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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschieber- bzw. Flügelzellenpumpe.
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Eine Drehschieberpumpe ist in der
DE 10 2006 032 219 A1 offenbart. Die Drehschieberpumpe umfasst ein Gehäuse, das eine Rotorkammer aufweist, einen Rotor, der in der Rotorkammer aufgenommen ist und eine Mehrzahl von Aussparungen bzw. Schlitzen aufweist, die sich in der Richtung einer Innenumfangsseite von einer Außenumfangskante erstrecken, und eine Mehrzahl von Dichtkörpern, wobei jeder davon in einer entsprechenden Aussparung der Mehrzahl der Aussparungen angeordnet ist. Die Rotorkammer weist eine Rotorkammerinnenwand auf, die der Außenumfangskante des Rotors gegenüber liegt. Der Rotor ist exzentrisch in der Rotorkammer angeordnet und der Abstand zwischen der Außenumfangskante und der Rotorkammerinnenwand unterscheidet sich abhängig von der Position des Rotors in der Umfangsrichtung. Eine Gerade verläuft durch den Mittelpunkt bzw. das Zentrum des Rotors, die eine Stelle, bei der die Distanz zwischen der Außenumfangskante des Rotors und der Rotorkammerinnenwand maximal ist, und eine Stelle, bei der die Distanz minimal ist, verbindet (nachstehend wird die Gerade als eine „Symmetrieachse“ bezeichnet). In der Drehschieberpumpe der
DE 10 2006 032 219 A1 ist die Rotorkammerinnenwand bezüglich der Symmetrieachse asymmetrisch. Weitere Drehschieberpumpen sind in der
DE 103 33 190 A1 und in der
DE 38 24 882 A1 offenbart.
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Beispielsweise ist in der Drehschieberpumpe der
DE 10 2006 032 219 A1 die Rotorkammerinnenwand auf einer Seite bezüglich der Symmetrieachse elliptisch bogenförmig, wobei sich auf der anderen Seite bezüglich der Symmetrieachse der Bogenteil einer Ellipse zwischen Bogenteilen von zwei Kreisen befindet und der Bogenteil der Ellipse direkt mit den Bogenteilen dieser zwei Kreise verbunden ist. Der Mittelpunkt der Ellipse fällt mit den Mittelpunkten dieser zwei Kreise zusammen.
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Bei der vorstehend genannten Drehschieberpumpe besteht die Möglichkeit, dass die Rotorkammerinnenwand an Verbindungsabschnitten, bei denen der Bogenteil der Ellipse und jeder der Bogenteile der zwei Kreise direkt verbunden sind, keine glatte Oberfläche aufweist. In diesem Fall kann dann, wenn der Dichtkörper auf der Rotorkammerinnenwand gemäß der Drehung des Rotors gleitet, ein Geräusch an den Verbindungsabschnitten zwischen dem Bogenteil der Ellipse und jedem der Bogenteile der zwei Kreise erzeugt werden.
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Diese Beschreibung stellt eine Technologie bereit, die das Geräusch einer Drehschieberpumpe vermindern kann.
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Eine Drehschieberpumpe, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, umfasst ein Gehäuse, einen Rotor und eine Mehrzahl von Dichtkörpern. Das Gehäuse weist eine Rotorkammer auf. Der Rotor ist in der Rotorkammer aufgenommen und weist eine Außenumfangskante sowie eine Mehrzahl von Aussparungen auf, die von der Außenumfangskante in der Richtung einer Innenumfangsseite des Rotors ausgespart sind. Jeder der Mehrzahl von Dichtkörpern ist in einer entsprechenden Aussparung der Mehrzahl von Aussparungen angeordnet. Das Gehäuse umfasst ferner eine Ansaugöffnung, die ausgebildet ist, ein Betriebsfluid in die Rotorkammer anzusaugen, eine Austragöffnung, die ausgebildet ist, das Betriebsfluid aus der Rotorkammer auszutragen, und eine Rotorkammerinnenwand, die der Außenumfangskante des Rotors gegenüber liegt. Wenn sich der Rotor dreht, ragt jeder der Mehrzahl von Dichtkörpern in der Richtung der Außenumfangsseite des Rotors über die Außenumfangskante des Rotors hinaus vor, so dass er in Kontakt mit der Rotorkammerinnenwand gleitet. Die Rotorkammerinnenwand umfasst eine Mehrzahl von Bogenteilen. Jeder der Mehrzahl von Bogenteilen ist ein Teil des Umfangs eines entsprechenden Kreises einer Mehrzahl von Kreisen. Für zwei benachbarte Bogenteile von der Mehrzahl von Bogenteilen unterscheidet sich der Radius eines Bogenteils von den zwei benachbarten Bogenteilen von dem Radius des anderen Bogenteils der zwei benachbarten Bogenteile. Der Kreis, der den einen Bogenteil umfasst, ist an einem Punkt, bei dem der eine Bogenteil mit dem anderen Bogenteil in Kontakt ist, in den Kreis einbeschrieben, der den anderen Bogenteil umfasst.
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In der vorstehend genannten Drehschieberpumpe ist für die zwei benachbarten Bogenteile von der Mehrzahl von Bogenteilen, welche die Rotorkammerinnenwand umfasst, der Kreis, der den einen Bogenteil umfasst, an einem Punkt, bei dem der eine Bogenteil mit dem anderen Bogenteil in Kontakt ist, in einen Kreis einbeschrieben, der den anderen Bogenteil umfasst. Aus diesem Grund weist die Rotorkammerinnenwand eine glatte Oberfläche an dem vorstehend genannten Kontaktpunkt auf (d.h., dem Verbindungsabschnitt der zwei Bogenteile). Wenn der Dichtkörper auf der Rotorkammerinnenwand gemäß der Drehung des Rotors gleitet, gleitet der Dichtkörper sanft auf dem Verbindungsabschnitt der zwei Bogenteile. Als Ergebnis kann ein Geräusch, das an dem Verbindungsabschnitt der zwei Bogenteile erzeugt wird, vermindert werden, wodurch das Geräusch der Drehschieberpumpe vermindert werden kann.
- 1 zeigt das Kraftstoffsystem eines Dieselmotors, der an einem Fahrzeug montiert ist,
- 2 zeigt einen Längsquerschnitt der Drehschieberpumpe der Ausführungsform 1,
- 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie III-III von 2,
- 4(a) ist eine Vorderansicht des Dichtkörpers der Ausführungsform 1 und 4(b) ist eine Draufsicht des Dichtkörpers der Ausführungsform 1,
- 5 zeigt eine Konturform der Rotorkammerinnenwand der Ausführungsform 1,
- 6 zeigt eine Konturform der Rotorkammerinnenwand des Vergleichsbeispiels,
- 7 zeigt eine Konturform der Rotorkammerinnenwand der Variation 1,
- 8 zeigt eine Vorderansicht des Dichtkörpers der Variation 3 und
- 9 zeigt eine Vorderansicht des Dichtkörpers der Variation 4.
