EP3577342B1 - Flügelzellen-gaspumpe - Google Patents

Flügelzellen-gaspumpe

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EP3577342B1
EP3577342B1 EP17706691.7A EP17706691A EP3577342B1 EP 3577342 B1 EP3577342 B1 EP 3577342B1 EP 17706691 A EP17706691 A EP 17706691A EP 3577342 B1 EP3577342 B1 EP 3577342B1
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EP
European Patent Office
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fluid outlet
outlet opening
pump
elongated hole
slide element
Prior art date
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Active
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EP17706691.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3577342A1 (de
Inventor
Steffen Schnurr
Sebastian Cramer
Nabil Salim AL-HASAN
Stanislaus Russ
Tobias GRÜNE
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Pierburg Pump Technology GmbH
Original Assignee
Pierburg Pump Technology GmbH
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Publication date
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Publication of EP3577342A1 publication Critical patent/EP3577342A1/de
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Publication of EP3577342B1 publication Critical patent/EP3577342B1/de
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

Definitions

  • the invention relates to a vane cell gas pump.
  • the vane gas pumps known from the state of the art are usually dry-running or oil-lubricated vane gas pumps, whereby in dry-running gas pumps no lubricant is fed into the pumping chamber.
  • oil-lubricated vane pumps the air escaping from the pumping chamber is mixed with lubricant, and before this air-lubricant mixture can be disposed of, the air-lubricant mixture must be laboriously separated into its components.
  • omitting the lubricant contamination of the air leaving the pumping chamber can be avoided.
  • omitting the lubricant leads to increased wear on the components that move relative to one another, in particular the slide elements. Wear is usually reduced to a minimum by carefully selecting suitable material pairings for the components that lie next to one another and move relative to one another.
  • a dry-running vane gas pump is in the EP 2 568 180 A1 disclosed.
  • the vane cell gas pump has a pump housing which forms a pump chamber.
  • a pump rotor is arranged in the pump chamber and has five radially displaceable slide elements.
  • the pump rotor is connected to an electric motor in a rotationally fixed manner and is driven by the latter. With a rotating pump rotor, the slide elements move due to the centrifugal force acting on the slide elements such that their heads each rest against a peripheral wall of the pump chamber.
  • Formed in the pump housing are one fluid inlet opening assigned to the pump chamber and two fluid outlet openings assigned to the pump chamber, wherein the fluid outlet openings are designed with a circular opening cross-section.
  • JP S62 247194 A discloses an air conditioning compressor with multiple fluid outlet openings in the outlet area, some of which are designed as elongated holes. Check valves are assigned to all four fluid outlet openings.
  • the invention is therefore based on the object of creating a vane cell gas pump with low wear of the slide elements and a good pneumatic efficiency.
  • the pump chamber is functionally divided into an inlet, an outlet, and a sealing sector. At least one fluid inlet opening is arranged in the inlet sector, which, when the gas pump is installed, is fluidically connected, for example, to a vacuum chamber of a brake booster. At least one fluid outlet opening is arranged in the outlet sector, wherein the pump chamber is connected to the atmospheric environment via the fluid outlet opening. Viewed in the direction of rotation, the sealing sector is arranged between the fluid outlet opening and the fluid inlet opening, in which the pump rotor lies so tightly against the pump housing that no gas flow is possible between the fluid inlet opening and the fluid outlet opening.
  • the at least one fluid outlet opening is designed in the shape of an elongated hole.
  • the tangential width of the slide element corresponds at least to the tangential width of the elongated hole-like fluid outlet opening, wherein the elongated hole-like fluid outlet opening is oriented such that the entire fluid outlet opening is briefly covered and closed by the slide element.
  • the tangential width of the slide element refers to the transverse direction to the linear movement path of the slide element.
  • the tangential width of the elongated hole-like fluid outlet opening is oriented perpendicular to the direction of displacement of the slide element in the slide slot, specifically at the moment in which the slide element centrally covers the fluid outlet opening. In the rotor position, in which the fluid outlet opening is temporarily and briefly completely closed by the slide element, the longitudinal axis of the elongated hole-like fluid outlet opening and the Longitudinal axis of the slide element a common alignment or overlap.
