of the contact area results in a high local pressure and thus a particularly good tightness.
  • a further embodiment provides that the contact region comprises a plane arranged parallel to the axis of rotation and oblique to the direction of displacement.
  • the contact area is made particularly robust and can transmit relatively large forces.
  • the vane pump according to the invention is particularly useful when it is a fuel pump for an internal combustion engine.
  • the promotion of fuel improves and the operation of the motor vehicle can be made safer.
  • Figure 1 is an axial sectional view of a first embodiment of a vane pump
  • Figure 2 is an axial sectional view of a second embodiment of
  • Figure 3 is an axial sectional view of a third embodiment of
  • the vane pump 10 is, for example, a fuel delivery pump for an internal combustion engine (not shown).
  • the vane pump 10 comprises a housing 12, a stator 16 which is guided displaceably in the housing 12 parallel to an axis 14, and a rotor 18 received in a recess (wall surface 17) of the stator 16.
  • a direction of displacement of the stator 16 in the housing 12 is defined by a Double arrow 20 indicated.
  • the rotor 18 is arranged on a plane perpendicular to the plane of rotation axis 22 which is rotatably mounted in the housing 12 in a manner not shown so that they clockwise can rotate according to an arrow 24.
  • the displacement direction 20 and the rotation axis 22 are thus perpendicular to each other.
  • the stator 16 includes in a drawing in the upper portion of a first combined guide and sealing portion 26.
  • Sealing portion 26 has towards the housing 12 toward a recess 28 which receives a first end portion of a pressure-loaded coil spring 30.
  • a second end portion of the coil spring 30 is received in a bore of the housing 12 and is axially urged at an outer end portion of a housing-fixed spring stop (without reference numeral) in the direction of the axis 14.
  • the first guide and sealing portion 26 is slidably guided in a recess 32 of the housing 12 in the direction of displacement 20.
  • left and right each have a planar sealing region 33a and 33b between the first guide and
  • Seal portion 26 and an associated portion of the housing 12 is formed.
  • the stator 16 comprises a second combined guide and sealing portion 34, which is guided in a comparable manner in a recess 36 of the housing 12 in the direction of displacement 20 slidably.
  • a second combined guide and sealing portion 34 which is guided in a comparable manner in a recess 36 of the housing 12 in the direction of displacement 20 slidably.
  • Guide and sealing portion 34 is a planar sealing region 37a and 37b formed to the housing 12 in each case.
  • the recess 36 is - unlike the recess 32 - arranged laterally offset to the axis 14 and in the figure to the right.
  • a hydraulic pressure chamber 38 is formed between the recess 36 and the second combined guide and sealing portion 34.
  • the stator 16 is together with the first and the second
  • the stator 16 has an approximately Vietnamese niknngusionnartigen central portion 39.
  • left and right of the annular disk-like central portion 39 are between radially outer portions of the stator 16 and an approximately circular radially inner portion of the housing 12 respectively a first fluid chamber 40 (left in the figure) and a second fluid chamber 42 (in the figure right ) educated.
  • the first fluid chamber 40 and the second fluid chamber 42 are arranged mirror-inverted to the axis 14.
  • a connecting region 48 or 54 between the central portion 39 and the two guide and Sealing portions 26 and 34 are recesses in the form of grooves 44 left and right, whereby the respective connecting portion 48 and 54 relative to the respective guide and sealing portions 26 and 34 has a reduced rigidity.
  • the rigidity of the connecting regions 48 and / or 54 can be changed by a respective choice of material.
  • Both lateral recesses 44 are preferably - but not necessarily - performed the same way. In a first variant corresponds to the
  • the vane pump 10 has in Figure 1 right of the second guide and sealing portion 34 a - roughly bordered by a dashed square - contact area 56.
  • the contact area 56 includes a first one
  • the contact portion 56 is formed in FIG. 1 linear and extends parallel to the axis of rotation 22. It separates at abutting contact portions 58 and 60 two fluid regions 62 and 64 formed radially outside of the stator 16.