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In einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann sich die Distanz in der radialen Richtung des Rotors zwischen der Rotorkammerinnenwand und der Außenumfangskante des Rotors abhängig von einer Position des Rotors in der Umfangsrichtung unterscheiden. Die Rotorkammer kann einen Ansaugbereich, bei dem die Distanz in der Drehrichtung des Rotors zunimmt und sich die Ansaugöffnung öffnet, und einen Austragbereich umfassen, bei dem die Distanz in der Drehrichtung des Rotors abnimmt und sich die Austragöffnung öffnet. Die Rotorkammerinnenwand in dem Ansaugbereich kann eine Konturform aufweisen, bei der mindestens drei Bogenteile von der Mehrzahl von Bogenteilen aufeinander folgend verbunden sind. Gemäß diesem Aufbau kann verhindert werden, dass die Rotorkammerinnenwand der Ansaugbereichseite durch den Dichtkörper verschlissen wird, und zwar verglichen mit einem Aufbau, bei dem die Rotorkammerinnenwand des Ansaugbereichs durch zwei aufeinander folgende Bogenteile gebildet wird.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Rotorkammerinnenwand in dem Austragbereich eine Konturform aufweisen, bei der mindestens zwei Bogenteile von der Mehrzahl von Bogenteilen aufeinander folgend verbunden sind. Gemäß diesem Aufbau kann in dem Austragbereich eine glatte Rotorkammerinnenwand gebildet werden.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Distanz in einer radialen Richtung des Rotors zwischen der Rotorkammerinnenwand und der Außenumfangskante des Rotors abhängig von der Position des Rotors in der Umfangsrichtung unterschiedlich sein. Die Mehrzahl von Bogenteilen kann erste und zweite Bogenteile umfassen. Die Rotorkammer kann ferner einen Ansaugbereich, bei dem die Distanz in der Drehrichtung des Rotors zunimmt und sich die Ansaugöffnung öffnet, und einen Austragbereich, bei dem die Distanz in der Drehrichtung des Rotors abnimmt und sich die Austragöffnung öffnet, und einen ersten Übergangsbereich, bei dem ein Übergang von dem Ansaugbereich zu dem Austragbereich in der Drehrichtung des Rotors vorliegt, und einen zweiten Übergangsbereich umfassen, bei dem ein Übergang von dem Austragbereich zu dem Ansaugbereich in der Drehrichtung des Rotors vorliegt. Die Rotorkammerinnenwand in dem ersten Übergangsbereich kann den ersten Bogenteil aufweisen und die Rotorkammerinnenwand in dem zweiten Übergangsbereich kann den zweiten Bogenteil aufweisen. Der Mittelpunkt des ersten Bogenteils und der Mittelpunkt des zweiten Bogenteils können mit der Drehachse des Rotors zusammenfallen. Gemäß diesem Aufbau wird die Distanz zwischen dem ersten Bogenteil und der Außenumfangskante des Rotors über die Umfangsrichtung des Rotors konstant. Aus diesem Grund kann eine Vibration des Dichtkörpers vermindert werden, wenn sich der Dichtkörper gemäß der Drehung des Rotors von dem Ansaugbereich über den ersten Übergangsbereich zu dem Austragbereich bewegt. Darüber hinaus kann durch die Anordnung des ersten Bogenteils und des zweiten Bogenteils auf der Basis der Drehachse des Rotors die Konturform der Rotorkammerinnenwand in einer relativ einfachen Weise festgelegt werden.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Mehrzahl von Bogenteilen ferner dritte bis siebte Bogenteile umfassen. Die Rotorkammerinnenwand in dem Ansaugbereich kann eine Konturform aufweisen, in welcher der dritte Bogenteil, der vierte Bogenteil und der fünfte Bogenteil aufeinander folgend in der Drehrichtung des Rotors verbunden sind. Die Rotorkammerinnenwand in dem Austragbereich kann eine Konturform aufweisen, in welcher der sechste Bogenteil und der siebte Bogenteil aufeinander folgend in der Drehrichtung des Rotors verbunden sind. Der erste Bogenteil kann direkt sowohl mit dem fünften Bogenteil als auch mit dem sechsten Bogenteil verbunden sein. Der zweite Bogenteil kann direkt sowohl mit dem siebten Bogenteil als auch mit dem dritten Bogenteil verbunden sein. Der Radius des dritten Bogenteils und der Radius des siebten Bogenteils können größer sein als der Radius des ersten Bogenteils. Der Radius des fünften Bogenteils und der Radius des sechsten Bogenteils können kleiner sein als der Radius des zweiten Bogenteils. Der Radius des vierten Bogenteils kann kleiner sein als der Radius des dritten Bogenteils und kann größer sein als der Radius des fünften Bogenteils. Gemäß diesem Aufbau weist die Rotorkammerinnenwand eine Konturform auf, bei der die sieben Bogenteile aufeinander folgend verbunden sind. Aus diesem Grund weist die gesamte Rotorkammerinnenwand eine glatte Oberfläche auf, die das Geräusch, das durch die Dichtkörper erzeugt wird, weiter vermindern kann. Darüber hinaus kann durch Einstellen des Radius für jeden der sieben Bogenteile in einer Weise, so dass die vorstehend genannte Beziehung erfüllt ist, die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen relativ klein gemacht werden, wodurch eine relativ allmähliche Krümmungsänderung in den zwei benachbarten Bogenteilen ermöglicht wird. Aus diesem Grund kann über die gesamte Rotorkammerinnenwand der Verschleiß der Rotorkammerinnenwand, der durch den Dichtkörper verursacht wird, vermindert werden. Da die Rotorkammerinnenwand lediglich durch die Bogenteile von Kreisen ausgebildet ist, wird es darüber hinaus einfach, die Konturform der Rotorkammerinnenwand zu prüfen und einzustellen, und zwar verglichen mit einem Aufbau, bei dem eine Konturform einbezogen wird, die von dem Bogenteil eines Kreises verschieden ist (z.B. der Bogenteil einer Ellipse).
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann die Außenform von jeder der Mehrzahl von Dichtkörpern ein Zylinder sein und die axiale Richtung von jedem der Mehrzahl von Dichtkörpern kann zu der axialen Richtung des Rotors parallel sein. Bei diesem Aufbau kontaktiert die seitliche Oberfläche des Dichtkörpers, wenn sich der Rotor dreht, die Rotorkammerinnenwand. Der Dichtkörper ist in der Aussparung des Rotors nicht fixiert. Aus diesem Grund gleitet dann, wenn sich der Rotor dreht, der Dichtkörper in Kontakt mit der Rotorkammerinnenwand, während er sich auf dessen Achse in der Aussparung des Rotors dreht. Als Ergebnis kommt die gesamte seitliche Oberfläche des Dichtkörpers in einen einheitlichen Kontakt mit der Rotorkammerinnenwand und das Verschleißausmaß des Dichtkörpers kann vermindert werden.
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In dem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann jeder der Mehrzahl von Dichtkörpern einen konkaven Teil an einer axialen Endoberfläche in der axialen Richtung aufweisen. Der eine konkave Teil kann von der einen axialen Endoberfläche des entsprechenden Dichtkörpers in der axialen Richtung ausgespart sein. Jeder des einen konkaven Teils durchdringt gegebenenfalls nicht beide der zwei axialen Endoberflächen des entsprechenden Dichtkörpers.
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In dem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren weist jeder der Mehrzahl von Dichtkörpern ferner einen weiteren konkaven Teil an einer weiteren axialen Endoberfläche in der axialen Richtung zusätzlich zu dem vorstehend genannten einen konkaven Teil auf. Der weitere konkave Teil kann ausgehend von der anderen axialen Endoberfläche des entsprechenden Dichtkörpers in der axialen Richtung ausgespart sein. Jeder des weiteren konkaven Teils durchdringt gegebenenfalls nicht beide der zwei axialen Endoberflächen des entsprechenden Dichtkörpers.
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Gemäß diesem Aufbau kann die Masse des Dichtkörpers durch Einstellen der Größe des konkaven Teils eingestellt werden. Aus diesem Grund kann die Zentrifugalkraft, die gegen den Dichtkörper gemäß der Drehung des Rotors erzeugt wird, in geeigneter Weise eingestellt werden. Darüber hinaus durchdringt der konkave Teil nicht die zwei axialen Endoberflächen des Dichtkörpers. Aus diesem Grund kommt selbst bei einem Aufbau, bei dem der konkave Teil, der sich in der Richtung der axialen Endoberfläche des Dichtkörpers öffnet, und die Ansaugöffnung, die an dem Gehäuse bereitgestellt ist, gemäß der Drehung des Rotors miteinander in Verbindung kommen, Betriebsfluid, das von der Ansaugöffnung angesaugt wird, durch Hindurchtreten durch den konkaven Teil nicht mit dem Gehäuse in Kontakt. Demgemäß kann verhindert werden, dass dann, wenn Fremdsubstanzen, wie z.B. Staub, in das Betriebsfluid eingemischt sind, die Fremdsubstanzen durch Hindurchtreten durch den konkaven Teil mit dem Gehäuse kollidieren, und so kann der Verschleiß des Gehäuses, der durch die Fremdsubstanzen verursacht wird, vermindert werden.
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(Ausführungsform 1)
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Die Drehschieberpumpe 10 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Drehschieberpumpe 10 wird auf eine Niederdruckpumpe für einen Dieselmotor angewandt, der an einem Fahrzeug montiert ist. Wie es in der 1 gezeigt ist, wird die Drehschieberpumpe 10 durch einen Elektromotor 12 angetrieben und saugt Kraftstoff (z.B. Gasöl) von einem Kraftstofftank 14 an und führt diesen einer Hochdruckpumpe 16 zu. Der Kraftstoff, welcher der Hochdruckpumpe 16 zugeführt wird, wird einem Common-Rail 18 zugeführt und durch Injektoren 20 in eine Brennkammer (nicht gezeigt) eines Motors eingespritzt.
