EP2561230A2 - Vane cell pump - Google Patents

Vane cell pump

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Publication number
EP2561230A2
EP2561230A2 EP11715512A EP11715512A EP2561230A2 EP 2561230 A2 EP2561230 A2 EP 2561230A2 EP 11715512 A EP11715512 A EP 11715512A EP 11715512 A EP11715512 A EP 11715512A EP 2561230 A2 EP2561230 A2 EP 2561230A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
face
rotation
surface structure
pump housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11715512A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andre Johanning
Hartmut Krueger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2561230A2 publication Critical patent/EP2561230A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—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
    • F04C2/34—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
    • F04C2/344—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
    • F04C2/3441—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/005—Structure and composition of sealing elements such as sealing strips, sealing rings and the like; Coating of these elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/54—Hydrostatic or hydrodynamic bearing assemblies specially adapted for rotary positive displacement pumps or compressors
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/20—Geometry of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/17—Tolerance; Play; Gap

Definitions

  • the invention relates to a vane pump with a pump housing and a rotor which is arranged in a cavity of the pump housing along a rotation axis, wherein the pump housing comprises a first end face on which a second end face of the rotor is arranged opposite.
  • the vane pump includes a cylindrical pump housing defining an inner cylindrical cavity.
  • the pump housing includes an inlet port and an outlet port.
  • a rotor Arranged on an axis offset from the axis of the inner cylindrical cavity is a rotor.
  • the pump rotor is cylindrical and includes a plurality of axially extending and radially oriented narrow slots that freely slidably receive and retain a like plurality of vanes.
  • the vanes are held in close contact with the surface of the inner cylindrical cavity by a centrifugal force as the pump rotor rotates.
  • the rotor of the vane pump is axially supported by the fact that the end faces of the rotor abut against the opposite surfaces of the cavity of the pump housing.
  • an improved vane pump can be provided in that the vane pump comprises a device on a first end face of the pump housing and / or on a second end face, the pressure between the first end face of the pump housing by rotation of the rotor about an axis of rotation and the second end face of the rotor builds.
  • a friction of the rotor on an inner wall of the pump housing can be avoided, so that simply the efficiency of the vane pump is increased.
  • this reduces wear on the rotor and / or on the pump housing.
  • the device has at least one surface structure which is designed such that a distance between a surface of the surface structure and the opposite end surface decreases in the direction of rotation. In this way, simply a pressure between the end faces of the rotor and the pump housing can be constructed so that the two end faces of the pump housing and the rotor do not rub against each other.
  • the device comprises at least one compression groove, which is arranged obliquely to the rotational direction of the rotor. In this way, a pressure between the end faces of the rotor and the pump housing can also be generated, which prevents the rotor from grinding on an inner wall of the pump housing.
  • the rotor on a circumferential side to the rotation axis aligned slots, in each of which a wing is arranged, wherein arranged between the slots at least a first Verdichtungsnut and a second Verdichtungsnut.
  • the first compression groove extends in the direction of the axis of rotation of the rotor and the second compression groove in the direction of the slot. It is at one end of the second Verdichtungsnut arranged a wall which delimits the second compression groove of the slot.
  • the compression groove is formed spirally in the direction of the axis of rotation.
  • the helical formation allows the provision of a high pressure between the two end faces of the pump housing and the rotor.
  • the compression groove is bounded radially on the outside and / or inside by a further wall. In this way, the pressure generated by the compression groove can be reliably distributed over the end face of the rotor by limiting the compression groove.
  • the compression groove has a first region and a second region, wherein the second regions are helical and converge towards one another and meet in a third region. In this way, tilting of the rotor is avoided by a radially further outward pressure build-up.
  • the surface structure is convex in the direction of rotation. In this way, the pressure between the end face of the rotor and the end face of the pump housing is aerodynamically increased.
  • the surface structure comprises at least a first and a second stage, wherein the first stage and the second stage are arranged so that the distance between the first stage and the opposite end face and the second stage and the opposite end face in Direction of the rotational direction of the rotor decreases.
  • the step-shaped design allows for easy manufacturing of the vane pump.
  • the surface structure has at least one groove, which is aligned approximately in the direction of the axis of rotation of the rotor. In this way, air or another flow medium is reliably tracked into the surface structure.
  • the surface structure has at least one boundary web which delimits a region of the end surface without a surface structure and / or the surface structure with respect to a radially outer circumferential surface. In this way, the pressure generated in the surface structure can be reliably maintained in the region of the surface structure.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vane pump with a first rotor.
  • Fig. 2 is a plan view of the first rotor
  • Fig. 3 is a plan view of a second rotor
  • Fig. 4 is a plan view of a third rotor
  • Fig. 5 is a plan view of a fourth rotor
  • Fig. 6 is a plan view of a fifth rotor
  • FIG. 7 shows a perspective view of the vane pump with a first surface structure of a sixth rotor
  • FIG. 8 shows a section along a direction of rotation of a seventh rotor through a second surface structure
  • FIG. 9 shows a section along the direction of rotation of an eighth rotor through a third surface structure
  • FIG. 10 shows a section along the direction of rotation of a ninth rotor through a fourth surface structure
  • 1 1 is a perspective view of a section of a tenth rotor with a fifth surface structure.
  • the vane pump 1 shows a perspective view of a vane pump 1.
  • the vane pump 1 comprises a drive 28, a pump housing 26 and a first rotor 10 arranged in the pump housing 26.
  • the pump housing 26 comprises a cavity 27 which is rotationally symmetrical about a cylinder axis 48 and in which the first one Rotor 10 is arranged.
  • the pump housing 26 comprises an inlet opening 52 and an outlet opening 53.
  • the first rotor 10 has an axis of rotation 21 which is offset from a cylinder axis 48 of the cavity 27.
  • the first rotor 10 is cylindrical, arranged on a rotor shaft 59 and comprises a plurality of slots 22 which extend parallel to the axis of rotation 21. In the slots 22, a respective wing 23 is arranged.
  • the cavity 27 of the pump housing 26 has a first end face 30, which is arranged opposite to a second end face 31 of the first rotor 10.
  • a plurality of compression grooves 24, 25 are arranged at the second end face 31 of the first rotor 10.
  • the compression grooves 24, 25 are disposed between the slots 22 for the wings 23 and opened to the first end face 30 of the pump housing 26 out.
  • a cross section of the compression grooves 24, 25 reduces along the course of the compression groove 24, 25 radially from the outside to the axis of rotation 21 out.
  • a first compression groove 24 is guided spirally in the direction of the rotation axis 21 as far as into a radially inner region of the second end face 31.
  • a second compression groove 25, like the first compression groove 24, is helically formed, extending in the direction of the slot 22 and terminating at a distance therefrom.
  • the first compression groove 24 is delimited from a rotor shaft 59 by a first wall 45.
  • the second compression groove 25 is separated from the slot 22 by a second wall 46.
  • the wings 23 are pressed by the centrifugal force to the outside until they abut against the pump housing 26.
  • the wings Gel 23 are adapted to slide along a pump housing inner wall 51 and to promote a fluid from the inlet port 52 to the outlet port 53.
  • the conveying medium is guided radially outwards into the compression grooves 24, 25, the compression grooves 24, 25, by their course, conveying the conveying medium radially inwards from the first rotor 10. In this case, a pressure builds up along the compression grooves 24, 25.
  • the fluid is due to the end of the compression grooves 24, 25 forced to leave the compression grooves 24, 25 and exit in the direction of the first end face 30 of the pump housing.
