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Die Erfindung betrifft eine Rückstromsperre für eine Fluidpumpe in Orbiterexzenterbauweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Orbiterexzenterpumpe aufweisend die Rückstromsperre und ein Kraftfahrzeug aufweisend die Orbiterexzenterpumpe.
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Orbiterexzenterpumpen sind als Gase fördernde Vakuumpumpen bekannt. Hierzu offenbart die
DE 10 2006 016 791 A1 eine derartige Orbiterexzenterpumpe. Eine solche Vakuumpumpe in Orbiterexzenterbauweise besitzt eine Antriebswelle mit einem exzentrischen Lagerzapfen, auf dem drehbar gelagert ein als Drehkolben fungierender Orbiterexzenterkolben angeordnet ist. Ein solcher Orbiterexzenterkolben ist hinsichtlich seines Durchmessers derart bemessen, dass eine Außenumfangsfläche des Orbiterexzenterkolbens in einer zylindrischen Pumpenkammer mit einer zylindrischen Pumpenkammerinnenwandung, diese berührend oder fast berührend einen sehr geringen Dichtsspalt bildet. Die Pumpenkammer ist mit einem Fluideinlass und mit einem Fluidauslass verbunden. Zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass ist eine Pendelplatte als Sperrschieber angeordnet, welche in einem Pumpengehäuse zwischen dem Pumpeneinlass und dem Pumpenauslass schwenkbar um eine Achse parallel zur Antriebsachse angeordnet ist. Der Sperrschieber weist einen Sperrabschnitt auf, welcher in die Pumpenkammer hineinragt und mit einem freien Ende in einem radial verlaufenden Führungsschlitz des Orbiterexzenterkolbens gelagert ist. Hierdurch gelingt es, mittels des Sperrschiebers die Pumpenkammer unabhängig von der momentanen Stellung des Orbiterexzenterkolbens zwischen Fluideinlass und Fluidauslass zuverlässig fluidisch zu trennen.
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Zusammen mit dem Sperrschieber und einem eng bemessenen Dichtspalt zwischen dem Orbiterexzenterkolben und der Pumpenkammerwandung entstehen somit während eines Umlaufs des Orbiterexzenterkolbens innerhalb der Pumpenkammer jeweils zwei Teilvolumina, wobei eines der Teilvolumina mit dem Fluideinlass kommuniziert und das andere Teilvolumen mit dem Fluidauslass kommuniziert. Durch einen Umlauf des Orbiterexzenterkolbens wird zunächst das Teilvolumen, welches dem Fluideinlass zugeordnet ist, vergrößert, so dass ein Ansaugen des zu pumpenden Fluides erfolgt. Das zweite Teilvolumen wird im Laufe eines Umlaufes des Orbiterexzenterkolbens innerhalb der Pumpenkammer zunehmend verkleinert, so dass ein Ausstoßen des hierin enthaltenen Fluides durch den Fluidauslass erfolgt.
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Eine Fluidpumpe in dieser Bauart ist als Vakuumpumpe für gasförmige Medien bekannt und im Einsatz. Charakteristisch für eine Vakuumpumpe in Orbiterexzenterbauweise ist die bauartbedingt relativ hohe Amplitude einer Volumenstrompulsation, da pro Umdrehung des Orbiterexzenterkolbens lediglich ein Pumpvorgang stattfindet, so dass eine Pumpcharakteristik entsteht, die eine solche Vakuumpumpe für flüssige Fluide aufgrund deren Inkompressibilität und hieraus resultierender gegebenenfalls unerwünschter Druckspitzen eher ungeeignet macht.
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Aus oben genannter Schrift (
DE 10 2006 016 791 A1 ) ist ein nach Art eines Zungenventils/Flatterventils arbeitendes Rückstromsperrventil bekannt. Ein solches Zungenventil/Flatterventil ist am Auslass des Pumpengehäuses vorgesehen. Es dient dazu, einen gegenüber der Saugseite vorhandenen Überdruck im Druckauslass der Vakuumpumpe daran zu hindern, in die Pumpenkammer uns so auf die Saugseite zu gelangen. Ein solches Zungenventil/Flatterventil funktioniert mit einem niederviskosen Medium, z. B. einem Gas, insbesondere Luft, sehr gut. Bei einem Betrieb mit flüssigen Pumpfluiden, wie z. B. einem Kühlmittel oder einem Getriebeöl, ergeben sich jedoch aufgrund der ungünstigen Geometrien und der vorhandenen engen Querschnitte hohe Druckverluste und ein verzögertes Schließverhalten.