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Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Drehschieberpumpe 10 ein Gehäuse 30, einen Rotor 60, eine Mehrzahl von Dichtkörpern 72 und eine Welle 80. In der 2 sind aus Gründen der Klarheit der Zeichnung der Rotor 60 und der Dichtkörper 72 in einem Grauton gezeigt und mittels einer Außenform und nicht mittels eines Querschnitts veranschaulicht.
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Das Gehäuse 30 ist aus Sinterstahl hergestellt und wird durch mechanisches Bearbeiten gebildet. Wie es in der 2 gezeigt ist, weist das Gehäuse 30 ein zylindrisch geformtes oberes Gehäuse 32 und ein zylindrisch geformtes unteres Gehäuse 42 auf. Das obere Gehäuse 32 erstreckt sich in der axialen Richtung (d.h., in einer Oben-unten-Richtung einer Blattoberfläche) des oberen Gehäuses 32 und weist einen zylindrisch-konkaven Teil auf, der sich nach unten öffnet. Das untere Gehäuse 42 ist an der unteren Oberfläche des oberen Gehäuses 32 angebracht und bedeckt die Öffnung des konkaven Teils. Dadurch wird innerhalb des Gehäuses 30 eine Rotorkammer 50 gebildet, bei der es sich um einen säulenförmigen Raum handelt. Eine Innenoberfläche der Rotorkammer 50 weist eine obere Oberfläche 52, eine Innenwand 54 und eine untere Oberfläche 56 auf. Die obere Oberfläche 52 und die untere Oberfläche 56 liegen einander parallel gegenüber. Die Innenwand 54 entspricht einem Beispiel der „Rotorkammerinnenwand“.
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Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Rotor 60, der eine zylindrische Form aufweist, in der Rotorkammer 50 angeordnet. Am Mittelpunkt O des Rotors 60 ist ein Einsetzloch bereitgestellt (vgl. die 3), das den Rotor 60 in der axialen Richtung durchdringt. Durch Einsetzen in das Einsetzloch wird die Welle 80 mit dem Rotor 60 verbunden. Die Welle 80 ist durch das obere Gehäuse 32 oberhalb des Rotors 60 mittels eines Lagers 82 drehbar gehalten, das an dem oberen Gehäuse 32 angebracht ist. Die Unterkante der Welle 80 ist durch das untere Gehäuse 42 unterhalb des Rotors 60 mittels eines Lagers 84 drehbar gehalten, das an dem unteren Gehäuse 42 angebracht ist. Die Mittelachsenlinie der Welle 80 fällt mit der Mittelachsenlinie des Rotors 60 zusammen. Der obere Teil der Welle 80 ist mit dem Elektromotor 12 verbunden (vgl. die 1). Wenn sich die Welle 80 durch Antreiben durch den Elektromotor 12 dreht, dreht sich der Rotor 60 um den Mittelpunkt O in der Rotorkammer 50. Der Rotor 60 dreht sich in der Drehrichtung R in der 3.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, weist die Außenoberfläche des Rotors 60 eine obere Oberfläche 62, eine Außenumfangsoberfläche 64 und eine untere Oberfläche 66 auf. Die Dicke des Rotors 60 (d.h., die Länge des Rotors 60 in der axialen Richtung) ist im Wesentlichen mit der Höhe der Rotorkammer 50 identisch. Die obere Oberfläche 62 des Rotors 60 liegt der oberen Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 mit einem geringfügigen Spalt gegenüber und entsprechend liegt die untere Oberfläche 66 des Rotors 60 der unteren Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 mit einem geringfügigen Spalt gegenüber. Die Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60 liegt der Innenwand 54 der Rotorkammer 50 mit einem Zwischenraum über den gesamten Umfang des Rotors 60 gegenüber (vgl. die 3). D.h., die Außenumfangsoberfläche 64 ist nicht mit der inneren Kammerwand 54 in Kontakt. Unter der Annahme, dass die Distanz zwischen der Innenwand 54 und der Außenumfangsoberfläche 64 in der radialen Richtung des Rotors 60 d ist, variiert die Distanz d teilweise in der Umfangsrichtung des Rotors 60. Die Außenumfangsoberfläche 64 entspricht einem Beispiel der „Außenumfangskante“.
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Wie es in der 3 gezeigt ist, weist die Rotorkammer 50 einen Ansaugbereich 86, einen Austragbereich 87, einen ersten Übergangsbereich 88 und einen zweiten Übergangsbereich 89 in dem Außenumfangsabschnitt davon auf. Der Ansaugbereich 86 ist ein Bereich, bei dem die Distanz d in der Drehrichtung R zunimmt. Der Austragbereich 87 ist ein Bereich, bei dem die Distanz d in der Drehrichtung R abnimmt. Der erste Übergangsbereich 88 befindet sich an einem Abschnitt, bei dem ein Übergang von dem Ansaugbereich 86 zu dem Austragbereich 87 in der Drehrichtung R vorliegt. Der zweite Übergangsbereich 89 befindet sich an einem Abschnitt, bei dem ein Übergang von dem Austragbereich 87 zu dem Ansaugbereich 86 in der Drehrichtung R vorliegt.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, ist in dem unteren Gehäuse 42 ein Ansaugdurchgang 48 bereitgestellt. Die Ansaugöffnung 46 ist an der Oberkante des Ansaugdurchgangs 48 bereitgestellt. Die Ansaugöffnung 46 öffnet sich in der Richtung des Ansaugbereichs 86 der Rotorkammer 50. Zwei Austragdurchgänge 38 (38a, 38b) sind in dem oberen Gehäuse 32 bereitgestellt. Austragöffnungen 36 (36a, 36b) sind an den Unterkanten der Austragdurchgänge 38a bzw. 38b bereitgestellt. Die Austragöffnungen 36 öffnen sich in der Richtung des Austragbereichs 87 der Rotorkammer 50.
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Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind an der Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60 fünf Aussparungen 68 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt. Jede Aussparung 68 weist die gleiche Form auf. Jede Aussparung 68 erstreckt sich von der oberen Oberfläche 62 des Rotors 60 zu der unteren Oberfläche 66 in der axialen Richtung und erstreckt sich auch von der Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60 in der Richtung der Innenumfangsseite (genauer gesagt einwärts in der radialen Richtung). Die Innenwand jeder Aussparung 68 ist durch zwei Seitenoberflächen, die einander parallel gegenüber liegen, und durch eine Bodenoberfläche orthogonal zu diesen zwei Seitenoberflächen ausgebildet. Jeder der Dichtkörper 72 ist in einer entsprechenden Aussparung 68 angeordnet.
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Nachstehend wird die Form jedes Dichtkörpers 72 unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Wie es in der 4 gezeigt ist, weist der Dichtkörper 72 eine zylindrische Außenform auf. Der Dichtkörper 72 ist aus Chromstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ausgebildet. Die Außenoberfläche des Dichtkörpers 72 weist eine obere Oberfläche 74, eine Seitenoberfläche 76 und eine untere Oberfläche 78 auf. Der Dichtkörper 72 weist einen zylindrisch geformten konkaven Teil 75 auf der oberen Oberfläche 74 auf, der sich in der axialen Richtung (d.h., der vertikalen Richtung von 4(a)) von der oberen Oberfläche 74 erstreckt. Die Länge des konkaven Teils 75 in der axialen Richtung ist kleiner als die Länge des Dichtkörpers 72 in der axialen Richtung. D.h., während sich der konkave Teil 75 in der Richtung der oberen Oberfläche 74 des Dichtkörpers 72 öffnet, öffnet er sich nicht in der Richtung der unteren Oberfläche 78, so dass er den Dichtkörper 72 nicht durchdringt. Insbesondere ist die Länge des konkaven Teils 75 in der axialen Richtung größer als die Hälfte der Länge des Dichtkörpers 72 in der axialen Richtung. Wie es in der 4(b) gezeigt ist, ist dann, wenn der Dichtkörper 72 in der Draufsicht betrachtet wird, die untere Oberfläche des konkaven Teils 75 konzentrisch mit der oberen Oberfläche 74.