  • the contact portions 58 and 60 may be configured in various ways for themselves and / or each other. For example, they can be designed as a surface or as a rounding or as an edge. In the present case, in FIG. 1 the contact section 58 of the stator 16 is designed as a rounding and the contact section 60 of the housing 12 as a flat surface.
  • rotor 18 comprises (for example) five displaceable vanes 66, which are arranged uniformly on its circumference and radially aligned. Vanes 66 are supplied partly by centrifugal force, partly by hydraulic pressure, which is supplied from a pressure region via pressure grooves not visible in the drawing, and optionally additionally pressed radially outwards by means of compression springs (not shown) and can thus hydraulically seal against the radially inner wall surface 17 of the stator 16.
  • Diameter of the rotor 18 is less than a diameter of the said wall surface 17.
  • Feed channels connected to the pressure region and the suction region are not visible in the present sectional view.
  • a designed as a radial bore channel 68 allows a hydraulic connection between the pressure region and the first fluid chamber 40th
  • the delivery rate is substantially equal to zero.
  • an "automatic" displacement of the stator 16 takes place in particular as a function of a force ratio caused by hydraulic pressures in the first fluid chamber 40 and the pressure chamber 38 and the force of the helical spring 30. It is an object of the two fluid chambers 40 and 42 to provide space for the displacement of the stator 16.
  • the flat sealing areas 33a, 33b, 37a and 37b can in the possible within the housing 12 displacement region of the stator 16, the first
  • stator 16 At low or vanishing speed of the rotor 18, corresponding to a "start case" of the vane pump 10, the stator 16 by means of
  • Coil spring 30 - as shown in the drawing - down in the
  • Reference numeral indicated forces between the two guide and sealing portions 26 and 34 and the housing 12. This results in an increased surface pressure between the first guide and sealing portion 26 and the sealing portion 33 a, and an increased surface pressure between the second guide and sealing portion 34th and the sealing area 37b. This in turn improves the seal there.
  • Connecting portions 48 and 54 relative to the guide and sealing portions 26 and 34 as a result of the punctures 44 have a reduced rigidity, so that the two guide and sealing portions 26 and 34 relative to the central portion 39 of the stator 16 can bend more easily, thereby tilting the both guide and sealing portions 26 and 34 relative to the housing 12 is prevented.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention similar to FIG.
  • Vane pump 10 of Figure 2 another embodiment of the
  • the contact region 56 comprises a surface arranged parallel to the axis of rotation 22 and oblique to the displacement direction 20. In Figure 2, this surface is flat, so not curved. Accordingly, the contact portion 58 of the stator 16 and the associated contact portion 60 of the housing 12 are each formed as a flat surface, which are substantially parallel to each other.
  • Coil spring 30 move the stator 16 so far in the drawing down that the contact portions 58 and 60 exert a force on each other. This creates because of the oblique to the direction 20 Contact portions 58 and 60, a lateral force and in turn a resulting force indicated by an arrow (without reference numeral), which (also) presses the stator 16 in the drawing to the left. This generates corresponding in the drawing by arrows (without reference numeral) indicated forces between the two guide and sealing portions 26 and 34 and the housing 12, which in turn in the manner already described above, the surface pressure and thus the seal at the sealing portions 33 a and Increase 37a.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the vane pump 10.
  • the third embodiment has a substantially identical geometry to the second embodiment according to FIG. 2, but another embodiment of the contact region 56.
  • the force transmitted to the stator 16 in the contact region 56 becomes the stator 16 additionally stressed on bending.
  • the second guide and sealing portion 34 can be pressed to the right in the direction of the arrow similar to the figure 1 in the drawing.
  • an improved tightness also results in the sealing region 37b.
  • An angle arrow originating from the contact area 56 and a dotted curve indicate the direction of forces.
  • Threshold exceeds, so the stator 16 against the force of
  • Helical spring 30 in the direction of displacement 20 in the drawing shifted upward.
  • the contact portions 58 and 60 are removed from each other so that in the contact region 56 no more forces transmitted and no stator 16 acting on torque are formed.