  • the pump chamber is provided with a first fluid outlet opening and a second fluid outlet opening in the direction of rotation, with at least the first fluid outlet opening being designed as an elongated hole. This allows a larger amount of gas to be expelled from the pump compartment without resistance.
  • the tangential width of the at least one slide element is slightly larger, preferably at least a few tenths of a millimeter larger, than the tangential width of the at least one fluid outlet opening, wherein the fluid outlet opening is covered by the at least one slide element when overlapping.
  • the tangential width of the at least one slide element is slightly larger, preferably at least a few tenths of a millimeter larger, than the tangential width of the at least one fluid outlet opening, wherein the fluid outlet opening is covered by the at least one slide element when overlapping.
  • the at least one slot-like fluid outlet opening has a constant tangential width in its central section along its length.
  • the two end regions of the slot-like fluid outlet opening can be rounded or beveled.
  • the fluid outlet opening can be designed, for example, such that the tangential width of the fluid outlet opening decreases in the radial direction toward the motor rotor.
  • the pump housing preferably has a valve cover, a cam ring, and a base cover.
  • the cam ring forms the circumferential surface of the pumping chamber and rests with one end face against the valve cover and with its other end face against the base cover in a sealing manner.
  • the valve cover closes off the pumping chamber on one side.
  • the valve cover has the at least one fluid outlet opening
  • the base element has the fluid inlet opening.
  • a check valve is preferably arranged on the valve cover, which closes the at least one fluid outlet opening and opens the fluid outlet opening when an opening pressure prevails in the pumping compartment.
  • the length L of the at least one slot-like fluid outlet opening corresponds to the free working space width W in the longitudinal direction of the slide element, wherein the working space width W extends from the outer circumferential surface of the pump rotor to the inner circumference of the pump chamber defined by the cam ring.
  • the Figures 1 and 2 show a vane gas pump 10 designed as a so-called vacuum pump, which is intended, for example, for use in a motor vehicle and can generate an absolute pressure of 100 mbar or less.
  • the dry-running vane pump 10 has a metal pump housing 20 enclosing a pump chamber 22.
  • the pump housing 20 is essentially composed of a cam ring 74, a base plate 76, and a valve cover 72.
  • a pump rotor 30 is rotatably arranged in the pump chamber 22, eccentrically to the center of gravity of the pump chamber 22.
  • the pump rotor 30 has five slide slots 321, 341, 361, 381, 401, in each of which a slide element 32, 34, 36, 38, 40 is displaceably mounted.
  • the five slide elements 32, 34, 36, 38, 40 divide the pump chamber 22 into five rotating pump compartments, each of which has the same pump compartment angle ⁇ of approximately 70°.
  • the pump rotor 30 is driven by an associated electric motor 90.
  • the present vane gas pump 10 is a dry-running vane gas pump 10, whereby no lubricant, such as oil, is introduced into the pump chamber 22. Therefore, the gas pump 10 does not have a lubricant connection.
  • the slide elements 32, 34, 36, 38, and 40 contain graphite components. Alternatively, the components may have a different friction-reducing composition.
  • the pump chamber 22 can be divided into several sectors, namely an inlet sector 42 with a fluid inlet opening 60, an outlet sector 44 with a first fluid outlet opening 52 and a second fluid outlet opening 54, and a sealing sector 46, which is arranged between the outlet sector 44 and the inlet sector 42 as seen in the direction of rotation and in which a gas flow via the sealing gap between the pump rotor 30 and the cam ring 74 from the fluid outlet openings 52, 54 to the fluid inlet opening 60 is prevented.
  • the fluid inlet opening 60 is formed in the base plate 76.
  • the two fluid outlet openings 52, 54 are formed in the opposite valve cover 72.
  • the first fluid outlet opening 52 is arranged upstream of the second fluid outlet opening 54, as seen in the direction of rotation of the pump rotor 30.
  • a check valve 70 is fluidically associated with the first fluid outlet opening 52.
  • the check valve 70 is a reed valve and has a valve reed 80 and a travel limiter 82, both of which are fixedly arranged or screwed to the valve cover 72.
  • the first fluid outlet opening 52 is designed as an elongated hole.