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Jeder Dichtkörper 72 ist in der entsprechenden Aussparung 68 angeordnet, so dass sich die Öffnung des konkaven Teils 75 auf der Seite des oberen Gehäuses 32 befinden kann. Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die axiale Richtung der Dichtkörper 72 parallel zur axialen Richtung des Rotors 60. Die Höhe der Dichtkörper 72 ist im Wesentlichen mit der Dicke des Rotors 60 identisch. Die oberen Oberflächen 74 der Dichtkörper 72 liegen der oberen Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 mit einem kleinen Zwischenraum gegenüber und entsprechend liegen die unteren Oberflächen 78 der Dichtkörper 72 der unteren Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 mit einem kleinen Zwischenraum gegenüber. Die konkaven Teile 75 der Dichtkörper 72 stehen mit den Austragöffnungen 36a, 36b durch die Drehung des Rotors 60 in Verbindung. Wie es in der 3 gezeigt ist, ist der Außendurchmesser jedes Dichtkörpers 72 im Wesentlichen mit der Breite der Aussparungen 68 identisch. Die Dichtkörper 72 sind in den Aussparungen 68 in der radialen Richtung des Rotors 60 beweglich und sind auch um die Mittelachsenlinien der Dichtkörper 72 drehbar. Wenn sich der Rotor 60 dreht, ragen die Dichtkörper 72 aufgrund einer Zentrifugalkraft in der radialen Richtung des Rotors 60 auswärts vor und gleiten in Kontakt mit der Innenwand 54 der Rotorkammer 50, während sie sich um ihre Mittelachsenlinien drehen. Aus diesem Grund kontaktiert die gesamte seitliche Oberfläche 76 jedes Dichtkörpers 72 die Innenwand 54, wenn sich der Rotor 60 dreht. Dadurch kann das Verschleißausmaß der seitlichen Oberflächen 76 der Dichtkörper 72 verglichen mit einem Aufbau, bei dem die Dichtkörper eine Plattenform aufweisen, vermindert werden.
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Ein Raum 69 wird in jeder Aussparung 68 durch die zwei Seitenoberflächen und die untere Oberfläche der Aussparung 68, den Dichtkörper 72 (genauer gesagt, den Abschnitt der seitlichen Oberfläche 76, welcher der unteren Oberfläche der Aussparung 68 gegenüber liegt, von der seitlichen Oberfläche 76 des Dichtkörpers 72), die obere Oberfläche 52 und die untere Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 erzeugt. Jeder Raum 71 wird in der Rotorkammer 50 durch die Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60, die Innenwand 54, die zwei Dichtkörper 72, die benachbart sind (genauer gesagt, die seitliche Oberfläche 76 jedes Dichtkörpers 72), die obere Oberfläche 52 und die untere Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 erzeugt.
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Auf der Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60 sind angrenzend an jede Aussparung 68 auf der Seite der Drehrichtung R Verbindungsrillen 70 bereitgestellt. Die Verbindungsrillen 70 umfassen ein Paar von Verbindungsrillen 70, d.h., eine Verbindungsrille 70, die sich in der Richtung der oberen Oberfläche 62 des Rotors 60 öffnet, und eine Verbindungsrille 70, die sich in der Richtung der unteren Oberfläche 66 des Rotors 60 öffnet. Aus diesem Grund sind an dem Rotor 60 fünf Paare von Verbindungsrillen 70 bereitgestellt. Jeder Raum 69 steht mit dem Raum 71 über die Verbindungsrillen 70 in Verbindung. Die Pumpkammer 73 wird durch den Raum 69, die Verbindungsrillen 70 und den Raum 71 ausgebildet.
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Die Pumpkammer 73 bewegt sich bei der Drehung des Rotors 60 durch den Ansaugbereich 86, den ersten Übergangsbereich 88, den Austragbereich 87 und den zweiten Übergangsbereich 89 in dieser Reihenfolge. Das Volumen der Pumpkammer 73 nimmt bei dem Vorgang des Bewegens durch den Ansaugbereich 86 zu und nimmt bei dem Vorgang des Bewegens durch den Austragbereich 87 ab (genauer gesagt, obwohl sich die Pumpkammer 73 in dem ersten Übergangsbereich 88 bewegt und sich dort befindet, nimmt dann, wenn sich mindestens ein Teil der Pumpkammer 73 in dem Ansaugbereich 86 befindet, das Volumen der Pumpkammer 73 zu; darüber hinaus nimmt, obwohl sich die Pumpkammer 73 in dem ersten Übergangsbereich 88 befindet, wenn sich mindestens ein Teil der Pumpkammer 73 in dem Austragbereich 87 befindet, das Volumen der Pumpkammer 73 ab).
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Die Ansaugöffnung 46 und die Austragöffnungen 36 befinden sich an jeweiligen Positionen, bei denen sie mit der Pumpkammer 73 gemäß der Drehung des Rotors 60 in Verbindung stehen. Insbesondere steht gemäß der Drehung des Rotors 60 innerhalb der Pumpkammer 73 die Ansaugöffnung 46 mit dem Raum 71 und der Verbindungsrille 70 in Verbindung, die Austragöffnung 36a mit dem Raum 69 und der Verbindungsrille 70 in Verbindung und die Austragöffnung 36b mit dem Raum 71 und der Verbindungsrille 70 in Verbindung.
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Als nächstes wird die Konturform der Innenwand 54 der Rotorkammer 50 unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. Gemäß der 5 ist die Innenwand 54 mit einer durchgezogenen Linie gezeigt und die Außenumfangsoberfläche 64 des Rotors 60 ist mit einer Zweipunkt-Strich-Linie gezeigt. Gemäß der 5 wird für eine einfache Beschreibung davon ausgegangen, dass der Mittelpunkt O der Drehung des Rotors 60 in einem Ursprung vorliegt und dass eine y-Achse in der Oben-unten-Richtung der Blattoberfläche vorliegt und dass eine x-Achse in der Richtung orthogonal zur y-Achse vorliegt. Die Innenwand 54 von 5 zeigt die Innenwand 54 von 3 in einem Zustand, bei dem keine Drehung vorliegt. Die Innenwand 54 ist durch sieben Bogenteile ausgebildet, d.h., den ersten Bogenteil 90, den sechsten Bogenteil 92, den siebten Bogenteil 94, den zweiten Bogenteil 96, den dritten Bogenteil 98, den vierten Bogenteil 100 und den fünften Bogenteil 102 in dieser Reihenfolge in der Drehrichtung R.
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Der erste Bogenteil 90 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R1 von etwa 16,7 mm. Die Innenwand 54 in dem ersten Übergangsbereich 88 wird durch den ersten Bogenteil 90 gebildet. Der erste Bogenteil 90 befindet sich auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung, wobei dessen Mittelpunkt O1 mit dem Mittelpunkt O zusammenfällt. Aus diesem Grund ist der Abstand d in dem ersten Übergangsbereich 88 über die Umfangsrichtung konstant. Der zweite Bogenteil 96 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R2 von etwa 15,0 mm. Die Innenwand 54 in dem zweiten Übergangsbereich 89 wird durch den zweiten Bogenteil 96 gebildet. Der zweite Bogenteil 96 befindet sich auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung, wobei dessen Mittelpunkt O2 mit dem Mittelpunkt O zusammenfällt. Aus diesem Grund ist der Abstand d in dem zweiten Übergangsbereich 89 über die Umfangsrichtung konstant. Die Distanz d weist einen maximalen Wert in dem ersten Übergangsbereich 88 auf und weist einen minimalen Wert in dem zweiten Übergangsbereich 89 auf. Der zentrale Winkel a1 des ersten Bogenteils 90 ist gleich dem zentralen Winkel a2 des zweiten Bogenteils 96, und die zentralen Winkel al, a2 werden durch die y-Achse in jeweils zwei gleiche Teile aufgeteilt. D.h., der erste Bogenteil 90 und der zweite Bogenteil 96 sind beide liniensymmetrisch bezüglich der y-Achse. Es ist bevorzugt, dass der zentrale Winkel a1 im Bereich von 92 Grad bis 102 Grad liegt und dass der zentrale Winkel a2 im Bereich von 95 Grad bis 105 Grad liegt.
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Die Innenwand 54 im Ansaugbereich 86 ist aus drei Bogenteilen ausgebildet (d.h., dem dritten Bogenteil 98, dem vierten Bogenteil 100 und dem fünften Bogenteil 102). Die drei Bogenteile 98 bis 102 befinden sich auf der Seite der negativen x-Achsenrichtung. Der Mittelpunkt O3 des dritten Bogenteils 98, der Mittelpunkt O4 des vierten Bogenteils 100 und der Mittelpunkt O5 des fünften Bogenteils 102 befinden sich alle an Positionen, die von dem Mittelpunkt O abweichen. Insbesondere befindet sich der Mittelpunkt O4 auf der y-Achse ausschließlich der Position des Mittelpunkts O. Der dritte Bogenteil 98 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R3 von etwa 18,5 mm. Der dritte Bogenteil 98 grenzt an den zweiten Bogenteil 96 am Punkt T1 an. Ein Kreis, der den dritten Bogenteil 98 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den zweiten Bogenteil 96 am Punkt T1 umfasst. Der fünfte Bogenteil 102 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R5 von etwa 12,5 mm. Der fünfte Bogenteil 102 grenzt an den ersten Bogenteil 90 an einem Punkt T4 an. Ein Kreis, der den fünften Bogenteil 102 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den ersten Bogenteil 90 am Punkt T4 umfasst. Der vierte Bogenteil 100 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R4 von etwa 15,8 mm. Der vierte Bogenteil 100 grenzt an den dritten Bogenteil 98 an einem Punkt T2 an und grenzt auch an den fünften Bogenteil 102 an einem Punkt T3 an. Ein Kreis, der den vierten Bogenteil 100 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den dritten Bogenteil 98 am Punkt T2 umfasst, und ist auch in einen Kreis einbeschrieben, der den fünften Bogenteil 102 am Punkt T4 umfasst. D.h., die Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 ist aus drei Bogenteilen mit unterschiedlichen Radien ausgebildet, die aufeinander folgend verbunden sind.