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Aus der
DE 19 44 268 A , der CH 334058 A und der
AT 245 941 B sind gattungsgemäße Rückstromsperren bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rückstromsperre für Fluidpumpen, insbesondere Flüssigfluidpumpen, weiter insbesondere in Fluidpumpen in Orbiterexzenterbauweise anzugeben, welche eine Förderung weitgehend ohne zusätzliche Ventildruckverluste ermöglicht und zudem eine hohe Ventildynamik zur Realisierung eines möglichst hohen Pumpenwirkungsgrades aufweist.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Orbiterexzenterpumpe anzugeben, welche über eine strömungsoptimierte Rückstromsperre verfügt und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
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Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches über eine verbesserte Fluidpumpe, insbesondere im Bereich von Kühlmittelkreisläufen und/oder Ölkreisläufen verfügt.
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Obige Aufgaben werden mit einer Rückstromsperre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben. Hinsichtlich der Orbiterexzenterpumpe werden die Aufgaben mit einer Fluidpumpe in Orbiterexzenterbauweise mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Hinsichtlich des Kraftfahrzeugs werden die obigen Aufgaben mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
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Bei einer erfindungsgemäßen Rückstromsperre für eine Fluidpumpe in Orbiterexzenterbauweise, insbesondere bei einer Flüssigfluidpumpe in Orbiterexzenterbauweise, zur Verminderung eines Fluidrückstromes aus einem Druckfluidauslasskanal in einen Fluideinlasskanal via eine Pumpenkammer der Fluidpumpe ist in der Pumpenkammer als Verdränger ein Orbiterexzenterkolben exzentrisch antreibbar angeordnet, wobei ein bezüglich eines Pumpengehäuses federnd verlagerbar gelagerter Dichtabschnitt vorhanden ist, wobei der Dichtabschnitt in einer aus einer Ausgangslage ausgelenkten Lage wenigstens über einen Winkelbereich Δφ eines Umlaufes des Orbiterexzenterkolbens in der Pumpenkammer mit einer Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens druckbelastet berührend zusammenwirkt. Eine solche Rückstromsperre ist erfindungsgemäß derart weitergebildet, dass der Dichtabschnitt in Abhängigkeit eines am Dichtabschnitt auftretenden Differenzdrucks Δp eines zu fördernden Fluides während des Betriebs der Fluidpumpe aus der Ausgangslage eine Rückstellfederkraft überwindend in die ausgelenkte Lage verlagerbar ist.
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Durch die umlaufpositionsabhängige Berührung des Dichtabschnitts mit der Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens gelingt es, in einem begrenzten Bewegungsbereich des Orbiterexzenterkolbens, in dem ggfs. ein hydraulischer Kurzschluss zwischen dem Fluideinlasskanal und dem Druckfluidauslasskanal auf tritt, diesen zu vermeiden. Im übrigen Winkelbereich des Umlaufes des Orbiterexzenterkolbens findet keine Berührung statt, so dass in diesen Bereichen eine verschleißfördernde und wirkungsgradmindernde Reibung vermieden ist.
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Eine solche Ventilkonstruktion für eine Rückstromsperre verwirklicht somit geringe Ventildruckverluste über einen weiten Bewegungsbereich des Orbiterexzenterkolbens mit verringerter Reibung. Der Pumpenwirkungsgrad ist somit verbessert.
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Mit der erfindungsgemäßen Weiterbildung gelingt es, eine berührende, d. h. reibungserhöhende Druckbelastung zwischen dem Dichtabschnitt und dem Orbiterexzenterkolben nur dann zuzulassen, wenn ein bestimmter Differenzdruck Δp eines zu fördernden Fluids während des Betriebs der Fluidpumpe auftritt. Ist ein solcher Differenzdruck nicht vorhanden oder nicht in ausreichender Höhe vorhanden, bedarf es somit keiner Rückstromsperre, so dass unterhalb eines bestimmten Referenzdruckes Δp die Reibung zwischen dem Dichtabschnitt und der Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens gar nicht auftritt. Diese Bauweise realisiert somit eine „selbstaktivierende“ Rückstromsperre.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass in der Ausgangslage eine die Rückstellfederkraft erzeugende Feder entspannt ist.