  • the stator 16 can be further shifted without the action of additional surface pressures and thus additional frictional forces in the direction of displacement 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe (10) mit einem Gehäuse (12), einem verschiebbaren Stator (16), und einem innerhalb von dem Stator (16) drehbaren Rotor (18), wobei der Stator (16) in einer Richtung senkrecht zu einer Drehachse (22) des Rotors (18) im Gehäuse (12) verschiebbar ist und dabei mindestens an einer Stelle fluiddicht im Gehäuse (12) geführt ist. Erfindungsgemäß istzwischen dem Stator (16) und dem Gehäuse (12) ein Kontaktbereich (56) ausgebildet, wobei der Stator (16) in einer Endstellung gegen einen Kontaktabschnitt (60) des Gehäuses (12) beaufschlagt wird, und wobei der Kontaktbereich (56) so ausgebildet und/oder der Kontaktabschnitt (60) relativ zum Stator (16) so angeordnet ist, dass hierdurch eine quer zur Verschieberichtung (20) auf den Stator (16) wirkende Kraft und/oder ein um die Drehachse (22) auf den Stator (16) wirkendes zusätzliches Moment erzeugt wird.

Description

Beschreibung Titel
Flügelzellenpumpe mit einem Gehäuse, einem verschiebbaren Stator, und einem innerhalb von dem Stator drehbaren Rotor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Vom Markt her bekannt sind Flügelzellenpumpen, welche beispielsweise als Kraftstoffförderpumpe in einem Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine verwendet werden. Insbesondere kann eine Flügelzellenpumpe so ausgeführt sein, dass sie mechanisch in ihrer Förderleistung regelbar ist. Bei einer mechanisch angetriebenen Flügelzellenpumpe ist die maximale Förderleistung von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig. Daher ist bei niedrigen Drehzahlen, beispielsweise beim Start der Brennkraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeugs, die Förderleistung entsprechend klein. Eine weitere
Verminderung der Förderleistung kann durch Leckströme verursacht sein, welche sich insbesondere bei niedrigen Drehzahlen vergleichsweise stark auf den Betrieb der Flügelzellenpumpe auswirken können. Zur Umgehung dieses Problems ist es bekannt, Kraftstoffförderpumpen und damit auch
Flügelzellenpumpen in ihrer Leistung überzudimensionieren.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass Leckströme einer mechanisch regelbaren Flügelzellenpumpe insbesondere bei vergleichsweise niedrigen Drehzahlen vermindert werden können. Dadurch kann eine wirksame
Förderleistung der Flügelzellenpumpe erhöht werden, so dass die
Flügelzellenpumpe gegebenenfalls nicht oder nur vergleichsweise wenig überdimensioniert werden muss. Wenn die Drehzahl einen Schwellwert überschreitet, dann kann die Flügelzellenpumpe - beispielsweise selbsttätig - mechanisch regeln, wobei ein Stator der Flügelzellenpumpe nahezu
verschleißfrei verschoben werden kann und die Regelung nicht durch zusätzliche Reibkräfte beeinflusst wird.
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Gehäuse, dem verschiebbaren Stator, und einem innerhalb von dem Stator drehbaren Rotor, wobei der Stator in einer Richtung senkrecht zu einer Drehachse des Rotors im Gehäuse verschiebbar ist und dabei mindestens an einer Stelle fluiddicht im Gehäuse geführt ist. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Stator und dem
Gehäuse ein Kontaktbereich ausgebildet, wobei der Stator in einer Endstellung gegen einen Kontaktabschnitt des Gehäuses beaufschlagt wird, und wobei der Kontaktbereich so ausgebildet und/oder der Kontaktabschnitt relativ zum Stator so angeordnet ist, dass hierdurch eine quer zur Verschieberichtung auf den Stator wirkende Kraft und/oder ein um die Drehachse auf den Stator wirkendes zusätzliches Moment erzeugt wird. Die Flügelzellenpumpe ist derart ausgebildet, dass die quer zur Verschieberichtung auf den Stator wirkende Kraft bzw. das zusätzliche Moment in der Flügelzellenpumpe vorhandene Dichtspalte oder Dichtbereiche verengen kann. Beispielsweise können drei an verschiedenen Abschnitten der Flügelzellenpumpe angeordnete Dichtspalte bzw. Dichtbereiche mittels der erzeugten Kraft oder dem erzeugten Moment verengt werden.