  • the tangential width B1 of the slide elements 32, 34, 36, 38, 40 corresponds at least to the tangential width B2 of the fluid outlet opening 52, wherein the elongated hole-like fluid outlet opening 52 is aligned such that the first fluid outlet opening 52 is completely covered by one of the slide elements 32, 34, 36, 38, 40 in predefined rotor positions and is thus briefly completely closed.
  • the longitudinal axis of the closed fluid outlet opening 52 and the longitudinal axis of the corresponding slide element 32, 34, 36, 38, 40 has a common identical orientation.
  • the rotation of the pump rotor 30 draws air into the respective pump compartment through the fluid inlet opening 60 and expelled from the continuously rotating pump compartment through the two fluid outlet openings 52, 54.
  • the first fluid outlet opening 52 is open, and the air is expelled through the first fluid outlet opening 52. Additionally, the air is expelled through the second fluid outlet opening 54 as soon as the respective pump compartment reaches it.
  • the flow area of the fluid outlet opening 52 is large enough to allow the air to flow out of the pump compartment with virtually no resistance, so that the slide elements 32, 34, 36, 38, 40 are not subjected to any additional mechanical stress in the tangential direction.
  • a short circuit between two adjacent pump compartments is also prevented because the slide elements 32, 34, 36, 38, 40 temporarily completely cover and close the fluid outlet openings 52, 54. The backflow losses are therefore zero here. In this way, the wear on the slide elements 32, 34, 36, 38, 40 is reduced without reducing the pneumatic efficiency of the vane cell gas pump 10.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flügelzellen-Gaspumpe.
  • Derartige Flügelzellen-Gaspumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in Kraftfahrzeugen als sogenannte Vakuumpumpen üblicherweise in Kombination mit einem Bremskraftverstärker eingesetzt. Die Flügelzellenpumpe liefert dabei den zum Betrieb des Bremskraftverstärkers benötigten Vakuumdruck, wobei dieser in der Regel absolut 100 mbar oder weniger beträgt.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Flügelzellen-Gaspumpen beispielsweise bekannt aus US 3,320,899 A oder WO 2016/104 652 A1 , sind üblicherweise trockenlaufende oder ölgeschmierte Flügelzellen-Gaspumpen, wobei bei trockenlaufenden Gaspumpen kein Schmiermittel in die Pumpkammer geleitet wird. Bei ölgeschmierten Flügelzellenpumpen ist die aus der Pumpkammer austretende Luft mit Schmiermittel vermischt, wobei vor der Entsorgung dieses Luft-Schmiermittel-Gemisches das Luft-Schmiermittel-Gemisch aufwendig in seine Bestandteile getrennt werden muss. Durch Weglassen des Schmiermittels kann die Kontamination der die Pumpkammer verlassenden Luft vermieden werden. Das Weglassen des Schmiermittels führt aber zu einem erhöhten Verschleiß der sich relativ zueinander bewegenden Bauteile, insbesondere der Schieberelemente. Der Verschleiß wird üblicherweise durch gezielte Wahl geeigneter Werkstoffpaarungen der aneinander anliegenden und sich zueinander relativ bewegenden Bauteile auf ein Minimum reduziert.
  • Eine trockenlaufende Flügelzellen-Gaspumpe ist in der EP 2 568 180 A1 offenbart. Die Flügelzellen-Gaspumpe weist ein Pumpengehäuse auf, welches eine Pumpkammer bildet. In der Pumpkammer ist ein Pumpenrotor angeordnet, der fünf radial verschiebbare Schieberelemente aufweist. Der Pumpenrotor ist mit einem Elektromotor drehfest verbunden und wird durch diesen angetrieben. Bei einem rotierenden Pumpenrotor verschieben sich die Schieberelemente aufgrund der auf die Schieberelemente wirkenden Fliehkraft derart, dass diese mit ihrem Kopf jeweils an einer Umfangswand der Pumpkammer anliegen. Zwei benachbarte Schieberelemente begrenzen gemeinsam mit dem Pumpenrotor und dem Pumpengehäuse jeweils ein umlaufendes Pumpfach. In dem Pumpengehäuse sind eine der Pumpkammer zugeordnete Fluideinlassöffnung und zwei der Pumpkammer zugeordnete Fluidauslassöffnungen ausgebildet, wobei die Fluidauslassöffnungen mit einem kreisförmigen Öffnungsquerschnitt ausgeführt sind.