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Die vorgenannte differenzdruckbasierte Aktivierung des Dichtabschnittes erlaubt es, eine in der Ausgangslage entspannte Feder für eine Erzeugung einer Rückstellkraft zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass in der Ausgangslage keine Vorspannung des Dichtabschnittes in einer bestimmten Richtung vorliegt und ein auch nur geringes Auftreten eines bestimmten Differenzdruckes Δp bereits für eine geringfügige aber gegebenenfalls noch nicht ausreichende Auslenkung sorgt. In anderen Worten bedeutet dies, dass bereits geringe Differenzdrücke Δp eine gewisse Auslenkung des Dichtabschnitts bewirken und somit bei Auftreten von beispielsweise kurzfristigen Druckspitzen ein verbleibender Verfahrweg des Dichtabschnittes nicht mehr vollständig überwunden werden muss. Dies trägt zur höheren Ventildynamik der Rückstromsperre bei.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Winkelbereich Δφ wenigstens derart groß bemessen wie der Winkelbereich, in dem der Orbiterexzenterkolben mit einem einer Pumpenkammerwandung nächstliegenden Bereich in Umfangsrichtung U einen Bereich zwischen Druckfluidauslasskanal und Fluideinlasskanal einschließlich des Druckfluidauslasskanals und des Fluideinlasskanals überstreicht.
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Obige Mindestgröße des Winkelbereichs Δφ, in dem der Orbiterexzenterkolben und der Dichtabschnitt sich berühren, definiert den Bereich eines möglicherweise auftretenden bauartbedingten hydraulischen Kurzschlusses zwischen dem Druckfluidauslasskanal und dem Fluideinlasskanal, der dann durch den Dichtabschnitt bzw. die erfindungsgemäße Rückstromsperre unterbrochen ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtabschnitt linear verlagerbar innerhalb des Druckfluidauslasskanals gelagert.
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Eine lineare Verlagerbarkeit des Dichtabschnitts innerhalb des Druckfluidauslasskanals ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung des Dichtabschnitts, so dass ein wirksamer Strömungsquerschnitt des Druckfluidauslasskanals nur minimal eingeschränkt wird. Dies trägt zur Verringerung der Ventildruckverluste der Rückstromsperre im nicht aktiven Zustand bei.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass der Dichtabschnitt mittels eines angrenzenden Abstützbereichs an einer Kanalwandung des Druckfluidauslasskanals gleitfähig abgestützt ist.
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Ein Abstützbereich, insbesondere ein flacher bandförmiger Abstützbereich zur gleitfähigen Abstützung an einer Kanalwandung des Druckfluidauslasskanals trägt zur Verringerung möglicher Strömungswiderstände im Druckfluidauslasskanal bei.
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Weiterhin kann es hierzu vorteilhaft sein, dass der Abstützbereich mit einem Ende einer Federzone verbunden ist, wobei die Federzone als Biegefeder ausgebildet ist.
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Durch die Verbindung der Federzone mit dem Abstützbereich wird die Federzone in einem bestimmten Abstand vom Dichtabschnitt angeordnet, was ebenfalls eine günstige Anordnungsmöglichkeit einer Federzone im Druckfluidauslasskanal ermöglicht und somit möglicherweise auftretende Strömungswiderstände reduzieren hilft. Eine Biegefeder ist hierbei einfach herstellbar.
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Vorteilhaft kann weiterhin sein, dass die Federzone anderendig mit einem Halteabschnitt verbunden ist, welcher im Druckfluidauslasskanal geklemmt sitzt.
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Das Vorsehen eines klemmend gehaltenen Halteabschnitts ermöglicht es, eine erfindungsgemäße Rückstromsperre ohne zusätzliche Befestigungsmittel im Druckfluidauslasskanal zu haltern.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der Dichtabschnitt, der Abstützbereich, die Federzone und der Halteabschnitt einteilig als Blechbiegeteil ausgebildet.