Dadurch wird in der Endstellung des Stators die Dichtheit zwischen einem Druckbereich und einem Saugbereich verbessert und somit können Leckagen, welche die Förderleistung beeinträchtigen, minimiert werden. Eine Ausgestaltung der Flügelzellenpumpe sieht vor, dass der Kontaktbereich in Verschieberichtung gesehen seitlich von einem kombinierten Führungs- und Dichtabschnitt des Stators angeordnet ist. Dadurch ist es besonders einfach, die quer zur Verschieberichtung auf den Stator wirkende Kraft bzw. das zusätzliche Moment zu erzeugen.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der kombinierte Führungs- und Dichtabschnitt mit dem Stator über einen Verbindungsbereich verbunden ist, der gegenüber dem Führungs- und Dichtabschnitt eine verringerte Steifigkeit aufweist. Sofern die Flügelzellenpumpe zwei solcher kombinierter Führungs- und Dichtabschnitte umfasst, können entsprechend auch zwei in ihrer Steifigkeit verminderte
Verbindungsbereiche vorgesehen sein. Damit können beispielsweise
mechanische Toleranzen ausgeglichen werden und Dichtabschnitte des Stators können sich an zugehörige Dichtabschnitte des Gehäuses sozusagen
"anschmiegen".
Ergänzend ist vorgesehen, dass der Verbindungsbereich eine geringere
Querabmessung als der Führungs- und Dichtabschnitt aufweist, wobei die geringere Querabmessung vorzugsweise durch mindestens eine Ausnehmung hergestellt ist. Dadurch ist es besonders einfach, eine definierte Verringerung der Steifigkeit des Verbindungsbereichs zu erzeugen.
Die Dichtheit zwischen dem Druckbereich und dem Saugbereich wird weiter verbessert, wenn der Kontaktabschnitt des Gehäuses, wenn er den Stator beaufschlagt, einen ersten radial äußeren Abschnitt des Stators gegen einen zweiten radial äußeren Abschnitt des Stators dichtet. Damit wird in der
Endstellung des Stators der Kontaktbereich selbst zu einem zusätzlichen Dichtbereich.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Kontaktbereich linienförmig ausgebildet ist, wobei die Linie parallel zu einer Achse des Rotors verläuft. Durch die linienförmige Ausbildung des Kontaktbereichs ergibt sich eine hohe lokale Pressung und damit eine besonders gute Dichtheit.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Kontaktbereich eine parallel zur Drehachse angeordnete und zur Verschieberichtung schräge Fläche umfasst. Dadurch ist der Kontaktbereich besonders robust ausgeführt und kann vergleichsweise große Kräfte übertragen.
Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe ist besonders nützlich, wenn sie eine Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine ist. Damit kann bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, wie sie insbesondere beim Anlassen der Brennkraftmaschine bzw. beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs vorkommen, die Förderung von Kraftstoff verbessert und der Betrieb des Kraftfahrzeugs sicherer gemacht werden.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine axiale Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe;
Figur 2 eine axiale Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der
Flügelzellenpumpe; und
Figur 3 eine axiale Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der
Flügelzellenpumpe.
Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt einen Schnitt senkrecht zu einer Antriebsachse einer ersten Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe 10. Die Flügelzellenpumpe 10 ist beispielsweise eine Kraftstoffförderpumpe für eine Brennkraftmaschine (nicht dargestellt). Die Flügelzellenpumpe 10 umfasst ein Gehäuse 12, einem in dem Gehäuse 12 parallel zu einer Achse 14 verschiebbar geführten Stator 16 und einen in einer Ausnehmung (Wandfläche 17) des Stators 16 aufgenommenen Rotor 18. Eine Verschieberichtung des Stators 16 in dem Gehäuse 12 ist durch einen Doppelpfeil 20 angedeutet. Der Rotor 18 ist auf einer zur Blattebene senkrechten Drehachse 22 angeordnet, welche im Gehäuse 12 auf nicht dargestellte Art und Weise drehbar so gelagert ist, dass sie im Uhrzeigersinn entsprechend einem Pfeil 24 rotieren kann. Die Verschieberichtung 20 und die Drehachse 22 stehen also senkrecht aufeinander.