  • the conveying medium in the compression grooves 24, 25 is subjected to a pressure which acts as a force relative to the first end face 30 of the pump housing 26. In this way, it is ensured that the first rotor 10 is mounted axially spaced from the first end face 30 of the pump housing 26. This has the advantage that a sliding of the first rotor
  • FIGS. 2 to 7 show various principal embodiments of compression grooves in a rotor 10, 12, 13, 14, 15, 16. The direction of rotation of the
  • Rotors 10, 12, 13, 14, 15, 16 are each clockwise.
  • FIG. 2 shows a top view of the first rotor 10, which comprises a plurality of compression grooves 24, 25 on the second end face 31.
  • the first rotor 10 has a driver 61 for transmitting the torque from the rotor shaft 59 to the first rotor 10.
  • the compression grooves 24, 25 are formed spirally and promote a fluid from the radially outer peripheral surface 34 inwardly. At the end of the compression grooves 24, 25, the volume flow of the pumped medium through the end of the compression groove 24, 25 in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26 is derived.
  • FIG. 3 shows a plan view of a second rotor 13.
  • the second rotor 13 comprises a plurality of compression grooves 54 which are shortened in comparison to the first compression grooves 24 shown in FIG. 2 and terminate in the diameter of the radially inward end of the slots 22.
  • the second rotor 13 has the first radially inner, arranged to the third compression grooves 54
  • the first wall 45 delimits the third compression grooves 54 from the rotor shaft 59.
  • the second rotor 13 has the second wall 46, which delimits the third compression grooves 54 from the slots 22.
  • the pressure 10 generated by the third compression grooves 54 is radially outwardly as shown in Fig. 2, derived in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26, so that the second rotor 13 is tiltably mounted axially relative to the first rotor 10.
  • FIG. 4 shows a plan view of a third rotor 14, which comprises a plurality of fourth sealing grooves 55.
  • the conveying medium is conveyed radially from the inside to the outside, the third rotor 14 having no walls 45, 46, as shown in FIGS. 1 to 3. having.
  • the fourth compression grooves 55 are oriented in opposite directions to the direction of compression opposite the compression grooves 20 24, 25, 54 shown in FIGS. 2 to 3.
  • a promotion of the conveying medium radially from the inside out provides a tilt-stable axial bearing of the third rotor 14.
  • FIG. 5 shows a plan view of a fourth rotor 15, which is similar to the one shown in FIG.
  • 4 fourth rotor 14 has fifth compression grooves 56, which are executed compared to the fourth compression grooves 55 shortened.
  • the fourth rotor 15 has a radially outer third wall 47. This ensures a reliable pressure buildup with respect to the first end face 30 of the pump housing 26 and prevents
  • FIG. 6 shows a plan view of a fifth rotor 16, which has a plurality of sixth compression grooves 57, which comprise a radially outer first region 42 and a radially inner second region 43.
  • the two areas 42, 43 are spirally formed, wherein the two areas 42, 43 run towards each other and meet in a third area 44.
  • the sixth compression grooves 57 are bounded by the second wall 46 in the region of the slots 22, so that the first and second regions 42, 43 do not form a third region 44 on the third slots 22.
  • the delivery of the pumped medium takes place both radially from the inside to the outside and radially from outside to inside. In this case, the resulting pressure in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26 in the third region 44 is deflected.
  • the sixth compression grooves 57 have only one of the two regions 42, 43, the pressure generated in the sixth compression grooves 57 is deflected on the second wall 46 in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26.
  • the embodiment of the sixth compression grooves 57 of the fifth rotor 16 has the advantage that a higher pressure than an inward-outward conveyance, as shown in FIGS. 4 to 5, can be provided, while simultaneously the tilting stability of the fifth rotor 16 is increased compared to the embodiment shown in Fig. 2 to Fig. 3.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a sixth rotor 12.
  • the sixth rotor 12 has a first surface structure 33 on its second end face 31.
  • the first surface structure 33 contains individual segments 58, which are separated from each other by a respective groove 32.
  • the groove 32 is aligned approximately in the direction of the axis of rotation 21 of the sixth rotor 12, and the first surface structure 33 is disposed radially outward on the second end face 31.
  • the first surface structure 33 is interrupted by the slots 22.
  • the first end face 30 of the pump housing 26 is arranged.
  • a surface of the first surface structure 33 is wedge-shaped, wherein the distance decreases in the direction of rotation to the first end face 30.
  • FIG. 8 shows a section along the direction of rotation of a seventh rotor 18 through a second surface structure 37, the segments 58 of which are separated from one another by the groove 32.
  • the second surface structure 37 is concave and symmetrical to the grooves 32.
  • the symmetrical design of the second surface structure 37 allows rotation of the rotor in both rotational directions, wherein the distance of the surface of the second surface structure 37 decreases in the rotational direction between the first end face 30 of the pump housing 26 and the second end face 31 with the second surface structure 37.
  • FIG. 9 shows a section along the direction of rotation of an eighth rotor 19 through a third surface structure 38.
  • the third surface structure 38 comprises individual segments 58, which are separated by the groove 32, respectively.
  • a surface of the surface structure 38 is concave, wherein a single segment 58 of the surface structure 38 has an approximately wedge-shaped basic shape.
  • the direction of rotation is fixed with respect to the second surface structure 37 in the case of the third surface structure 38, but more segments 58 of the surface structure 38 can be arranged on the second end surface 31 on the eighth rotor 19 due to the narrower design of the individual segments 58. In this case, the distance between the surface of the third surface structure 38 along the direction of rotation of the eighth rotor 19 with respect to the first end face 30 of the pump housing 26 decreases.
  • the fourth surface structure 39 comprises a first stage 40 and a second stage 41.
  • the first stage 40 and the second stage 41 are thus at the end face 31 of the ninth rotor 20 is arranged such that a distance of the first step 40 to the first end face 30 and the distance of the second step 40 to the first end face 30 decreases in the direction of rotation.
  • the formation of the fourth surface structure 39 by means of steps 40, 41 enables a simple and cost-effective production of the fourth surface structure.
  • Structure 39 of the ninth rotor 20 Individual segments 58 of the fourth surface structure 39, each comprising a first and a second step 40, 41, are separated by the groove 32.
  • FIG. 11 shows a perspective view of a section of a tenth rotor 17.
  • the tenth rotor 17 comprises a fifth surface structure 49.
  • the fifth surface structure 49 is similar to the first surface structure 33 shown in FIG.
  • the fifth surface structure 49 in this case comprises individual segments 58, which are separated from one another by the grooves 32.
  • the fifth surface structure 49 is wedge-shaped, wherein a wedge-shaped region 50 is separated by an inner first boundary web 35 and by a radially outer second boundary web 36 from a region 60 of the end face 31, in which no surface structure is arranged. Furthermore, the second radially outer boundary web 36 separates the wedge-shaped region 50 from a peripheral surface 34 of the tenth rotor 17.
  • the boundary webs 35, 36 prevent the discharge of the fluid from the wedge-shaped region 50, so as to increase the pressure between the fifth surface structure 49 and the first end face 30 of the pump housing 26 build.
  • the wedge-shaped region 50 is aligned so that decreases in the rotational direction of the distance of the surface of the wedge-shaped region 50 to the opposite first end face 30 of the pump housing 26.
  • the compression grooves and the surface structures are each disposed on the rotor.