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Mit dieser Maßnahme gelingt es, eine Vielzahl von Funktionsabschnitten der Rückstromsperre zu einem einteiligen Bauteil zu vereinigen.
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In einer besonderen Ausführungsform ist der Winkelbereich Δφ wenigstens der Bereich, in dem ein bei einer Orbiterexzenterfluidpumpe bauartbedingter hydraulischer Kurzschluss zwischen dem Druckfluidauslass und dem Fluideinlass via die Pumpenkammer vorliegt.
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In diesem kritischen Funktionsbereich ist es am wirkungsvollsten, einen Rückstrom aus dem Druckfluidauslasskanal über die Pumpenkammer in den Fluideinlass zu verhindern. Diese Maßnahme trägt stark zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass der Dichtbereich in seiner Ausgangslage ohne ein Vorhandensein eines Differenzdrucks Δp in keiner Stellung des Orbiterexzenterkolbens den Orbiterexzenterkolben berührt.
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Mit dieser Maßnahme ist insbesondere ein reibungsoptimierter Betrieb außerhalb der Aktivierung der Rückstromsperre möglich.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ragt der Dichtbereich ein Stück in eine Bahnkurve des Orbiterexzenterkolbens hinein.
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Mit dieser Ausführungsform gelingt es, bereits ohne dass ein Mindestdifferenzdruck Δp vorliegt, für eine sichere Berührung des Dichtbereichs mit der Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens zu sorgen. Eine solche Berührung kann dann durch das Auftreten eines Differenzdrucks Δp noch verstärkt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtabschnitt während des Umlaufes des Orbiterexzenterkolbens über den Winkelbereich Δφ durch die Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens druckbelastet entgegen einer Vorspannfederkraft aus seiner Ausgangslage bewegbar gelagert.
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Mit dieser Maßnahme gelingt es, für eine gewisse Vorspannung des Dichtabschnitts in einem Winkelbereich Δφ auf die Umfangsfläche U zu sorgen, so dass eine schlagartige Abdichtung eines möglichen hydraulischen Kurzschlusses positiv beeinflusst wird.
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Weiterhin kann der Dichtabschnitt eine Dichtlippe sein, welche sich über eine axiale Erstreckung der Pumpenkammer erstreckt.
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Dies stellt eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung des Dichtabschnitts dar.
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Zweckmäßigerweise ist die Dichtlippe in einem Schlitz des Pumpengehäuses mit dem Dichtabschnitt ein Stück in die Pumpenkammer hineinragend in einer Ausgangsstellung federvorgespannt gelagert.
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Mit dieser Alternative eines in einem Schlitz gelagerten Dichtabschnitts gelingt es, beispielsweise in einfacher Art und Weise den Dichtabschnitt als auswechselbares Bauteil zu gestalten und somit gegebenenfalls die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen.
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Mit Vorteil ist die Dichtlippe aus einem elastischen Material gebildet und derart eingerichtet und ausgebildet, dass die Dichtlippe aufgrund der Rotation des Orbiterexzenterkolbens und einer Andrückkraft der Dichtlippe auf der Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens wenigstens ein Stück in Umfangsrichtung UR rückfederfähig verformbar ist.
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Hierdurch entsteht eine elastische Verformung der Dichtlippe im Abdichtungsfall hin zum Druckfluidauslass, so dass ein dort vorhandener relativ höherer Fluiddruck gegenüber einem Fluiddruck in der Pumpenkammer für eine zusätzliche Anpressung der Dichtlippe an die Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens sorgt.
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Fluidpumpe in Orbiterexzenterbauweise aufweisend eine erfindungsgemäße Rückstromsperre.
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Eine solche Fluidpumpe kommt in den Genuss der Vorteile der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Rückstromsperre und weist insbesondere einen relativ hohen Wirkungsgrad auf.