Der Stator 16 umfasst in einem in der Zeichnung oberen Bereich einen ersten kombinierten Führungs- und Dichtabschnitt 26. Der erste Führungs- und
Dichtabschnitt 26 weist zum Gehäuse 12 hin eine Ausnehmung 28 auf, welche einen ersten Endabschnitt einer auf Druck beanspruchten Schraubenfeder 30 aufnimmt. Ein zweiter Endabschnitt der Schraubenfeder 30 ist in einer Bohrung des Gehäuses 12 aufgenommen und wird an einem äußeren Endbereich von einem gehäusefesten Federanschlag (ohne Bezugszeichen) in Richtung der Achse 14 axial beaufschlagt. Der erste Führungs- und Dichtabschnitt 26 ist in einer Ausnehmung 32 des Gehäuses 12 in der Verschieberichtung 20 verschiebbar geführt. Dabei wird in der Zeichnung links und rechts jeweils ein flächiger Dichtbereich 33a und 33b zwischen dem ersten Führungs- und
Dichtabschnitt 26 und einem zugehörigen Abschnitt des Gehäuses 12 gebildet.
In einem in der Zeichnung unteren Bereich umfasst der Stator 16 einen zweiten kombinierten Führungs- und Dichtabschnitt 34, welcher in vergleichbarer Weise in einer Ausnehmung 36 des Gehäuses 12 in der Verschieberichtung 20 verschiebbar geführt ist. In der Zeichnung links und rechts des zweiten
Führungs- und Dichtabschnitts 34 ist jeweils ein flächiger Dichtbereich 37a und 37b zu dem Gehäuse 12 hin gebildet. Die Ausnehmung 36 ist - anders als die Ausnehmung 32 - zur Achse 14 seitlich und in der Figur nach rechts versetzt angeordnet. Zwischen der Ausnehmung 36 und dem zweiten kombinierten Führungs- und Dichtabschnitt 34 ist eine hydraulische Druckkammer 38 gebildet. Vorliegend ist der Stator 16 zusammen mit dem ersten und dem zweiten
Führungs- und Dichtabschnitt 26 und 34 einstückig hergestellt.
Der Stator 16 weist einen in etwa kreisnngscheibenartigen Mittelabschnitt 39 auf. In der Zeichnung links und rechts des kreisnngscheibenartigen Mittelabschnitts 39 sind zwischen radial äußeren Abschnitten des Stators 16 und einem in etwa kreisförmigen radial inneren Abschnitt des Gehäuses 12 jeweils eine erste Fluidkammer 40 (in der Figur links) und eine zweite Fluidkammer 42 (in der Figur rechts) gebildet. Die erste Fluidkammer 40 und die zweite Fluidkammer 42 sind zu der Achse 14 spiegelbildlich angeordnet. In einem Verbindungsbereich 48 bzw. 54 zwischen dem Mittelabschnitt 39 und den beiden Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 sind links und rechts jeweils Ausnehmungen in Form von Einstichen 44 vorhanden, wodurch der jeweilige Verbindungsbereich 48 und 54 gegenüber den jeweiligen Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 eine verringerte Steifigkeit aufweist. Alternativ oder ergänzend kann die Steifigkeit der Verbindungsbereiche 48 und/oder 54 durch eine jeweilige Materialauswahl verändert werden. Beide seitlichen Einstiche 44 sind vorzugsweise - jedoch nicht zwingend - gleichartig ausgeführt. In einer ersten Variante entspricht die
Ausführung dem rechten Einstich 44 und in einer zweiten Variante entspricht die Ausführung dem in der Figur 1 gestrichelt gezeichneten Verlauf des linken Einstichs 44.