  • the compression grooves or the surface structure are on the first end face of the pump housing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

The invention relates to a vane cell pump (1) having a pump housing (26) and a rotor (10), which is arranged in a hollow space (27) of the pump housing (26) along an axis of rotation (21), wherein the pump housing (26) comprises a first end face (30), against which a second end face (31) of the rotor (10) is arranged in opposition, wherein an apparatus (24, 25) is arranged on the first end face (30) of the pump housing (26) and/or on the second end face (31) of the rotor (10), the apparatus (24, 25) building up a pressure between the first end face (30) of the pump housing (26) and the second end face (31) of the rotor (10) as a result of rotation of the rotor (10) about the axis of rotation (21).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Flügelzellenpumpe  Vane pump
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Pumpengehäuse und einem Rotor, der in einem Hohlraum des Pumpengehäuses entlang einer Rotationsachse angeordnet ist, wobei das Pumpengehäuse eine erste Stirnfläche umfasst, an der gegenüberliegend eine zweite Stirnfläche des Rotors angeordnet ist. The invention relates to a vane pump with a pump housing and a rotor which is arranged in a cavity of the pump housing along a rotation axis, wherein the pump housing comprises a first end face on which a second end face of the rotor is arranged opposite.
Stand der Technik State of the art
Aus der DE 10 2008 059 981 A1 ist eine regelbare Flügelzellenpumpe bekannt. Die Flügelzellenpumpe umfasst ein zylindrisches Pumpengehäuse, das einen inneren zylindrischen Hohlraum definiert. Das Pumpengehäuse umfasst eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung. Angeordnet an einer Achse, die von der Achse des inneren zylindrischen Hohlraums versetzt ist, befindet sich ein Rotor. Der Pumpenrotor ist zylindrisch ausgebildet und umfasst eine Vielzahl von axial verlaufenden und radial orientierten schmalen Schlitzen, die frei verschiebbar eine gleiche Vielzahl von Flügeln aufnehmen und festhalten. Die Flügel sind durch eine Zentrifugalkraft in engem Kontakt mit der Fläche des inneren zylindrischen Hohlraums gehalten, wenn der Pumpenrotor rotiert. Der Rotor der Flügelzellenpumpe wird axial dadurch gelagert, dass die Stirnflächen des Rotors an den gegenüberliegenden Flächen des Hohlraums des Pumpengehäuses anliegen. From DE 10 2008 059 981 A1 a controllable vane pump is known. The vane pump includes a cylindrical pump housing defining an inner cylindrical cavity. The pump housing includes an inlet port and an outlet port. Arranged on an axis offset from the axis of the inner cylindrical cavity is a rotor. The pump rotor is cylindrical and includes a plurality of axially extending and radially oriented narrow slots that freely slidably receive and retain a like plurality of vanes. The vanes are held in close contact with the surface of the inner cylindrical cavity by a centrifugal force as the pump rotor rotates. The rotor of the vane pump is axially supported by the fact that the end faces of the rotor abut against the opposite surfaces of the cavity of the pump housing.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Flügelzellenpumpe bereitzustellen. Offenbarung der Erfindung It is the object of the invention to provide an improved vane pump. Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flügelzellenpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a vane pump according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Flügelzellenpumpe dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Flügelzellenpumpe eine Vorrichtung an einer ersten Stirnfläche des Pumpengehäuse und/oder an einer zweiten Stirnfläche umfasst, die durch eine Rotation des Rotors um eine Rotationsachse einen Druck zwischen der ersten Stirnfläche des Pumpengehäuses und der zweiten Stirnfläche des Rotors aufbaut. Auf diese Weise kann eine Reibung des Rotors an einer Innenwand des Pumpengehäuses vermieden werden, so dass einfach der Wirkungsgrad der Flügelzellenpumpe erhöht wird. Des weiteren wird dadurch ein Verschleiß am Rotor und/oder am Pumpengehäuse reduziert. According to the invention, it has been recognized that an improved vane pump can be provided in that the vane pump comprises a device on a first end face of the pump housing and / or on a second end face, the pressure between the first end face of the pump housing by rotation of the rotor about an axis of rotation and the second end face of the rotor builds. In this way, a friction of the rotor on an inner wall of the pump housing can be avoided, so that simply the efficiency of the vane pump is increased. Furthermore, this reduces wear on the rotor and / or on the pump housing.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zumindest eine Oberflächenstruktur auf, die derart ausgebildet ist, dass ein Abstand zwischen einer Oberfläche der Oberflächenstruktur und der gegenüberliegenden Stirnfläche in Rotationsrichtung abnimmt. Auf diese Weise kann einfach ein Druck zwischen den Stirnflächen des Rotors und des Pumpengehäuses aufgebaut werden, so dass die beiden Stirnflächen des Pumpengehäuses und des Rotors nicht aneinander reiben. In a further embodiment of the invention, the device has at least one surface structure which is designed such that a distance between a surface of the surface structure and the opposite end surface decreases in the direction of rotation. In this way, simply a pressure between the end faces of the rotor and the pump housing can be constructed so that the two end faces of the pump housing and the rotor do not rub against each other.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Verdichtungsnut, die schräg zur Rotationsrichtung des Rotors angeordnet ist. Auf diese Weise kann ebenso ein Druck zwischen den Stirnflächen des Rotors und des Pumpengehäuses erzeugt werden, der den Rotor von einem Schleifen an einer Innenwand des Pumpengehäuses abhält. In a further embodiment of the invention, the device comprises at least one compression groove, which is arranged obliquely to the rotational direction of the rotor. In this way, a pressure between the end faces of the rotor and the pump housing can also be generated, which prevents the rotor from grinding on an inner wall of the pump housing.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor an einer Um- fangsseite zur Rotationsachse ausgerichtete Schlitze auf, in denen jeweils ein Flügel angeordnet ist, wobei zwischen den Schlitzen wenigstens eine erste Verdichtungsnut und eine zweite Verdichtungsnut angeordnet. Die erste Verdichtungsnut verläuft in Richtung der Rotationsachse des Rotors und die zweite Verdichtungsnut in Richtung des Schlitzes. Dabei ist an einem Ende der zweiten Verdichtungsnut eine Wandung angeordnet, die die zweite Verdichtungsnut von dem Schlitz abgrenzt. Auf diese Weise kann die Fläche, auf der der Druck gegenüber der Stirnfläche des Pumpengehäuses wirkt, einfach vergrößert werden, um so ein Kippen des Rotors in der Lagerung zu vermeiden. In a further embodiment of the invention, the rotor on a circumferential side to the rotation axis aligned slots, in each of which a wing is arranged, wherein arranged between the slots at least a first Verdichtungsnut and a second Verdichtungsnut. The first compression groove extends in the direction of the axis of rotation of the rotor and the second compression groove in the direction of the slot. It is at one end of the second Verdichtungsnut arranged a wall which delimits the second compression groove of the slot. In this way, the surface on which the pressure acts against the end face of the pump housing, can be easily increased, so as to avoid tilting of the rotor in the storage.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verdichtungsnut spiralförmig in Richtung der Rotationsachse ausgebildet. Die spiralförmige Ausbildung ermöglicht die Bereitstellung eines hohen Druckes zwischen den beiden Stirnflächen des Pumpengehäuses und des Rotors. In a further embodiment of the invention, the compression groove is formed spirally in the direction of the axis of rotation. The helical formation allows the provision of a high pressure between the two end faces of the pump housing and the rotor.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verdichtungsnut radial außen und/oder innen liegend durch eine weitere Wandung begrenzt. Auf diese Weise kann der durch die Verdichtungsnut erzeugte Druck über die Stirnfläche des Rotors durch eine Begrenzung der Verdichtungsnut zuverlässig verteilt werden. In a further embodiment of the invention, the compression groove is bounded radially on the outside and / or inside by a further wall. In this way, the pressure generated by the compression groove can be reliably distributed over the end face of the rotor by limiting the compression groove.