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Die Innenwand 54 im Austragbereich 87 ist aus zwei Bogenteilen ausgebildet (d.h., dem sechsten Bogenteil 92 und dem siebten Bogenteil 94). Die zwei Bogenteile 92, 94 befinden sich auf der Seite der positiven x-Achsenrichtung. Der Mittelpunkt O6 des sechsten Bogenteils 92 und der Mittelpunkt O7 des siebten Bogenteils 94 befinden sich beide an Positionen, die von dem Mittelpunkt O abweichen. Der sechste Bogenteil 92 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R6 von etwa 13,6 mm. Der sechste Bogenteil 92 grenzt an den ersten Bogenteil 90 an einem Punkt T5 an. Ein Kreis, der den sechsten Bogenteil 92 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den ersten Bogenteil 90 an dem Punkt T5 umfasst. Der siebte Bogenteil 94 ist ein Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius R7 von etwa 19,4 mm. Der siebte Bogenteil 94 ist in den zweiten Bogenteil 96 an einem Punkt T7 einbeschrieben. Ein Kreis, der den siebten Bogenteil 94 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den zweiten Bogenteil 96 am Punkt T7 umfasst. Der sechste Bogenteil 92 grenzt an den siebten Bogenteil 94 an einem Punkt T6 an. Ein Kreis, der den sechsten Bogenteil 92 umfasst, ist in einen Kreis einbeschrieben, der den siebten Bogenteil 94 am Punkt T6 umfasst. D.h., die Innenwand 54 in dem Austragbereich 87 ist aus zwei Bogenteilen mit unterschiedlichen Radien ausgebildet, die aufeinander folgend verbunden sind.
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Zwischen den Radien von dem Radius R1 des ersten Bogenteils 90 zu dem Radius R7 des siebten Bogenteils 94 bestehen die folgenden Beziehungen: R3 > R1, R7 > R1, R5 < R2, R6 < R2, R3 > R4 > R5. Darüber hinaus ist die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen wie folgt: R1 - R6 = etwa 3,1 mm, R6 - R7 = etwa 5,8 mm, R7 - R2 = etwa 4,4 mm, R2 - R3 = etwa 3,5 mm, R3 - R4 = etwa 2,7 mm. R4 - R5 = etwa 3,3 mm, R5 - R1 = etwa 4,2 mm (Absolutwertzeichen weggelassen). Es ist bevorzugt, dass die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen etwa 7 mm oder weniger beträgt.
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Die Konturform der Innenwand 54 der Rotorkammer 50 wird wie folgt festgelegt. D.h., gemäß dem Außendurchmesser des Rotors 60 werden zuerst der Radius R2 und der zentrale Winkel a2 des zweiten Bogenteils 96 festgelegt. Als nächstes werden gemäß der erforderlichen Flussrate der Drehschieberpumpe 10 und der erforderlichen Drehzahl des Rotors 60 der Radius R1 und der zentrale Winkel a1 des ersten Bogenteils 90 festgelegt. Anschließend werden die jeweiligen Radien R3, R4, R5 und die jeweiligen zentralen Winkel der Bogenteile 98, 100, 102 so festgelegt, dass der dritte Bogenteil 98 in den zweiten Bogenteil 96 an dem Punkt T1 einbeschrieben werden kann, und so, dass der fünfte Bogenteil 102 in den ersten Bogenteil 90 an dem Punkt T4 einbeschrieben werden kann, und so, dass der vierte Bogenteil 100 in den dritten Bogenteil 98 und den fünften Bogenteil 102 an den Punkten T2 bzw. T3 einbeschrieben wird. Darüber hinaus werden die jeweiligen Radien R6, R7 und die jeweiligen zentralen Winkel der Bogenteile 92, 94 so festgelegt, dass der sechste Bogenteil 92 in den ersten Bogenteil 90 an dem Punkt T5 einbeschrieben werden kann, und so, dass der siebte Bogenteil 94 in den zweiten Bogenteil 96 an dem Punkt T7 einbeschrieben werden kann, und so, dass der sechste Bogenteil 92 in den siebten Bogenteil 94 an dem Punkt T6 einbeschrieben wird. Wie es vorstehend erwähnt worden ist, werden in der vorliegenden Ausführungsform die Positionen des dritten Bogenteils 98 bis zu dem siebten Bogenteil 94 auf der Basis des ersten Bogenteils 90 und des zweiten Bogenteils 96 festgelegt. Dann werden die Positionen des ersten Bogenteils 90 und des zweiten Bogenteils 96 auf der Basis des Mittelpunkts O des Rotors 60 festgelegt. Aus diesem Grund können verglichen mit einem Aufbau, bei dem kein Bezugspunkt bei der Bestimmung der Positionen des ersten Bogenteils 90 und des zweiten Bogenteils 96 vorliegt (d.h., bei einem Aufbau, bei dem die Zentren O1, O2 von dem Mittelpunkt O abweichen), die jeweiligen Radien von R3 bis R7 und die jeweiligen zentralen Winkel des dritten Bogenteils 98 bis zu dem siebten Bogenteil 94 einfach festgelegt werden und so kann die Konturform der Innenwand 54 in einer relativ einfachen Weise festgelegt werden.
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Als nächstes wird der Betrieb der Drehschieberpumpe 10 unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben. Wenn sich die Welle 80 dreht, wobei sie durch den Elektromotor 12 angetrieben wird (vgl. die 1), dreht sich der Rotor 60 zusammen mit der Welle 80. Wenn sich der Rotor 60 dreht, ragen die Dichtkörper 72 auswärts in der radialen Richtung des Rotors 60 aufgrund der Zentrifugalkraft vor und gleiten in Kontakt mit der Innenwand 54 der Rotorkammer 50, während sie sich um die Mittelachsenlinien der Dichtkörper 72 drehen. Während die Dichtkörper 72 in Kontakt mit der Innenwand 54 gleiten, ändert sich das Volumen der Pumpkammer 73. Insbesondere nimmt das Volumen der Pumpkammer 73 in dem Ansaugbereich 86 zu. Dadurch wird der Kraftstoff von dem Kraftstofftank 14 (vgl. die 1) über den Ansaugdurchgang 48 (vgl. die 2) und die Ansaugöffnung 46 in die Pumpkammer 73 gesaugt. Die Pumpkammer 73 bewegt sich über den ersten Übergangsbereich 88 gemäß der Drehung des Rotors 60 zu dem Austragbereich 87. Das Volumen der Pumpkammer 73 nimmt in dem Austragbereich 87 ab. Dadurch wird der Kraftstoff in der Pumpkammer 73 komprimiert und aus den Austragöffnungen 36a, 36b zu den Austragdurchgängen 38a, 38b ausgetragen (vgl. die 2). Der Kraftstoff wird über die Austragdurchgänge 38 zu der Hochdruckpumpe 16 geleitet (vgl. die 1). Die Pumpkammer 73 bewegt sich über den zweiten Übergangsbereich 89 gemäß der Drehung des Rotors 60 zu dem Ansaugbereich 86 und danach werden die entsprechenden Vorgänge wiederholt. Der Kraftstoff entspricht einem Beispiel des „Betriebsfluids“.