Die Flügelzellenpumpe 10 weist in Figur 1 rechts von dem zweiten Führungsund Dichtabschnitt 34 einen - durch ein gestricheltes Quadrat grob umrandeten - Kontaktbereich 56 auf. Der Kontaktbereich 56 umfasst einen ersten
Kontaktabschnitt 58 an einer radial äußeren Umfangsfläche des Stators 16 und einen zweiten Kontaktabschnitt 60 an einer radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses 12. Der Kontaktbereich 56 ist in der Figur 1 linienförmig ausgebildet und verläuft parallel zu der Drehachse 22. Er trennt bei aneinander liegenden Kontaktabschnitten 58 und 60 zwei radial außerhalb vom Stator 16 gebildete Fluidbereiche 62 und 64.
Die Kontaktabschnitte 58 und 60 können auf verschiedenartige Weise für sich und/oder zueinander gestaltet sein. Beispielsweise können sie als Fläche oder als Rundung oder als Kante ausgeführt sein. Vorliegend ist in der Figur 1 der Kontaktabschnitt 58 des Stators 16 als Rundung und der Kontaktabschnitt 60 des Gehäuses 12 als ebene Fläche ausgeführt.
Der Rotor 18 umfasst vorliegend (beispielsweise) fünf an seinem Umfang gleichmäßig angeordnete und radial ausgerichtete verschiebliche Flügel 66. Die Flügel 66 werden teils mittels Fliehkraft, teils durch hydraulischen Druck, welcher über in der Zeichnung nicht sichtbare Drucknuten aus einem Druckbereich zugeführt wird, und gegebenenfalls zusätzlich mittels (nicht dargestellter) Druckfedern radial nach außen gedrückt und können somit gegen die radial innere Wandfläche 17 des Stators 16 hydraulisch dichten. Ein äußerer
Durchmesser des Rotors 18 ist geringer als ein Durchmesser der besagten Wandfläche 17. Dadurch werden in an sich bekannter Weise jeweils ein nierenförmiger Druckbereich und ein nierenförmiger Saugbereich (ohne
Bezugszeichen) in der Zeichnung links bzw. rechts von dem Rotor 18 gebildet. An den Druckbereich und den Saugbereich angeschlossene Förderkanäle sind in der vorliegenden Schnittansicht nicht sichtbar. Ein als radiale Bohrung ausgeführter Kanal 68 ermöglicht eine hydraulische Verbindung zwischen dem Druckbereich und der ersten Fluidkammer 40.
Im Betrieb der Flügelzellenpumpe 10 drehen die Drehachse 22 und damit der Rotor 18 entsprechend dem Pfeil 24 im Uhrzeigersinn. Dabei wird Fluid - beispielsweise Kraftstoff - von dem Saugbereich zu dem Druckbereich gefördert. Durch eine Verschiebung des Stators 16 in der Verschieberichtung 20 kann die Förderleistung der Flügelzellenpumpe 10 variabel eingestellt werden. In der in Figur 1 gezeigten unteren Endstellung des Stators 16 ist die mögliche
Förderleistung maximal, in der nicht gezeigten oberen Endstellung ist die Förderleistung im Wesentlichen gleich Null. Allgemein erfolgt eine "selbsttätige" Verschiebung des Stators 16 insbesondere in Abhängigkeit von einem durch hydraulische Drücke in der ersten Fluidkammer 40 und der Druckkammer 38 sowie der Kraft der Schraubenfeder 30 bedingten Kräfteverhältnis. Dabei ist es eine Aufgabe der beiden Fluidkammern 40 und 42, Platz für die Verschiebung des Stators 16 bereitzustellen.
Die flächigen Dichtbereiche 33a, 33b, 37a und 37b können in dem innerhalb des Gehäuses 12 möglichen Verschiebungsbereich des Stators 16 die erste
Fluidkammer 40 bzw. die Druckkammer 38 bzw. den Druckbereich hydraulisch gegen die zweite Fluidkammer 42 bzw. eine durch die Ausnehmung 32 gebildete Kammer bzw. den Saugbereich ("Tankbereich") abdichten.