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Ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Fluidpumpe aufweist, kommt insbesondere als batterie-elektrisch und/oder als Hybridfahrzeug in den Genuss eines geringeren Energieaufwandes für den Betrieb der erfindungsgemäßen Fluidpumpe, so dass bei einem Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung der elektrische Energieverbrauch verbessert ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1: einen Querschnitt durch eine Pumpenkammer einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe aufweisend die erfindungsgemäße Rückstromsperre in einer ersten Ausführungsform im Querschnitt;
- 2: eine vergrößerte Detaildarstellung (Detail X) aus 1;
- 3: die vergrößerte Detaildarstellung aus 2 betreffend eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rückstromsperre.
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Eine erfindungsgemäße Fluidpumpe 1 ist als Orbiterexzenterpumpe 1 ausgebildet. Eine solche Orbiterexzenterpumpe 1 wird erfindungsgemäß als Flüssigfluidpumpe zum Pumpen eines flüssigen Fluids, z. B. eines Kühlmittels oder eines Öles, verwendet.
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Eine Orbiterexzenterpumpe 1 besitzt im Wesentlichen ein Pumpengehäuse 2 mit einer zylindrischen Pumpenkammer 3. Die Pumpenkammer 3 ist in einer Axialrichtung senkrecht zur Zeichenebene der 1 jeweils mit einem Pumpendeckel (nicht gezeigt) oder vergleichbaren Abdeckeinrichtungen abgedeckt, so dass eine im Wesentlichen geschlossene Pumpenkammer 3 ausgebildet ist.
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In der Pumpenkammer 3 läuft um eine Antriebsachse A entlang der Pfeilrichtung 4 drehbar ein Exzenter 5, dessen Mittelachse zur Antriebsachse A eine Exzentrizität E aufweist.
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Der Exzenter 5 trägt einen Orbiterexzenterkolben 6, der im Durchmesser geringer ist als die Pumpenkammer 3 und mittels des Exzenters 5 exzentrisch umlaufend in der Pumpenkammer 3 verlagerbar ist. Während eines Umlaufes des Orbiterexzenterkolbens 6 bildet ein jeweils nächstliegender Bereich des Orbiterexzenterkolbens 6 mit einer Pumpenkammerwandung 7 einen geringen Dichtspalt oder gleitet auf der Pumpenkammerwandung 7 entlang. Der Orbiterexzenterkolben 6 weist dabei z.B. ein geringes Spiel zur Pumpenkammerwandung 7 auf, so dass der Dichtspalt entsteht.
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Die Pumpenkammer 3 weist einen Druckfluidauslasskanal 8 auf, welcher mit der Pumpenkammer 3 kommuniziert. Weiterhin weist das Pumpengehäuse 2 einen Fluideinlasskanal 9 für zu pumpendes Fluid auf. Der Fluideinlasskanal 9 kommuniziert ebenfalls mit dem Inneren der Pumpenkammer 3.
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Zwischen dem Fluideinlasskanal 9 und dem Druckfluidauslasskanal 8 ist in einem Pumpengehäusewandungsbereich ein Sperrschieber 10 im Bereich der Pumpenkammerwandung 7 um eine Achse parallel zur Antriebsachse A schwenkbar gelagert. Der Sperrschieber 10 weist einen Sperrabschnitt 11 auf. Der Sperrabschnitt 11 ragt in die Pumpenkammer 3 hinein und sitzt gleitfähig geführt in einem Führungsschlitz 12 des Orbiterexzenterkolbens 6.
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In 1 ist eine derartige Orbiterexzenterpumpe 1 in einer oberen Totpunktstellung des Orbiterexzenterkolbens 6 bezüglich des Pumpengehäuses 2 gezeigt. In einem solchen oberen Totpunkt und bauartbedingt in einem Bereich, in dem sich der der Pumpenkammerwandung 7 nächstliegende Bereich des Orbiterexzenterkolbens 6 in einem Winkelbereich Δφ zwischen einer Stellung P1 und P3 befindet, kann es zwischen dem Druckfluidauslasskanal 8 mangels ausreichend engem Dichtspaltes zwischen dem Orbiterexzenterkolben 6 und der Pumpenkammerwandung 7 in diesem Bereich zu einem hydraulischen Kurzschluss kommen, der zwischen dem Druckfluidauslasskanal 8 über die Pumpenkammer 3 in den Fluideinlasskanal 9 führt.