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In der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 weist die Innenwand 54 die sieben Bogenteile 90 bis 102 auf. Zwei benachbarte Bogenteile von den sieben Bogenteilen 90 bis 102 stehen an den Punkten T1 bis T7, wo sie aneinander angrenzen, in der einbeschriebenen Beziehung. Aus diesem Grund sind die zwei benachbarten Bogenteile an den Punkten T1 bis T7 glatt verbunden, was zur Bildung einer glatten Oberfläche führt. Wenn die Dichtkörper 72 auf der Innenwand 54 gleiten, läuft demgemäß das Gleiten der Dichtkörper 72 sanft ab, ohne an den Punkten T1 bis T7 ein Zittern bzw. Rütteln zu verursachen. Daher kann das Auftreten von Geräuschen vermindert werden, wenn die Dichtkörper 72 die Punkte T1 bis T7 durchlaufen. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform die Innenwand 54 nur durch sieben Bogenteile 90 bis 102 ausgebildet. Aus diesem Grund weist die Innenwand über dem gesamten Umfang eine glatte Oberfläche auf und das Auftreten von Geräuschen kann noch besser verhindert werden, wenn die Dichtkörper 72 auf der Innenwand 54 gleiten. Da darüber hinaus die Innenwand 54 nur durch die Bogenteile 90 bis 102 ausgebildet ist (d.h., die jeweiligen Bogenteile von Kreisen), wird es verglichen mit einem Aufbau, der eine Form umfasst, die von den jeweiligen Bogenteilen von Kreisen verschieden ist, einfach, die Konturform der Innenwand 54 zu prüfen und einzustellen. Insbesondere sind z.B. dann, wenn die Innenwand 54 auch den Bogenteil einer Ellipse aufweist, da der Bogenteil der Ellipse keinen konstanten Abstand von dessen Mittelpunkt aufweist, eine beträchtliche Zeit und ein beträchtlicher Aufwand erforderlich, um zu prüfen, ob die Konturform der Innenwand 54 in der vorgesehenen Weise hergestellt worden ist oder nicht, und so wird es schwierig, die Konturform der Innenwand 54 einzustellen. Wenn andererseits die Innenwand 54 nur durch die Bogenteile einer Mehrzahl von Kreisen ausgebildet ist, ist es lediglich erforderlich, einzustellen, in welchem Ausmaß die Distanz (d.h., der Radius) vom Mittelpunkt jedes Bogenteils von einem vorgesehenen Wert abweicht. Wenn z.B. die Innenwand 54 durch die sieben Bogenteile von 90 bis 102 ausgebildet ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist es lediglich erforderlich, diese sieben Werte einzustellen. Aus diesem Grund kann die Konturform der Innenwand 54 in einer relativ kurzen Zeit geprüft werden und einfach eingestellt werden.
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Da darüber hinaus die Distanz d in der Drehrichtung R in dem Ansaugbereich 86 zunimmt, nimmt die Zentrifugalkraft der Dichtkörper 72 in dem Ansaugbereich 86 in der Drehrichtung R zu. Da darüber hinaus der Druck innerhalb der Pumpkammer 73 in der Drehrichtung R in dem Ansaugbereich 86 abnimmt, gleiten die Dichtkörper 72 auf der Innenwand 54, während sie gegen die Innenwand 54 gedrückt werden. Aus diesem Grund findet ein Verschleiß der Innenwand 54 aufgrund der Dichtkörper 72 eher in dem Ansaugbereich 86 als in dem Austragbereich 87 statt. In der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 ist die Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 aus den drei Bogenteilen ausgebildet (d.h., dem dritten Bogenteil 98, dem vierten Bogenteil 100 und dem fünften Bogenteil 102). Aus diesem Grund kann verglichen mit einem Fall, bei dem die Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 aus zwei Bogenteilen ausgebildet ist, die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen einfach kleiner gemacht werden und so kann in einfacher Weise eine allmähliche Krümmungsänderung bereitgestellt werden. Demgemäß kann selbst in dem Ansaugbereich 86, bei dem ein Verschleiß der Innenwand 54 aufgrund der Dichtkörper 72 leicht stattfindet, das Ausmaß des Verschleißes einfach vermindert werden. Insbesondere da in der vorliegenden Ausführungsform R3 > R4 > R5 gilt, kann die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen sicher klein gemacht werden und das Ausmaß des Verschleißes der Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 kann in geeigneter Weise vermindert werden.
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Zur Bestätigung der vorstehend genannten Wirkungen haben die Erfinder dieser Anmeldung ein Experiment durchgeführt, bei dem die Beziehung zwischen dem Verschleißausmaß der Innenwand und der Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen von einer Mehrzahl von Bogenteilen, welche die Innenwand in dem Ansaugbereich 86 bilden, untersucht worden ist. In diesem Experiment wird ein Vergleich zwischen der Innenwand 54 und der Innenwand 154 des in der 6 gezeigten Vergleichsbeispiels durchgeführt. Wie es vorstehend erwähnt worden ist, ist die Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 durch die drei Bogenteile von 98 bis 102 ausgebildet, welche die Beziehung R3 > R4 > R5 erfüllen. Andererseits ist, wie es in der 6 gezeigt ist, die Innenwand 154 aus den zwei Bogenteilen 118, 120 in dem Ansaugbereich 86 ausgebildet. Nachstehend wird insbesondere die Konturform der Innenwand 154 beschrieben.
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Die Konturform der Innenwand 154 ist bezüglich der y-Achse liniensymmetrisch. Jedes Mittelpunkts der Bogenteile 110, 116 fällt mit dem Mittelpunkt O des Rotors 60 zusammen (Darstellung weggelassen). Andererseits befindet sich jeder Mittelpunkt (Darstellung weggelassen) der Bogenteile 118, 120 an einer Position, die von dem Mittelpunkt O abweicht. Von den Bogenteilen 110, 116, 118, 120 sind zwei benachbarte Bogenteile an den Punkten T11, T12, T13 ineinander einbeschrieben. Die Bogenteile 112, 114 sind zu den Bogenteilen 120 bzw. 118 bezüglich der y-Achse liniensymmetrisch (d.h., die Bogenteile 110, 112, 114, 116 sind an den Punkten T14, T15, T16 ineinander einbeschrieben). Der Radius R11 des Bogenteils 110 beträgt etwa 17,1 mm, der Radius R12 des Bogenteils 116 beträgt etwa 14,6 mm, jeder Radius R14, R15 der Bogenteile 120, 112 beträgt etwa 12,8 mm, jeder Radius R13, R16 der Bogenteile 118, 114 beträgt etwa 21,9 mm. Darüber hinaus ist die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen wie folgt: R11 - R15 = R14 - R11 = etwa 4,3 mm, R15 - R16 = R13 - R14 = etwa 9,1 mm, R16 - R12 = R12 - R13 = etwa 7,3 mm (Absolutwertzeichen weggelassen).
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Bei einer Drehung des Rotors 60 bei einer gleichbleibenden Drehzahl für einen festgelegten Zeitraum wurden die Verschleißausmaße der Innenwand 54 und der Innenwand 154 aufgrund des Dichtkörpers 72 untersucht; als Ergebnis trat über den gesamten Umfang für die Innenwand 54 kein Verschleiß auf, während an dem Punkt T12 des Ansaugbereichs 86 für die Innenwand 154 ein Verschleiß von etwa 20 µm bis 30 µm auftrat. Die Radiusdifferenz zwischen den zwei Bogenteilen 118, 120 an dem Punkt T12 der Innenwand 154 beträgt etwa 9,1 mm. Andererseits beträgt die Radiusdifferenz zwischen den zwei Bogenteilen 98, 100 an dem Punkt T2 der Innenwand 54 etwa 2,7 mm, und die Radiusdifferenz zwischen den zwei Bogenteilen 100, 102 an dem Punkt T3 beträgt etwa 3,3 mm. D.h., die Radiusdifferenz ist in dem Vergleichsbeispiel etwa 6 mm größer als in der vorliegenden Ausführungsform.
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Wenn ein Vergleich zwischen den Radien der Bogenteile 110, 116 des Vergleichsbeispiels bzw. den Radien der Bogenteile 90, 96 der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, sind in dem ersten Übergangsbereich 88 und dem zweiten Übergangsbereich 89, die als Bezug zur Festlegung der Konturform der Innenwand angesehen werden, die Radiusdifferenzen wie folgt: R11 - R1 = etwa 0,4 mm in dem ersten Übergangsbereich 88 und R12 - R2 = etwa 0,4 mm in dem zweiten Übergangsbereich 89 (Absolutwertzeichen weggelassen). D.h., die jeweiligen Radien von Bogenteilen in dem ersten Übergangsbereich 88 und dem zweiten Übergangsbereich 89 für das Vergleichsbeispiel und die vorliegende Ausführungsform sind nicht exakt gleich. Die Radiusdifferenz (etwa 6 mm) zwischen den zwei benachbarten Bogenteilen in dem Vergleichsbeispiel und der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch verglichen mit der vorstehend genannten Differenz (etwa 0,4 mm) ziemlich groß. Aufgrund dieser Tatsache ist verständlich, dass die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen in dem Ansaugbereich 86 stark vermindert werden kann, wenn die Anzahl der Bogenteile, welche die Innenwand in dem Ansaugbereich 86 bilden, von zwei auf drei geändert wird, und wenn der Wert des Radius eines zentralen Bogenteils von den drei Bogenteilen zwischen die Werte von zwei Bogenteilen auf dessen beiden Seiten eingestellt wird. Aufgrund dieses Experiments wird bestätigt, dass der Verschleiß der Innenwand in dem Ansaugbereich 86 durch Vermindern der Radiusdifferenz von zwei benachbarten Bogenteilen in dem Ansaugbereich 86 vermindert werden kann.