Bei geringer oder verschwindender Drehzahl des Rotors 18, entsprechend einem "Startfall" der Flügelzellenpumpe 10, wird der Stator 16 mittels der
Schraubenfeder 30 - wie in der Zeichnung dargestellt - nach unten in die
Endstellung gedrückt. Dabei wird der Kontaktabschnitt 58 des Stators 16 gegen den Kontaktabschnitt 60 des Gehäuses 12 gedrückt, so dass der Kontaktbereich 56 zu einer Dichtstelle zwischen den beiden Fluidbereichen 62 und 64 wird.
Durch die in der Figur 1 dargestellte Ausgestaltung des Kontaktbereichs 56 kann zwischen den Kontaktabschnitten 58 und 60 kein Drehmoment übertragen werden. Durch die seitliche Anordnung des Kontaktbereichs 56 relativ zu den beiden Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 wird jedoch eine exzentrische Kraft in den Stator 16 eingeleitet, welche ein Drehmoment gegen den
Uhrzeigersinn erzeugt. Dies ist durch einen Drehpfeil (ohne Bezugszeichen) am Kontaktbereich 56 gekennzeichnet.
Dieses Drehmoment erzeugt entsprechende und durch Pfeile (ohne
Bezugszeichen) angedeutete Kräfte zwischen den beiden Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 und dem Gehäuse 12. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Flächenpressung zwischen dem ersten Führungs- und Dichtabschnitt 26 und dem Dichtbereich 33a, und eine erhöhte Flächenpressung zwischen dem zweiten Führungs- und Dichtabschnitt 34 und dem Dichtbereich 37b. Diese wiederum verbessert dort die Abdichtung.
Diese verbesserte Abdichtung wird dadurch unterstützt, dass die
Verbindungsbereiche 48 und 54 gegenüber den Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 als Folge der Einstiche 44 eine verringerte Steifigkeit aufweisen, so dass sich die beiden Führungs- und Dichtabschnitte 26 und 34 gegenüber dem Mittelabschnitt 39 des Stators 16 leichter verbiegen können, wodurch ein Verkanten der beiden Führungs- und Dichtabschnitte 26 und 34 gegenüber dem Gehäuse 12 verhindert wird.
Figur 2 zeigt eine zu der Figur 1 ähnliche zweite Ausführungsform der
Flügelzellenpumpe 10. Im Unterschied zu der Figur 1 weist die
Flügelzellenpumpe 10 der Figur 2 eine andere Ausgestaltung des
Kontaktbereichs 56 auf. In Figur 2 umfasst der Kontaktbereich 56 eine parallel zu der Drehachse 22 angeordnete und zur Verschieberichtung 20 schräge Fläche. In der Figur 2 ist diese Fläche eben, also nicht gekrümmt. Entsprechend sind der Kontaktabschnitt 58 des Stators 16 sowie der zugehörige Kontaktabschnitt 60 des Gehäuses 12 jeweils als ebene Fläche ausgebildet, welche im Wesentlichen parallel zueinander liegen.
Bei geringer oder verschwindender Drehzahl des Rotors 18 kann die
Schraubenfeder 30 den Stator 16 soweit in der Zeichnung nach unten verschieben, dass die Kontaktabschnitte 58 und 60 eine Kraft aufeinander ausüben. Dadurch entsteht wegen der zur Verschieberichtung 20 schrägen Kontaktabschnitte 58 und 60 eine Querkraft und daraus wiederum eine durch einen Pfeil (ohne Bezugszeichen) gekennzeichnete resultierende Kraft, welche den Stator 16 in der Zeichnung (auch) nach links drückt. Diese erzeugt entsprechende in der Zeichnung durch Pfeile (ohne Bezugszeichen) angedeutete Kräfte zwischen den beiden Führungs- und Dichtabschnitten 26 und 34 und dem Gehäuse 12, welche wiederum in der bereits oben beschriebenen Art und Weise die Flächenpressung und somit die Abdichtung an den Dichtbereichen 33a und 37a erhöhen.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Flügelzellenpumpe 10. Die dritte Ausführungsform weist zu der zweiten Ausführungsform nach Figur 2 eine im Wesentlichen gleiche Geometrie auf, jedoch eine andere Ausgestaltung des Kontaktbereichs 56. Durch die im Kontaktbereich 56 auf den Stator 16 übertragene Kraft wird der Stator 16 zusätzlich auf Biegung beansprucht. Bei einer vorausgesetzt verminderten Steifigkeit des Stators 16 kann der zweite Führungs- und Dichtabschnitt 34 ähnlich zu der Figur 1 in der Zeichnung in Richtung des Pfeils nach rechts gedrückt werden. Entsprechend ergibt sich auch im Dichtbereich 37b eine verbesserte Dichtheit. Ein von dem Kontaktbereich 56 ausgehender Winkelpfeil sowie eine gepunktete Kurve zeigen die Richtung von Kräften an.