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verdichtungsnut einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf, wobei die zweiten Bereiche spiralförmig ausgebildet sind und aufeinander zu laufen und in einem dritten Bereich aufeinandertreffen. Auf diese Weise wird ein Kippen des Rotors durch einen radial weiter außen liegenden Druckaufbau vermieden. In a further embodiment of the invention, the compression groove has a first region and a second region, wherein the second regions are helical and converge towards one another and meet in a third region. In this way, tilting of the rotor is avoided by a radially further outward pressure build-up.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Oberflächenstruktur konvex in Rotationsrichtung ausgebildet. Auf diese Weise wird strömungsgünstig der Druck zwischen der Stirnfläche des Rotors und der Stirnfläche des Pumpengehäuses erhöht. In a further embodiment of the invention, the surface structure is convex in the direction of rotation. In this way, the pressure between the end face of the rotor and the end face of the pump housing is aerodynamically increased.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Oberflächenstruktur wenigstens eine erste und eine zweite Stufe auf, wobei die erste Stufe und die zweite Stufe so angeordnet sind, dass der Abstand zwischen der ersten Stufe und der gegenüberliegenden Stirnfläche und der zweiten Stufe und der gegenüberliegenden Stirnfläche in Richtung der Rotationsrichtung des Rotors abnimmt. Die stufenförmige Ausbildung ermöglicht eine einfache Fertigungsweise der Flügelzellenpumpe. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Oberflächenstruktur wenigstens eine Rille auf, die in etwa in Richtung der Rotationsachse des Rotors ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird zuverlässig Luft oder ein anderes Strömungsmedium in die Oberflächenstruktur nachgeführt. In a further embodiment of the invention, the surface structure comprises at least a first and a second stage, wherein the first stage and the second stage are arranged so that the distance between the first stage and the opposite end face and the second stage and the opposite end face in Direction of the rotational direction of the rotor decreases. The step-shaped design allows for easy manufacturing of the vane pump. In a further embodiment of the invention, the surface structure has at least one groove, which is aligned approximately in the direction of the axis of rotation of the rotor. In this way, air or another flow medium is reliably tracked into the surface structure.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Oberflächenstruktur wenigstens einen Begrenzungssteg auf, der einen Bereich der Stirnfläche ohne Oberflächenstruktur und/oder die Oberflächenstruktur gegenüber einer radial außen liegenden Umfangsfläche abgrenzt. Auf diese Weise kann der in der Oberflächenstruktur erzeugte Druck zuverlässig im Bereich der Oberflächenstruktur gehalten werden. In a further embodiment of the invention, the surface structure has at least one boundary web which delimits a region of the end surface without a surface structure and / or the surface structure with respect to a radially outer circumferential surface. In this way, the pressure generated in the surface structure can be reliably maintained in the region of the surface structure.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to figures. Showing:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Flügelzellenpumpe mit einem ersten Rotor; 1 is a perspective view of a vane pump with a first rotor.
Fig. 2 eine Draufsicht auf den ersten Rotor; Fig. 3 eine Draufsicht auf einen zweiten Rotor; Fig. 4 eine Draufsicht auf einen dritten Rotor; Fig. 5 eine Draufsicht auf einen vierten Rotor; Fig. 6 eine Draufsicht auf einen fünften Rotor; Fig. 2 is a plan view of the first rotor; Fig. 3 is a plan view of a second rotor; Fig. 4 is a plan view of a third rotor; Fig. 5 is a plan view of a fourth rotor; Fig. 6 is a plan view of a fifth rotor;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Flügelzellenpumpe mit einer ersten Oberflächenstruktur eines sechsten Rotors; 7 shows a perspective view of the vane pump with a first surface structure of a sixth rotor;
Fig. 8 einen Schnitt entlang einer Rotationsrichtung eines siebten Rotors durch eine zweite Oberflächenstruktur; FIG. 8 shows a section along a direction of rotation of a seventh rotor through a second surface structure; FIG.
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Rotationsrichtung eines achten Rotors durch eine dritte Oberflächenstruktur; Fig. 10 einen Schnitt entlang der Rotationsrichtung eines neunten Rotors durch eine vierte Oberflächenstruktur; und FIG. 9 shows a section along the direction of rotation of an eighth rotor through a third surface structure; FIG. 10 shows a section along the direction of rotation of a ninth rotor through a fourth surface structure; and
Fig. 1 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines zehnten Rotors mit einer fünften Oberflächenstruktur. 1 1 is a perspective view of a section of a tenth rotor with a fifth surface structure.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Flügelzellenpumpe 1. Die Flügelzellenpumpe 1 umfasst einen Antrieb 28, ein Pumpengehäuse 26 und einen im Pumpengehäuse 26 angeordneten ersten Rotor 10. Das Pumpengehäuse 26 umfasst einen rotationssymmetrisch um eine Zylinderachse 48 ausgebildeten Hohlraum 27, in dem der erste Rotor 10 angeordnet ist. Das Pumpengehäuse 26 umfasst eine Einlassöffnung 52 und eine Auslassöffnung 53. Der erste Rotor 10 weist eine Rotationsachse 21 auf, die beabstandet zu einer Zylinderachse 48 des Hohlraums 27 versetzt angeordnet ist. Der erste Rotor 10 ist zylindrisch ausgebildet, auf einer Rotorwelle 59 angeordnet und umfasst mehrere Schlitze 22, die parallel zur Rotationsachse 21 verlaufen. In den Schlitzen 22 ist jeweils ein Flügel 23 angeordnet. Der Hohlraum 27 des Pumpengehäuses 26 weist eine erste Stirnfläche 30 auf, die gegenüberliegend zu einer zweiten Stirnfläche 31 des ers- ten Rotors 10 angeordnet ist. An der zweiten Stirnfläche 31 des ersten Rotors 10 sind mehrere Verdichtungsnuten 24, 25 angeordnet. Die Verdichtungsnuten 24, 25 sind zwischen den Schlitzen 22 für die Flügel 23 angeordnet und zu der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 hin geöffnet. Ein Querschnitt der Verdichtungsnuten 24, 25 reduziert sich entlang dem Verlauf der Verdichtungs- nut 24, 25 radial von außen zur Rotationsachse 21 hin. Eine erste Verdichtungsnut 24 wird spiralförmig in Richtung der Rotationsachse 21 hin bis in einen radial innen liegenden Bereich der zweiten Stirnfläche 31 geführt. Eine zweite Verdichtungsnut 25 ist ebenso wie die erste Verdichtungsnut 24 spiralförmig ausgebildet, verläuft in Richtung des Schlitzes 22 und endet beabstandet von dieser. Die ers- te Verdichtungsnut 24 ist gegenüber einer Rotorwelle 59 durch eine erste Wandung 45 begrenzt. Die zweite Verdichtungsnut 25 ist von dem Schlitz 22 durch eine zweite Wandung 46 getrennt. 1 shows a perspective view of a vane pump 1. The vane pump 1 comprises a drive 28, a pump housing 26 and a first rotor 10 arranged in the pump housing 26. The pump housing 26 comprises a cavity 27 which is rotationally symmetrical about a cylinder axis 48 and in which the first one Rotor 10 is arranged. The pump housing 26 comprises an inlet opening 52 and an outlet opening 53. The first rotor 10 has an axis of rotation 21 which is offset from a cylinder axis 48 of the cavity 27. The first rotor 10 is cylindrical, arranged on a rotor shaft 59 and comprises a plurality of slots 22 which extend parallel to the axis of rotation 21. In the slots 22, a respective wing 23 is arranged. The cavity 27 of the pump housing 26 has a first end face 30, which is arranged opposite to a second end face 31 of the first rotor 10. At the second end face 31 of the first rotor 10 a plurality of compression grooves 24, 25 are arranged. The compression grooves 24, 25 are disposed between the slots 22 for the wings 23 and opened to the first end face 30 of the pump housing 26 out. A cross section of the compression grooves 24, 25 reduces along the course of the compression groove 24, 25 radially from the outside to the axis of rotation 21 out. A first compression groove 24 is guided spirally in the direction of the rotation axis 21 as far as into a radially inner region of the second end face 31. A second compression groove 25, like the first compression groove 24, is helically formed, extending in the direction of the slot 22 and terminating at a distance therefrom. The first compression groove 24 is delimited from a rotor shaft 59 by a first wall 45. The second compression groove 25 is separated from the slot 22 by a second wall 46.