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Kommt es beispielsweise aufgrund von Gegebenheiten, die außerhalb der Orbiterexzenterpumpe 1 in einem Fluidkreislauf zu Druckschwankungen, z. B. zu einem Überdruck im Druckfluidauslasskanal 8, während der Orbiterexzenterkolben 6 sich in einer Stellung im Bereich des Winkelbereichs Δφ befindet, kann Druckfluid mit höherem Druck aus dem Druckfluidauslasskanal 8 zurück in die Pumpenkammer 3 und in den Fluideinlasskanal 9 gelangen. Die gilt es zu verhindern. Hierfür ist eine erfindungsgemäße Rückstromsperre 20 vorgesehen, welche in der Ausführungsform gemäß 1 und im vergrößerten Detail gemäß 2 als Blechbiegebauteil ausgebildet ist und mit einem Halteabschnitt 21 im Druckfluidauslasskanal 8 verkrallend gehalten ist. An den Halteabschnitt 21 schließt sich eine Federzone 22 an, welche als Flachbiegefeder ausgebildet ist. Die Federzone 22 steht mit einem Abstützbereich 23 in Verbindung, welcher entlang einer Kanalwandung 24 linear in einer Betätigungsrichtung 25 gegen eine Federkraft der Federzone 22 verlagerbar ist.
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Am freien Ende des Abstützbereichs 23 ist ein Dichtabschnitt 26 vorgesehen, der beispielsweise als umgebogener Endbereich eines Blattfederbauteils ausgebildet ist. Die Umbiegung des Dichtabschnitts 26 ragt dabei ein Stück in den Druckfluidauslasskanal 8 hinein.
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In einer Ausgangslage, in der die Federzone 22 der Rückstromsperre 20 entspannt ist (nicht gezeigt in den 1 und 2) befindet sich der Dichtabschnitt 26 außerhalb eines beanspruchten Bewegungsraums des Orbiterexzenterkolbens 6, so dass unabhängig von der Stellung des Orbiterexzenterkolbens 6 keine Berührung zwischen dem Dichtabschnitt 26 und einer Umfangsfläche U stattfindet. Dies auch dann nicht, wenn sich der nächstliegende Bereich des Orbiterexzenterkolbens 6 innerhalb des Winkelbereichs Δφ befindet.
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Kommt es nun zu einer Betriebssituation, in der im Druckfluidauslasskanal 8 ein gegenüber der Pumpenkammer 3 über ein bestimmtes Maß hinausgehender Differenzdruck Δp vorliegt, so beginnt das Fluid, welches sich im Druckfluidauslasskanal 8 befindet, aufgrund des Differenzdrucks Δp in Richtung zur Pumpenkammer 3 zu strömen. Diese Strömung bewirkt, dass der Dichtabschnitt 26 der Rückstromsperre 20 ein Stück, die Federzone 22 spannend, aus der Ausgangslage entlang der Kanalwandung 24 auf den Orbiterexzenterkolben 6 zu, verlagert wird. Dies geschieht so lange, bis der Dichtabschnitt 26 die Umfangsfläche U des Orbiterexzenterkolbens 6 berührt und so den Strömungspfad zwischen dem Druckfluidauslasskanal 8 und der Pumpenkammer 3 abdichtet und sperrt.
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In dieser ausgelenkten Lage, d. h. in der Lage, in der der Dichtabschnitt 26 den Orbiterexzenterkolben 6 berührt, ist somit die Federzone 22, die in der Ausgangslage entspannt war, ein Stück gespannt und übt eine Rückstellkraft auf den Dichtabschnitt 26 aus. Sobald der Differenzdruck Δp ein gewisses Maß unterschreitet und die Rückstellfederkraft der Federzone 22 gegenüber der Verlagerungskraft aufgrund des Differenzdrucks Δp überwiegt, zieht die Federzone 22 den Dichtabschnitt 26 entlang der Betätigungsrichtung 25 zurück in die Ausgangsstellung. In der Ausgangsstellung ragt der Dichtabschnitt 26 - wie oben bereits erwähnt - nicht in die Pumpenkammer 3 hinein und behindert somit nicht die Strömung des zu fördernden Fluids aus der Pumpenkammer 3 in den Druckfluidauslasskanal 8.