Für die Ausführungsformen der Flügelzellenpumpe 10 nach den Figuren 1 bis 3 gilt gemeinsam: Wenn die Drehzahl des Rotors 18 einen bestimmten
Schwellwert überschreitet, so wird der Stator 16 entgegen der Kraft der
Schraubenfeder 30 in Verschieberichtung 20 in der Zeichnung nach oben verschoben. Dabei werden die Kontaktabschnitte 58 und 60 voneinander entfernt, so dass im Kontaktbereich 56 keine Kräfte mehr übertragen und kein den Stator 16 beaufschlagendes Drehmoment gebildet werden. Somit kann der Stator 16 ohne die Einwirkung zusätzlicher Flächenpressungen und somit zusätzlicher Reibkräfte in der Verschieberichtung 20 weiter verschoben werden.

Claims

Ansprüche
1 . Flügelzellenpumpe (10) mit einem Gehäuse (12), einem verschiebbaren Stator (16), und einem innerhalb von dem Stator (16) drehbaren Rotor (18), wobei der Stator (16) in einer Richtung senkrecht zu einer Drehachse (22) des Rotors (18) im Gehäuse (12) verschiebbar ist und dabei seitlich mindestens an einer Stelle fluiddicht im Gehäuse (12) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stator (16) und dem Gehäuse (12) ein Kontaktbereich (56) ausgebildet ist, wobei der Stator (16) in einer
Endstellung gegen einen Kontaktabschnitt (58) des Gehäuses (12) beaufschlagt wird, und wobei der Kontaktbereich (56) so ausgebildet und/oder der Kontaktabschnitt (58) relativ zum Stator (16) so angeordnet ist, dass hierdurch eine quer zur Verschieberichtung (20) auf den Stator (16) wirkende Kraft und/oder ein um die Drehachse (22) auf den Stator (16) wirkendes zusätzliches Moment erzeugt wird.
2. Flügelzellenpumpe (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (56) in Verschieberichtung (20) gesehen seitlich von einem kombinierten Führungs- und Dichtabschnitt (26, 34) des Stators (16) angeordnet ist.
3. Flügelzellenpumpe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kombinierte Führungs- und Dichtabschnitt (26, 34) mit dem Stator (16) über einen Verbindungsbereich (48, 54) verbunden ist, der gegenüber dem Führungs- und Dichtabschnitt (26, 34) eine verringerte Steifigkeit aufweist.
4. Flügelzellenpumpe (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (48, 54) eine geringere Querabmessung als der Führungs- und Dichtabschnitt (26, 34) aufweist, wobei die geringere
Querabmessung vorzugsweise durch mindestens eine Ausnehmung (44) hergestellt ist.
5. Flügelzellenpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (60) des Gehäuses (12), wenn er den Stator (16) beaufschlagt, einen ersten radial äußeren Abschnitt (62) des Stators (16) gegen einen zweiten radial äußeren Abschnitt (64) des Stators (16) dichtet.
6. Flügelzellenpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (56) linienförmig ausgebildet ist, wobei die Linie parallel zu einer Achse des Rotors (18) verläuft.
7. Flügelzellenpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (56) eine parallel zur Drehachse (22) angeordnete und zur Verschieberichtung (20) schräge Fläche umfasst.
8. Flügelzellenpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine ist.
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