Wird der erste Rotor 10 durch den Antrieb 28 im Uhrzeigersinn um die Rotationsachse 21 in Rotation versetzt, so werden die Flügel 23 durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt bis sie an dem Pumpengehäuse 26 anliegen. Die Flü- gel 23 sind dabei ausgelegt, entlang einer Pumpengehäuse-Innenwand 51 entlang zu gleiten und ein Fördermedium von der Einlassöffnung 52 zu der Auslassöffnung 53 zu fördern. Durch die Rotation wird radial außen liegend das Fördermedium in die Verdichtungsnuten 24, 25 geleitet, wobei die Verdichtungsnuten 24, 25 durch ihren Verlauf das Fördermedium von dem ersten Rotor 10 radial außen liegend nach innen fördern. Dabei baut sich ein Druck entlang der Verdichtungsnuten 24, 25 auf. Am radial innen liegenden Ende der Verdichtungsnuten 24, 25 ist das Fördermedium aufgrund des Endes der Verdichtungsnuten 24, 25 gezwungen, die Verdichtungsnuten 24, 25 zu verlassen und in Richtung der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses auszutreten. Durch die Rotation des ersten Rotors 10 wird das Fördermedium in den Verdichtungsnuten 24, 25 mit einem Druck beaufschlagt, der als Kraft gegenüber der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuse 26 wirkt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der erste Rotor 10 axial beabstandet gegenüber der erste Stirnfläche 30 des Pumpenge- häuses 26 gelagert ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Gleiten des ersten RotorsIf the first rotor 10 is rotated by the drive 28 clockwise about the rotation axis 21 in rotation, the wings 23 are pressed by the centrifugal force to the outside until they abut against the pump housing 26. The wings Gel 23 are adapted to slide along a pump housing inner wall 51 and to promote a fluid from the inlet port 52 to the outlet port 53. As a result of the rotation, the conveying medium is guided radially outwards into the compression grooves 24, 25, the compression grooves 24, 25, by their course, conveying the conveying medium radially inwards from the first rotor 10. In this case, a pressure builds up along the compression grooves 24, 25. At the radially inner end of the compression grooves 24, 25, the fluid is due to the end of the compression grooves 24, 25 forced to leave the compression grooves 24, 25 and exit in the direction of the first end face 30 of the pump housing. As a result of the rotation of the first rotor 10, the conveying medium in the compression grooves 24, 25 is subjected to a pressure which acts as a force relative to the first end face 30 of the pump housing 26. In this way, it is ensured that the first rotor 10 is mounted axially spaced from the first end face 30 of the pump housing 26. This has the advantage that a sliding of the first rotor
10 am Pumpengehäuse 26 vermieden wird, so dass die Reibung des ersten Rotors 10 an dem Pumpengehäuse 26 reduziert ist. 10 on the pump housing 26 is avoided, so that the friction of the first rotor 10 is reduced to the pump housing 26.
Fig. 2 bis Fig. 7 zeigen verschiedene prinzipielle Ausführungsformen von Ver- dichtungsnuten in einem Rotor 10, 12, 13, 14, 15, 16. Die Rotationsrichtung derFIGS. 2 to 7 show various principal embodiments of compression grooves in a rotor 10, 12, 13, 14, 15, 16. The direction of rotation of the
Rotoren 10, 12, 13, 14, 15, 16 ist jeweils im Uhrzeigersinn. Rotors 10, 12, 13, 14, 15, 16 are each clockwise.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den ersten Rotor 10, der an der zweiten Stirnfläche 31 mehrere Verdichtungsnuten 24, 25 umfasst. Der erste Rotor 10 weist ei- nen Mitnehmer 61 zur Übertragung des Drehmoments von der Rotorwelle 59 auf den ersten Rotor 10 auf. Die Verdichtungsnuten 24, 25 sind spiralförmig ausgebildet und fördern ein Fördermedium von der radial außen liegenden Umfangs- fläche 34 nach innen hin. Am Ende der Verdichtungsnuten 24, 25 wird der Volumenstrom des Fördermediums durch das Ende der Verdichtungsnut 24, 25 in Richtung der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 abgeleitet. Die Förderung des Fördermediums von außen nach innen gewährleistet einen hohen Druck des Fördermediums nahe an der Rotorwelle 59 des ersten Rotors 10, so dass der erste Rotor 10 zuverlässig zum Pumpengehäuse 26 beabstandet in axialer Richtung gelagert ist. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen zweiten Rotor 13. Der zweite Rotor 13 umfasst mehrere Verdichtungsnuten 54, die gegenüber den in Fig. 2 gezeigten ersten Verdichtungsnuten 24 verkürzt ausgeführt sind und im Durchmesser des radial innenliegenden Endes der Schlitze 22 enden. Der zweite Rotor 13 weist die 5 radial innen liegende, zu den dritten Verdichtungsnuten 54 angeordnete erste FIG. 2 shows a top view of the first rotor 10, which comprises a plurality of compression grooves 24, 25 on the second end face 31. The first rotor 10 has a driver 61 for transmitting the torque from the rotor shaft 59 to the first rotor 10. The compression grooves 24, 25 are formed spirally and promote a fluid from the radially outer peripheral surface 34 inwardly. At the end of the compression grooves 24, 25, the volume flow of the pumped medium through the end of the compression groove 24, 25 in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26 is derived. The promotion of the pumped medium from the outside inwards ensures a high pressure of the pumped medium close to the rotor shaft 59 of the first rotor 10, so that the first rotor 10 is reliably mounted spaced from the pump housing 26 in the axial direction. 3 shows a plan view of a second rotor 13. The second rotor 13 comprises a plurality of compression grooves 54 which are shortened in comparison to the first compression grooves 24 shown in FIG. 2 and terminate in the diameter of the radially inward end of the slots 22. The second rotor 13 has the first radially inner, arranged to the third compression grooves 54
Wandung 45 auf. Die erste Wandung 45 grenzt die dritten Verdichtungsnuten 54 von der Rotorwelle 59 ab. Des weiteren weist der zweite Rotor 13 die zweite Wandung 46 auf, die die dritten Verdichtungsnuten 54 von den Schlitzen 22 abgrenzt. Ferner wird der durch die dritten Verdichtungsnuten 54 erzeugte Druck 10 radial außen liegender als in Fig. 2 gezeigt, in Richtung der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 abgeleitet, so dass der zweite Rotor 13 gegenüber dem ersten Rotor 10 kippstabiler axial gelagert ist.  Wall 45 up. The first wall 45 delimits the third compression grooves 54 from the rotor shaft 59. Furthermore, the second rotor 13 has the second wall 46, which delimits the third compression grooves 54 from the slots 22. Further, the pressure 10 generated by the third compression grooves 54 is radially outwardly as shown in Fig. 2, derived in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26, so that the second rotor 13 is tiltably mounted axially relative to the first rotor 10.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen dritten Rotor 14, der mehrere vierte Verl s dichtungsnuten 55 umfasst. Dabei wird das Fördermedium im Gegensatz zu dem in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten Rotoren 10, 13 radial von innen nach außen gefördert, wobei der dritte Rotor 14 keine Wandungen 45, 46, wie in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt, aufweist. Die vierten Verdichtungsnuten 55 sind zur Umkehrung der Förderrichtung gegenüber dem in Fig. 2 bis Fig. 3 gezeigten Verdichtungsnuten 20 24, 25, 54 gegenteilig ausgerichtet. Eine Förderung des Fördermediums radial von innen nach außen stellt eine kippstabile axiale Lagerung des dritten Rotors 14 bereit. FIG. 4 shows a plan view of a third rotor 14, which comprises a plurality of fourth sealing grooves 55. In contrast to the rotors 10, 13 shown in FIGS. 1 to 3, the conveying medium is conveyed radially from the inside to the outside, the third rotor 14 having no walls 45, 46, as shown in FIGS. 1 to 3. having. The fourth compression grooves 55 are oriented in opposite directions to the direction of compression opposite the compression grooves 20 24, 25, 54 shown in FIGS. 2 to 3. A promotion of the conveying medium radially from the inside out provides a tilt-stable axial bearing of the third rotor 14.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen vierten Rotor 15, der ähnlich wie der in Fig.FIG. 5 shows a plan view of a fourth rotor 15, which is similar to the one shown in FIG.