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Darüber hinaus ist in der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 die Innenwand 54 in dem Austragbereich 87 aus den zwei Bogenteilen 92, 94 ausgebildet. Auch in dem Vergleichsbeispiel ist die Innenwand 154 in dem Austragbereich 87 aus den zwei Bogenteilen 112, 114 ausgebildet (d.h., aus der gleichen Anzahl von Bogenteilen wie in der Innenwand 54). Während jedoch die Radiusdifferenz zwischen den Bogenteilen 92, 94 an dem Punkt T6 der Innenwand 54 etwa 5,8 mm beträgt, beträgt die Radiusdifferenz zwischen den Bogenteilen 112, 114 an dem Punkt T15 der Innenwand 154 etwa 9,1 mm, wobei der erstgenannte Wert viel kleiner ist. Es wird davon ausgegangen, dass dies auf die Anzahl der Bogenteile zurückzuführen ist, welche die Innenwand bilden. D.h., während die Innenwand 154 des Vergleichsbeispiels aus sechs Bogenteilen ausgebildet ist, ist die Innenwand 54 der vorliegenden Ausführungsform aus sieben Bogenteilen ausgebildet. Aus diesem Grund wird davon ausgegangen, dass die Radiusdifferenz zwischen den zwei benachbarten Bogenteilen 92, 94 auch in dem Austragbereich 87 vermindert werden kann. In der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 kann der Verschleiß der Innenwand 54 aufgrund des Dichtkörpers 72 in dem Austragbereich 87 und in dem Ansaugbereich 86 vermindert werden.
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Darüber hinaus ist in der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 die Distanz d über die Umfangsrichtung in dem ersten Übergangsbereich 88 konstant. Aus diesem Grund ändert sich dann, wenn sich die Pumpkammer 73 von dem Ansaugbereich 86 zu dem Austragbereich 87 bewegt, das Volumen der Pumpkammer 73 allmählich, da sich die Pumpkammer 73 durch den ersten Übergangsbereich 88 bewegt. Demgemäß wird eine Vibration der Dichtkörper 72 aufgrund der abrupten Volumenänderung der Pumpkammer 73 verhindert und so können Geräusche und ein Verschleiß, die durch Vibrationen verursacht werden, vermindert werden.
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Darüber hinaus kann in der vorstehend genannten Drehschieberpumpe 10 die Masse der Dichtkörper 72 durch Einstellen der Größe der konkaven Teile 75 eingestellt werden, da der konkave Teil 75 an jedem Dichtkörper 72 bereitgestellt ist. Aus diesem Grund kann die Zentrifugalkraft, die auf die Dichtkörper 72 gemäß der Drehung des Rotors 60 ausgeübt wird, in geeigneter Weise eingestellt werden und so kann der Verschleiß der Innenwand 54 aufgrund der Dichtkörper 72 vermindert werden. Darüber hinaus durchdringen die konkaven Teile 75 nicht die Dichtkörper 72 in der axialen Richtung. Insbesondere öffnen sich die konkaven Teile 75 in der Richtung der oberen Oberflächen 74 der Dichtkörper 72 (d.h., in der Richtung der Seite der Austragöffnung 36) und öffnen sich nicht in der Richtung der unteren Oberflächen 78 (d.h., in der Richtung der Seite der Ansaugöffnung 46). Aus diesem Grund wird verhindert, dass der Kraftstoff, der von der Ansaugöffnung 46 angesaugt wird, durch Fließen innerhalb der Dichtkörper 72 mit der oberen Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 kollidiert. Demgemäß wird verhindert, dass dann, wenn Fremdsubstanzen, wie z.B. Staub, in dem Kraftstoff eingemischt sind, die Fremdsubstanzen mit der oberen Oberfläche 52 des Rotors 50 durch Hindurchtreten durch das Innere der Dichtkörper 72 kollidieren, und so kann der Verschleiß der oberen Oberfläche 52 vermindert werden. Da ferner der Druck auf der Seite des oberen Gehäuses 32 höher ist als auf der Seite des unteren Gehäuses 42, wirkt auf die Dichtkörper 72 eine Kraft, welche die Dichtkörper 72 in der Richtung der Seite des unteren Gehäuses 42 drückt. Gemäß dem Aufbau der Dichtkörper 72 der vorliegenden Ausführungsform wird verglichen mit einem Aufbau, bei dem sich die konkaven Teile 75 in der Richtung der unteren Oberflächen 78 der Dichtkörper 72 öffnen, ein Bereich, bei dem jede der unteren Oberflächen 78 mit der unteren Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 in Kontakt ist, groß, und so kann der Oberflächendruck, der auf die unteren Oberflächen 78 ausgeübt wird, vermindert werden. Aus diesem Grund kann der Verschleiß der unteren Abdeckung 42, der durch die Dichtkörper 72 verursacht wird, vermindert werden.
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(Variation 1)
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Als nächstes wird eine Variation 1 unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. Es werden nur diejenigen Punkte beschrieben, die sich von denjenigen in der Ausführungsform 1 unterscheiden, und Details werden für einen Aufbau, der mit demjenigen in der Ausführungsform 1 identisch ist, weggelassen. Das Gleiche gilt auch für andere Variationen. Die Innenwand 254 der Rotorkammer 50 von 7 weist eine Konturform auf, in der acht Bogenteile direkt verbunden sind. Die Konturformen der Innenwände 254 des Ansaugbereichs 86, des ersten Übergangsbereichs 88 und des zweiten Übergangsbereichs 89 in der Variation 1 sind mit den jeweiligen Konturformen der Innenwände 54 der entsprechenden Bereiche 86, 88, 89 in der Ausführungsform 1 identisch. Andererseits ist die Innenwand 254 in dem Austragbereich 87 aus drei Bogenteilen ausgebildet, d.h., dem sechsten Bogenteil 292, dem siebten Bogenteil 294 und dem achten Bogenteil 296. Der sechste Bogenteil 292, der siebte Bogenteil 294 und der achte Bogenteil 296 sind jeweils Teile der Umfänge von Kreisen, die ihren Mittelpunkt bei O26, O27 und O28 haben. Der sechste Bogenteil 292, der siebte Bogenteil 294 und der achte Bogenteil 296 sind bezüglich der y-Achse liniensymmetrisch zu dem fünften Bogenteil 102, dem vierten Bogenteil 100 bzw. dem dritten Bogenteil 98 (d.h., die Konturform der Innenwand 254 ist bezüglich der y-Achse liniensymmetrisch). Aus diesem Grund ist der Radius R26 des sechsten Bogenteils 292 gleich dem Radius R5, der Radius R27 des siebten Bogenteils 294 ist gleich dem Radius R4, der Radius R28 des achten Bogenteils 296 ist gleich dem Radius R3. Darüber hinaus ist der sechste Bogenteil 292 in den ersten Bogenteil 90 und den siebten Bogenteil 294 an dem Punkt T5 bzw. dem Punkt T26 einbeschrieben, der achte Bogenteil 296 ist in den zweiten Bogenteil 96 und den siebten Bogenteil 294 an dem Punkt T7 bzw. dem Punkt T27 einbeschrieben. Auch bei diesem Aufbau können entsprechende Wirkungen wie in der Ausführungsform 1 erhalten werden. Darüber hinaus kann gemäß diesem Aufbau die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen in dem Austragbereich 87 kleiner gemacht werden als in dem Aufbau der Ausführungsform 1. Aus diesem Grund kann gemäß dem Aufbau der Variation 1 der Verschleiß der Innenwand 254, der durch die Dichtkörper 72 in dem Austragbereich 87 verursacht wird, vermindert werden, was die Langzeitzuverlässigkeit der Drehschieberpumpe verbessert.