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Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, dass im nicht aktiven Zustand der Rückstromsperre 20 der Dichtabschnitt 26 nicht in die Pumpenkammer 3 hinein ragt und somit einen Strömungswiderstand bildet. Der Pumpenwirkungsgrad ist somit optimiert. Eine solche vorbeschriebene differenzdruckbasierte Auslösung der Rückstromsperre 20 hat außerdem den Vorteil, dass nur beim Vorliegen eines bestimmten Mindest-Differenzdrucks Δp, der in der Lage ist, eine Rückstellfederkraft der Federzone 22 zu überwinden, eine Berührung des Dichtabschnitts 26 mit dem Orbiterexzenterkolben 6 erfolgt und nur in einem solchen Fall eine Reibungserhöhung zwischen dem Orbiterexzenterkolben 6 und dem Dichtabschnitt 26 vorliegt.
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In einer zweiten Variante der Erfindung ist die Rückstromsperre 20 als vorfederbelastete Ausführungsform ausgebildet. Eine solche Variante wird nachfolgend anhand der 3 beschrieben.
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Die Rückstromsperre 20 umfasst in dieser Ausführungsform als Dichtabschnitt eine, insbesondere elastische Dichtlippe 30, welche in der Betätigungsrichtung 25 in einen Schlitz 31 in einer Radialrichtung R verschieblich gelagert ist. Die Dichtlippe 30 ragt dabei mit einem freien Ende ein Stück in die Pumpenkammer 3 hinein und wird vom Orbiterexzenterkolben 6, sofern sich sein an der Pumpenkammerwandung 7 nächstliegender Bereich im Winkelbereich Δφ befindet, aus einer mittels einer Feder 35 in Radialrichtung einwärts vorgespannten Lage ein Stück radial nach auswärts verlagert.
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Die Rückstromsperre 20 nach dieser Alternative kommt somit in jedem Fall, d. h. bei jeder Umdrehung des Orbiterexzenterkolbens 6, wenn sich der nächstliegende Bereich des Orbiterexzenterkolbens 6 im Winkelbereich Δφ befindet, mit der Dichtlippe 30 in Berührung und betätigt diese entgegen des Federdrucks der Feder 35.
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Hierdurch ist vorteilhafter Weise gewährleistet, dass auch bei einem sehr niedrigen Differenzdruck Δp zwischen dem Druckfluidauslasskanal 8 und der Pumpenkammer 3 eine positionsabhängige Abdichtung des Orbiterexzenterkolbens 6 erfolgt. In dem Winkelbereich Δφ, in dem der Orbiterexzenterkolben 6 gegebenenfalls eine Stellung hat, die einen hydraulischen Kurzschluss zwischen dem Druckfluidauslasskanal 8 über die Pumpenkammer 3 in den Fluideinlasskanal 9 darstellen könnte, ist dieser somit in jedem Fall verhindert.
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Zum gelegentlichen Auswechseln der Dichtlippe 30 aus wartungstechnischen Gründen kann der Schlitz 31 mit einem Wartungsstopfen 33 verschlossen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fluidpumpe/Orbiterexzenterpumpe
- 2
- Pumpengehäuse
- 3
- Pumpenkammer
- 4
- Pfeilrichtung
- 5
- Exzenter
- 6
- Orbiterexzenterkolben
- 7
- Pumpenkammerwandung
- 8
- Druckfluidauslasskanal
- 9
- Fluideinlasskanal
- 10
- Sperrschieber
- 11
- Sperrabschnitt
- 12
- Führungsschlitz
- 20
- Rückstromsperre
- 21
- Halteabschnitt
- 22
- Federzone
- 23
- Abstützbereich
- 24
- Kanalwandung
- 25
- Betätigungsrichtung
- 26
- Dichtabschnitt
- 30
- Dichtlippe
- 31
- Schlitz
- 33
- Wartungsstopfen
- 35
- Feder
- A
- Antriebsachse
- E
- Exzentrizität
- R
- Radialrichtung
- U
- Umfangsfläche
- UR
- Umfangsrichtung
- Δp
- Differenzdruck
- Δφ
- Winkelbereich