25 4 gezeigte vierte Rotor 14 fünfte Verdichtungsnuten 56 aufweist, die gegenüber den vierten Verdichtungsnuten 55 verkürzt ausgeführt sind. Um den Förderdruck des Fördermediums zu erhöhen, weist der vierte Rotor 15 eine radial außen liegende dritte Wandung 47 auf. Dies gewährleistet einen zuverlässigen Druckaufbau gegenüber der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 und verhin-25 4 fourth rotor 14 has fifth compression grooves 56, which are executed compared to the fourth compression grooves 55 shortened. In order to increase the delivery pressure of the pumped medium, the fourth rotor 15 has a radially outer third wall 47. This ensures a reliable pressure buildup with respect to the first end face 30 of the pump housing 26 and prevents
30 dert ein Abfließen des Fördermediums in Richtung der Umfangsfläche 34 des vierten Rotors 15. 30 dert a discharge of the conveying medium in the direction of the peripheral surface 34 of the fourth rotor 15th
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen fünften Rotor 16, der mehrere sechste Verdichtungsnuten 57 aufweist, die einen radial außen liegenden ersten Bereich 42 35 und einen radial innen liegenden zweiten Bereich 43 umfassen. Die beiden Bereiche 42, 43 sind spiralförmig ausgebildet, wobei die beiden Bereiche 42, 43 aufeinander zu laufen und sich in einem dritten Bereich 44 treffen. Die sechsten Verdichtungsnuten 57 werden durch die zweite Wandung 46 im Bereich der Schlitze 22 begrenzt, sodass die ersten und zweiten Bereiche 42, 43 an den dritten Schlitzen 22 keinen dritten Bereich 44 ausbilden. Die Förderung des Fördermediums erfolgt sowohl radial von innen nach außen als auch radial von außen nach innen. Dabei wird der entstehende Druck in Richtung der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 im dritten Bereich 44 abgelenkt. Weisen die sechsten Verdichtungsnuten 57 nur einen der beiden Bereiche 42, 43 auf, wird der in den sechsten Verdichtungsnuten 57 erzeugte Druck an der zweiten Wandung 46 in Richtung der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 abgelenkt. Die Ausbildungsform der sechsten Verdichtungsnuten 57 des fünften Rotors 16 hat den Vorteil, dass ein höherer Druck als von einer Förderung von innen nach außen, wie in Fig. 4 bis Fig. 5 gezeigt, bereitgestellt werden kann, wobei gleichzeitig die Kippstabilität des fünften Rotors 16 erhöht gegenüber der in Fig. 2 bis Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist. 6 shows a plan view of a fifth rotor 16, which has a plurality of sixth compression grooves 57, which comprise a radially outer first region 42 and a radially inner second region 43. The two areas 42, 43 are spirally formed, wherein the two areas 42, 43 run towards each other and meet in a third area 44. The sixth compression grooves 57 are bounded by the second wall 46 in the region of the slots 22, so that the first and second regions 42, 43 do not form a third region 44 on the third slots 22. The delivery of the pumped medium takes place both radially from the inside to the outside and radially from outside to inside. In this case, the resulting pressure in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26 in the third region 44 is deflected. If the sixth compression grooves 57 have only one of the two regions 42, 43, the pressure generated in the sixth compression grooves 57 is deflected on the second wall 46 in the direction of the first end face 30 of the pump housing 26. The embodiment of the sixth compression grooves 57 of the fifth rotor 16 has the advantage that a higher pressure than an inward-outward conveyance, as shown in FIGS. 4 to 5, can be provided, while simultaneously the tilting stability of the fifth rotor 16 is increased compared to the embodiment shown in Fig. 2 to Fig. 3.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sechsten Rotors 12. Der sechste Rotor 12 weist an seiner zweiten Stirnfläche 31 eine erste Oberflächenstruktur 33 auf. Die erste Oberflächenstruktur 33 enthält einzelne Segmente 58, die durch jeweils eine Rille 32 voneinander getrennt sind. Die Rille 32 ist etwa in Richtung der Rotationsachse 21 des sechsten Rotors 12 ausgerichtet und die erste Oberflächenstruktur 33 ist radial außen liegend an der zweiten Stirnfläche 31 angeordnet. Die erste Oberflächenstruktur 33 wird durch die Schlitze 22 unterbrochen. Gegenüberliegend zur ersten Oberflächenstruktur 33 ist die erste Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 angeordnet. Eine Oberfläche der ersten Oberflächenstruktur 33 ist keilförmig ausgebildet, wobei der Abstand in Rotationsrichtung zu der ersten Stirnfläche 30 abnimmt. FIG. 7 shows a perspective view of a sixth rotor 12. The sixth rotor 12 has a first surface structure 33 on its second end face 31. The first surface structure 33 contains individual segments 58, which are separated from each other by a respective groove 32. The groove 32 is aligned approximately in the direction of the axis of rotation 21 of the sixth rotor 12, and the first surface structure 33 is disposed radially outward on the second end face 31. The first surface structure 33 is interrupted by the slots 22. Opposite to the first surface structure 33, the first end face 30 of the pump housing 26 is arranged. A surface of the first surface structure 33 is wedge-shaped, wherein the distance decreases in the direction of rotation to the first end face 30.