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(Variation 2)
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Obwohl sowohl die Innenwand 54 der Ausführungsform 1 als auch die Innenwand 254 der Variation 1 derart aufgebaut sind, dass eine Mehrzahl von Bogenteilen direkt verbunden ist, ist die Konturform der Innenwand nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die Innenwand kann einen geradlinigen Teil sowie Bogenteile aufweisen. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass ein Bogenteil und ein geradliniger Teil an einer Position, bei welcher der Bogenteil und der geradlinige Teil miteinander in Kontakt kommen, tangential zueinander sind. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass der geradlinige Teil eine Tangentiallinie des Bogenteils an der Position ist, bei welcher der Bogenteil und der geradlinige Teil miteinander in Kontakt kommen. Gemäß diesem Aufbau kann das Geräusch der Drehschieberpumpe vermindert werden, da die Innenwand eine glatte Oberfläche über den gesamten Umfang aufweist.
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(Variation 3)
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Als nächstes wird die Variation 3 unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. Die äußere Form des Dichtkörpers 172 der Variation 3 ist im Wesentlichen mit derjenigen des Dichtkörpers 72 der Ausführungsform 1 identisch. Jeder Dichtkörper 172 ist in der Aussparung 68 derart angeordnet, dass dessen obere Oberfläche 174 gegen die obere Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 anstößt, und derart, dass dessen untere Oberfläche 178 gegen die untere Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 anstößt. Auf dem Dichtkörper 172 ist ein zylindrisch geformter konkaver Teil 175 bereitgestellt, der sich von der unteren Oberfläche 178 davon in der axialen Richtung erstreckt. Die Mittelachsenlinie des Dichtkörpers 172 fällt mit der Mittelachsenlinie des konkaven Teils 175 zusammen. Die Länge des konkaven Teils 175 in der axialen Richtung ist kleiner als die Länge des Dichtkörpers 172 in der axialen Richtung. D.h., der konkave Teil 175 öffnet sich nicht in der Richtung der oberen Oberfläche 174, sondern öffnet sich stattdessen in der Richtung der unteren Oberfläche 178 und durchdringt den Dichtkörper 172 nicht. Auch mit diesem Aufbau können entsprechende Wirkungen wie in der Ausführungsform 1 erzielt werden. Darüber hinaus steht bei diesem Aufbau der konkave Teil 175 mit der Ansaugöffnung 46 gemäß der Drehung des Rotors 60 in Verbindung. Aus diesem Grund kann der Kraftstoff, der von der Ansaugöffnung 46 angesaugt wird, in den konkaven Teil 175 fließen. Da sich jedoch der konkave Teil 175 nicht in der Richtung der oberen Oberfläche 174 des Dichtkörpers 172 öffnet, kollidiert der Kraftstoff nicht mit der oberen Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 durch Hindurchtreten durch das Innere des Dichtkörpers 172. Aus diesem Grund kann selbst dann, wenn Fremdsubstanzen in den Kraftstoff eingemischt sind, der Verschleiß der oberen Oberfläche 52, der durch die Kollision der Fremdsubstanzen verursacht wird, vermindert werden.
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(Variation 4)
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Als nächstes wird die Variation 4 unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die äußere Form des Dichtkörpers 272 der Variation 4 ist im Wesentlichen mit derjenigen des Dichtkörpers 72 der Ausführungsform 1 identisch. Jeder Dichtkörper 272 ist in der Aussparung 68 derart angeordnet, dass dessen obere Oberfläche 274 gegen die obere Oberfläche 52 der Rotorkammer 50 anstößt, und derart, dass dessen untere Oberfläche 278 gegen die untere Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 anstößt. An dem Dichtkörper 272 sind ein zylindrisch geformter konkaver Teil 275a und ein zylindrisch geformter konkaver Teil 275b bereitgestellt. Der konkave Teil 275a erstreckt sich von der oberen Oberfläche 274 des Dichtkörpers 272 in der axialen Richtung und der konkave Teil 275b erstreckt sich von der unteren Oberfläche 278 davon in der axialen Richtung und weist eine Form auf, die im Wesentlichen mit derjenigen des konkaven Teils 275a identisch ist. Die Mittelachsenlinien der konkaven Teile 275a, 275b fallen mit der Mittelachsenlinie des Dichtkörpers 272 zusammen. Die Summe der Längen des konkaven Teils 275a und des konkaven Teils 275b ist kleiner als die Länge des Dichtkörpers 272 in der axialen Richtung. D.h., der konkave Teil 275a und der konkave Teil 275b stehen nicht miteinander in Verbindung und die konkaven Teile 275a, 275b durchdringen den Dichtkörper 272 nicht. Auch mit diesem Aufbau können entsprechende Wirkungen wie in der Ausführungsform 1 erzielt werden. Darüber hinaus befindet sich bei diesem Aufbau der Schwerpunkt des Dichtkörpers 272 am Mittelpunkt der Mittelachsenlinie des Dichtkörpers 272. Aus diesem Grund kann dann, wenn der Dichtkörper 272 auf der Innenwand 54 der Rotorkammer 50 gemäß der Drehung des Rotors 60 gleitet, verhindert werden, dass der Dichtkörper 272 entweder in der Richtung der oberen Oberfläche 52 oder der unteren Oberfläche 56 der Rotorkammer 50 vorbelastet wird.
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Während Ausführungsformen der in dieser Beschreibung offenbarten Technologie vorstehend detailliert erläutert worden sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Drehschieberpumpe umfasst die verschiedenen Modifizierungen und Variationen der vorstehenden Ausführungsformen.
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Beispielsweise sind Verfahren zur Festlegung der Konturform der Innenwand 54 nicht auf diejenigen beschränkt, die vorstehend genannt worden sind. Beispielsweise können der Mittelpunkt O1 des ersten Bogenteils 90 und der Mittelpunkt O2 des zweiten Bogenteils 96 gegebenenfalls nicht mit dem Mittelpunkt O des Rotors 60 zusammenfallen. Solange die jeweiligen Bogenteile von 90 bis 102 an jeder Position, bei der zwei benachbarte Bogenteile miteinander in Kontakt kommen, ineinander einbeschrieben sind, und solange die Radiusdifferenz zwischen den zwei benachbarten Bogenteilen klein wird, kann die Konturform der Innenwand 54 in jedweder Weise festgelegt werden. Darüber hinaus können der erste Bogenteil 90 und der zweite Bogenteil 96 bezüglich der y-Achse gegebenenfalls nicht liniensymmetrisch sein.
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Darüber hinaus kann die Anzahl von Bogenteilen, welche die Innenwand 54 bilden, acht oder mehr betragen. Darüber hinaus kann die Anzahl von Bogenteilen, welche die Innenwand 54 in dem Ansaugbereich 86 bilden, vier oder mehr betragen. Entsprechend kann die Anzahl von Bogenteilen, welche die Innenwand 54 in dem Austragbereich 87 bilden, vier oder mehr betragen. Wenn die Anzahl von Bogenteilen in einem bestimmten Abschnitt erhöht wird, neigt die Radiusdifferenz zwischen zwei benachbarten Bogenteilen dazu, abzunehmen, und wenn die Radiusdifferenz zwischen den zwei benachbarten Bogenteilen klein wird, kann der Verschleiß der Innenwand 54, der durch die Dichtkörper 72 verursacht wird, besser vermindert werden.
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Darüber hinaus ist der Aufbau der Drehschieberpumpe 10 nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können die Ansaugöffnung 46 und die Austragöffnung 36 auf der gleichen Seite bezogen auf den Rotor 60 bereitgestellt werden (z.B. an dem unteren Gehäuse 42).
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Darüber hinaus ist die Form der konkaven Teile 75 der Dichtkörper 72 nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern es kann sich um eine Säulenform handeln, wie z.B. ein vierseitiges Prisma, usw. Darüber hinaus kann die Mittelachsenlinie des konkaven Teils 75 nicht mit der Mittelachsenlinie von dessen Dichtkörper 72 zusammenfallen. Die Form der Dichtkörper ist nicht auf eine zylindrische Form beschränkt (sogenannte Rollendichtkörper), sondern es kann sich z.B. auch um eine Plattenform handeln.
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Darüber hinaus kann die vorstehend genannte Drehschieberpumpe 10 auf einen Motor angewandt werden, der von einem Dieselmotor verschieden ist, wie z.B. auf einen Benzinmotor. Darüber hinaus kann die Drehschieberpumpe 10 als Fluidpumpe verwendet werden, die von einer Kraftstoffpumpe verschieden ist, wie z.B. als Ölpumpe oder als Wasserpumpe.
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Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