Wird der sechste Rotor 12 in Rotation entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn um die Rotationsachse 21 versetzt, so wird das Fördermedium zwischen der erstenIf the sixth rotor 12 is offset in rotation in a counterclockwise direction about the axis of rotation 21, the medium to be conveyed between the first
Oberflächenstruktur 33 und der ersten Stirnfläche 30 in den einzelnen Segmenten der ersten Oberflächenstruktur 33 verdichtet. Das Verdichten des Fördermediums an der ersten Oberflächenstruktur bewirkt, dass der sechste Rotor 12 beabstandet zu der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 axial gelagert ist und ein Schleifen des Rotors 1 1 an der ersten Stirnfläche 30 vermieden oder vermindert wird. Durch die Rotation des sechsten Rotors 12 strömt radial von in- nen das Fördermedium über die Rillen 32 in die einzelnen Segmente 58 der ersten Oberflächenstruktur 33 nach. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass ausreichend Fördermedium zwischen der ersten Oberflächenstruktur 33 und der ersten Stirnfläche 30 zur Lagerung des sechsten Rotors 12 bereitsteht. Surface structure 33 and the first end face 30 in the individual segments of the first surface structure 33 compressed. The compression of the conveying medium on the first surface structure causes the sixth rotor 12 is axially spaced from the first end face 30 of the pump housing 26 and prevents or reduces a grinding of the rotor 1 1 on the first end face 30. Due to the rotation of the sixth rotor 12, radial flow from inside NEN the medium through the grooves 32 in the individual segments 58 of the first surface structure 33 after. In this way it is ensured that sufficient conveying medium is provided between the first surface structure 33 and the first end face 30 for supporting the sixth rotor 12.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Rotationsrichtung eines siebten Rotors 18 durch eine zweite Oberflächenstruktur 37, deren Segmente 58 durch die Rille 32 voneinander abgetrennt sind. Die zweite Oberflächenstruktur 37 ist konkav und symmetrisch zu den Rillen 32 ausgebildet. Die symmetrische Ausbildung der zweiten Oberflächenstruktur 37 ermöglicht eine Rotation des Rotors in beide Rotationsrichtungen, wobei der Abstand der Oberfläche der zweiten Oberflächenstruktur 37 in Rotationsrichtung zwischen der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 und der zweiten Stirnfläche 31 mit der zweiten Oberflächenstruktur 37 abnimmt. 8 shows a section along the direction of rotation of a seventh rotor 18 through a second surface structure 37, the segments 58 of which are separated from one another by the groove 32. The second surface structure 37 is concave and symmetrical to the grooves 32. The symmetrical design of the second surface structure 37 allows rotation of the rotor in both rotational directions, wherein the distance of the surface of the second surface structure 37 decreases in the rotational direction between the first end face 30 of the pump housing 26 and the second end face 31 with the second surface structure 37.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Rotationsrichtung eines achten Rotors 19 durch eine dritte Oberflächenstruktur 38. Die dritte Oberflächenstruktur 38 um- fasst einzelne Segmente 58, die jeweils durch die Rille 32 getrennt sind. Eine Oberfläche der Oberflächenstruktur 38 ist konkav ausgebildet, wobei ein einzel- nes Segment 58 der Oberflächenstruktur 38 eine etwa keilförmige Grundform aufweist. Die Drehrichtung ist bei der dritten Oberflächenstruktur 38 gegenüber der zweiten Oberflächenstruktur 37 festgelegt, jedoch können mehr Segmente 58 der Oberflächenstruktur 38 durch die schmalere Ausbildung der einzelnen Segmente 58 auf der zweiten Stirnfläche 31 am achten Rotor 19 angeordnet werden. Dabei nimmt der Abstand der Oberfläche der dritten Oberflächenstruktur 38 entlang der Rotationsrichtung des achten Rotors 19 gegenüber der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 ab. FIG. 9 shows a section along the direction of rotation of an eighth rotor 19 through a third surface structure 38. The third surface structure 38 comprises individual segments 58, which are separated by the groove 32, respectively. A surface of the surface structure 38 is concave, wherein a single segment 58 of the surface structure 38 has an approximately wedge-shaped basic shape. The direction of rotation is fixed with respect to the second surface structure 37 in the case of the third surface structure 38, but more segments 58 of the surface structure 38 can be arranged on the second end surface 31 on the eighth rotor 19 due to the narrower design of the individual segments 58. In this case, the distance between the surface of the third surface structure 38 along the direction of rotation of the eighth rotor 19 with respect to the first end face 30 of the pump housing 26 decreases.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang der Rotationsrichtung eines neunten Rotors 20 durch eine vierte Oberflächenstruktur 39. Die vierte Oberflächenstruktur 39 um- fasst eine erste Stufe 40 und eine zweite Stufe 41. Die erste Stufe 40 und die zweite Stufe 41 sind derart an der Stirnfläche 31 des neunten Rotors 20 angeordnet, dass ein Abstand der ersten Stufe 40 zu der ersten Stirnfläche 30 und der Abstand der zweiten Stufe 40 zu der ersten Stirnfläche 30 in Rotationsrichtung abnimmt. Die Ausbildung der vierten Oberflächenstruktur 39 mittels Stufen 40, 41 ermöglicht eine einfache und kostengünstige Fertigung der vierten Oberflächen- struktur 39 des neunten Rotors 20. Einzelne Segmente 58 der vierten Oberflächenstruktur 39, die jeweils eine erste und eine zweite Stufe 40, 41 umfassen, sind durch die Rille 32 getrennt. 10 shows a section along the direction of rotation of a ninth rotor 20 through a fourth surface structure 39. The fourth surface structure 39 comprises a first stage 40 and a second stage 41. The first stage 40 and the second stage 41 are thus at the end face 31 of the ninth rotor 20 is arranged such that a distance of the first step 40 to the first end face 30 and the distance of the second step 40 to the first end face 30 decreases in the direction of rotation. The formation of the fourth surface structure 39 by means of steps 40, 41 enables a simple and cost-effective production of the fourth surface structure. Structure 39 of the ninth rotor 20. Individual segments 58 of the fourth surface structure 39, each comprising a first and a second step 40, 41, are separated by the groove 32.
Fig. 1 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines zehnten Rotors 17. Der zehnte Rotor 17 umfasst eine fünfte Oberflächenstruktur 49. Die fünfte Oberflächenstruktur 49 ist ähnlich zu der in Fig. 8 gezeigten ersten Oberflächenstruktur 33 ausgebildet. Die fünfte Oberflächenstruktur 49 umfasst dabei einzelne Segmente 58, die durch die Rillen 32 voneinander getrennt sind. Die fünfte Oberflächenstruktur 49 ist keilförmig ausgebildet, wobei ein keilförmiger Bereich 50 durch einen innen liegenden ersten Begrenzungssteg 35 und durch einen radial außen liegenden zweiten Begrenzungssteg 36 von einem Bereich 60 der Stirnfläche 31 getrennt ist, in dem keine Oberflächenstruktur angeordnet ist. Ferner trennt der zweite radial außen liegende Begrenzungssteg 36 den keilförmigen Bereich 50 von einer Umfangsfläche 34 des zehnten Rotors 17. Die Begrenzungsstege 35, 36 vermeiden das Abfließen des Fördermediums aus dem keilförmigen Bereich 50, um so einen höheren Druck zwischen der fünften Oberflächenstruktur 49 und der ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 aufzubauen. Der keilförmige Bereich 50 ist dabei so ausgerichtet, dass in Rotationsrichtung der Abstand der Oberfläche des keilförmigen Bereichs 50 zu der gegenüberliegenden ersten Stirnfläche 30 des Pumpengehäuses 26 abnimmt. FIG. 11 shows a perspective view of a section of a tenth rotor 17. The tenth rotor 17 comprises a fifth surface structure 49. The fifth surface structure 49 is similar to the first surface structure 33 shown in FIG. The fifth surface structure 49 in this case comprises individual segments 58, which are separated from one another by the grooves 32. The fifth surface structure 49 is wedge-shaped, wherein a wedge-shaped region 50 is separated by an inner first boundary web 35 and by a radially outer second boundary web 36 from a region 60 of the end face 31, in which no surface structure is arranged. Furthermore, the second radially outer boundary web 36 separates the wedge-shaped region 50 from a peripheral surface 34 of the tenth rotor 17. The boundary webs 35, 36 prevent the discharge of the fluid from the wedge-shaped region 50, so as to increase the pressure between the fifth surface structure 49 and the first end face 30 of the pump housing 26 build. The wedge-shaped region 50 is aligned so that decreases in the rotational direction of the distance of the surface of the wedge-shaped region 50 to the opposite first end face 30 of the pump housing 26.
In den gezeigten Ausführungsformen sind die Verdichtungsnuten und die Oberflächenstrukturen jeweils auf dem Rotor angeordnet. Alternativ ist aber auch denkbar, die Verdichtungsnuten oder die Oberflächenstruktur an der ersten Stirnfläche des Pumpengehäuses anzuordnen. Ferner ist auch denkbar, die Verdichtungsnuten mit der Oberflächenstruktur zu kombinieren, um so einen erhöhten Druck zwischen den beiden Stirnflächen des Pumpengehäuses und des Rotors bereitzustellen und so zuverlässig den Rotor axial im Pumpengehäuse reibungsarm zu lagern. In the illustrated embodiments, the compression grooves and the surface structures are each disposed on the rotor. Alternatively, however, it is also conceivable to arrange the compression grooves or the surface structure on the first end face of the pump housing. Furthermore, it is also conceivable to combine the compression grooves with the surface structure, so as to provide an increased pressure between the two end faces of the pump housing and the rotor and thus reliably to store the rotor axially in the pump housing with low friction.

Claims

Ansprüche claims
1 . Flügelzellenpumpe (1 ) mit einem Pumpengehäuse (26) und einem Rotor (10; 1 . Vane pump (1) with a pump housing (26) and a rotor (10;
12; ...; 20), der in einem Hohlraum (27) des Pumpengehäuses (26) entlang einer Rotationsachse (21 ) angeordnet ist, wobei das Pumpengehäuse (26) eine erste Stirnfläche (30) umfasst, an der gegenüberliegend eine zweite Stirnfläche (31 ) des Rotors (10; 12; ...; 20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (33; 37; 38; 39; 49; 24; 25; 54; ...; 57) an der ersten Stirnfläche (30) des Pumpengehäuses (26) und/oder an der zweiten Stirnfläche (31 ) des Rotors (10; 12; ...; 20) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (33; 37; 38; 39; 49; 24; 25; 54; ...; 57) durch eine Rotation des Rotors (10; 12; ...; 20) um die Rotationsachse (21 ) einen Druck zwischen der ersten Stirnfläche (30) des Pumpengehäuses (26) und der zweiten Stirnfläche (31 ) des Rotors (10; 12; ...; 20) aufbaut.  12; ...; 20), which is arranged in a cavity (27) of the pump housing (26) along a rotation axis (21), wherein the pump housing (26) comprises a first end face (30) on which a second end face (31) of the rotor opposite 10; 12; ...; 20), characterized in that a device (33; 37; 38; 39; 49; 24; 25; 54; ...; 57) is arranged on the first end face (30) of the Pump housing (26) and / or on the second end face (31) of the rotor (10; 12; ...; 20) is arranged, wherein the device (33; 37; 38; 39; 49; 24; 25; 54; 57) by a rotation of the rotor (10; 12; ...; 20) about the rotation axis (21) a pressure between the first end face (30) of the pump housing (26) and the second end face (31) of the Rotor (10; 12; ...; 20) builds.
2. Flügelzellenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine Oberflächenstruktur (33; 37; 38; 39; 49) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Abstand zwischen einer Oberfläche der Oberflächenstruktur (33; 37; 38; 39; 49) und der gegenüberliegenden Stirnfläche (30, 31 ) in Rotationsrichtung abnimmt. 2. Vane pump (1) according to claim 1, characterized in that the device has at least one surface structure (33; 37; 38; 39; 49) which is designed such that a distance between a surface of the surface structure (33; 38, 39, 49) and the opposite end face (30, 31) decreases in the direction of rotation.
3. Flügelzellenpumpe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57) umfasst, die schräg zur Rotationsrichtung des Rotors angeordnet ist. 3. vane pump (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises at least one Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57), which is arranged obliquely to the rotational direction of the rotor.
4. Flügelzellenpumpe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10; 12; ...; 20) an einer Umfangsseite (34) zur Rotationsachse (21 ) ausgerichtete Schlitze (22) aufweist, in denen jeweils ein Flügel (23) angeordnet ist, wobei zwischen Schlitzen (22) wenigstens eine erste Verdichtungsnut (24) und eine zweite Verdichtungsnut (25) angeordnet ist, wobei die erste Verdichtungsnut (24) in Richtung der Rotationsachse (21 ) des Rotors (10; 12; ...; 20) verläuft und die zweite Verdichtungsnut (25) in Richtung der Schlitze (22) verläuft, wobei an einem Ende der zweiten Verdichtungsnut (25) eine Wandung (46) angeordnet ist, die die zweite Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57) von dem Schlitz (22) abgrenzt. 4. vane pump (1) according to claim 3, characterized in that the rotor (10; 12; ...; 20) on a peripheral side (34) to the rotation axis (21) aligned slots (22), in each of which a wing (23), wherein between slots (22) at least a first compression groove (24) and a second compression groove (25) is arranged, wherein the first compression groove (24) in the direction of the axis of rotation (21) of the rotor (10; ...; 20) and the second compression groove (25) in the direction of Slots (22) extends, wherein at one end of the second compression groove (25) has a wall (46) is arranged, which delimits the second compression groove (24; 25; 54; ...; 57) of the slot (22).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57) spiralförmig in Richtung der Rotationsachse (21 ) ausgebildet ist. Vane pump (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the compression groove (24; 25; 54; ...; 57) is formed spirally in the direction of the axis of rotation (21).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57) radial außen und/oder innenliegend durch eine weitere Wandung (45, 47) begrenzt ist. Vane pump (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the compression groove (24; 25; 54; ...; 57) is bounded radially on the outside and / or inside by a further wall (45,47).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsnut (24; 25; 54; ...; 57) einen ersten Bereich (42) und einen zweiten Bereich (43) umfasst, wobei die beiden Bereiche (42, 43) spiralförmig ausgebildet sind und aufeinander zulaufen und in einem dritten Bereich (44) aufeinandertreffen. A vane pump (1) according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the compression groove (24; 25; 54; ...; 57) comprises a first region (42) and a second region (43), the two regions (42, 43) are spirally formed and converge towards one another and meet in a third area (44).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (37; 38) konvex in Rotationsrichtung (21 ) ausgebildet ist. Vane pump (1) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the surface structure (37; 38) is formed convexly in the direction of rotation (21).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die Oberflächenstruktur (39) wenigstens eine erste und eine zweite Stufe (40, 41 ) aufweist, wobei die erste und die zweite Stufe (40, 41 ) so angeordnet sind, dass der Abstand zwischen der ersten Stufe (40) und der gegenüberliegenden Stirnfläche (30, 31 ) und der zweiten Stufe (41 ) und der gegenüberliegenden Stirnfläche (30, 31 ) in Richtung der Rotationsrichtung des Rotor (10; 12; ...; 20) abnimmt. A vane pump (1) according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the surface structure (39) comprises at least first and second stages (40, 41), the first and second stages (40, 41) being arranged in that the distance between the first step (40) and the opposite end face (30, 31) and the second step (41) and the opposite end face (30, 31) in the direction of rotation of the rotor (10; 12; ...; 20) decreases.
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (33; 37; 38; 39; 49) wenigstens eine Rille (32) aufweist, die in etwa in Richtung der Rotationsachse (21 ) des Rotors (10; 12; ...; 20) ausgerichtet ist. Vane pump (1) according to one of Claims 2 to 9, characterized in that the surface structure (33; 37; 38; 39; 49) has at least one groove (32) which extends approximately in the direction of the axis of rotation (21) of the rotor (21). 10; 12; ...; 20).
Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (32; 33; 37; 38; 39; 49) wenigs- tens einen Begrenzungssteg (35, 36) aufweist, der in Rotationsrichtung ausgebildet ist und die Oberflächenstruktur (33; 37; 38; 39; 49) radial nach innen und/oder radial nach außen abgrenzt. Vane pump (1) according to one of claims 2 to 10, characterized in that the surface structure (32; 33; 37; 38; 39; at least one boundary web (35, 36) which is formed in the direction of rotation and delimits the surface structure (33; 37; 38; 39; 49) radially inwardly and / or radially outwardly.
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