  • Nachteilig an der in der EP 2 568 180 A1 offenbarten Ausführung ist, dass die Öffnungsquerschnitte der kreisförmigen Fluidauslassöffnungen eine gewisse Größe aufweisen müssen, um einen geringen Strömungswiderstand sicherzustellen. Allerdings tritt dadurch ein kurzzeitiger Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Pumpfächern auf, wenn das betreffende Schieberelement die Fluidauslassöffnung passiert. Ein derartiger Kurzschluss führt zu einer Erhöhung der Leckage an den einzelnen Schieberelementen, wodurch der pneumatische Wirkungsgrad der Flügelzellen-Gaspumpe sinkt. Wenn man die Fluidauslassöffnung kleiner macht, erhöht sich der Strömungswiderstand, wodurch bei hohen Drehzahlen ein Überdruck in den Pumpfächern im Auslassbereich herrscht. Dadurch werden die Schieberelemente zusätzlich mechanisch belastet und der Verschleiß der Schieberelemente erhöht.
  • JP S62 247194 A offenbart einen Klimakompressor mit mehreren Fluidauslassöffnungen im Auslassbereich, von denen einige Fluidauslassöffnungen langlochartig ausgebildet sind. Allen vier Fluidauslassöffnungen sind Rückschlagventile zugeordnet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellen-Gaspumpe mit geringem Verschleiß der Schieberelemente und einem guten pneumatischen Wirkungsgrad zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Flügelzellen-Gaspumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Flügelzellen-Gaspumpe weist ein Pumpengehäuse auf, welches eine Pumpkammer begrenzt. In der Pumpkammer ist ein Pumpenrotor angeordnet, der entweder elektrisch durch einen zugeordneten Elektromotor oder mechanisch durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Der Pumpenrotor ist exzentrisch in der Pumpkammer angeordnet und bildet zusammen mit der Umfangswand der Pumpkammer einen den Dichtsektor definierenden Dichtspalt, wodurch außerhalb des Dichtsektors ein sichelförmiger Arbeitsraum definiert wird.
  • In dem Pumpenrotor ist mindestens ein verschiebbares Schieberelement gelagert. Zur Lagerung des mindestens einen Schieberelements weist der Pumpenrotor einen Schieberschlitz auf, in dem jeweils das mindestens eine Schieberelement verschiebbar gelagert und angeordnet ist. Bei einem rotierenden Pumpenrotor verschiebt sich das mindestens eine Schieberelement aufgrund der auf das Schieberelement wirkenden Fliehkraft derart, dass das Schieberelement mit seinem Kopf stets an der Umfangswand der Pumpkammer anliegt. Zusätzlich kann das mindestens eine Schieberelement federbelastet sein, so dass der Kopf des mindestens einen Schieberelements durch die Federkraft auch bei geringen Drehzahlen an der Umfangswand der Pumpkammer anliegt.
  • Die Pumpkammer ist bezüglich der Funktion in einen Einlass-, einen Auslass- und einen Dichtsektor eingeteilt. In dem Einlasssektor ist mindestens eine Fluideinlassöffnung angeordnet, die im eingebauten Zustand der Gaspumpe beispielsweise mit einer Unterdruckkammer eines Bremskraftverstärkers fluidisch verbunden ist. In dem Auslasssektor ist mindestens eine Fluidauslassöffnung angeordnet, wobei über die Fluidauslassöffnung die Pumpkammer mit der atmosphärischen Umgebung verbunden ist. Zwischen der Fluidauslassöffnung und der Fluideinlassöffnung ist, gesehen in Drehrichtung, der Dichtsektor angeordnet, in dem der Pumpenrotor so dicht an dem Pumpengehäuse anliegt, dass kein Gasstrom zwischen der Fluideinlassöffnung und der Fluidauslassöffnung möglich ist.
  • Die mindestens eine Fluidauslassöffnung ist langlochartig ausgebildet. Dabei entspricht die tangentiale Breite des Schieberelements mindestens der tangentialen Breite der langlochartigen Fluidauslassöffnung, wobei die langlochartig ausgebildete Fluidauslassöffnung derart ausgerichtet ist, dass die gesamte Fluidauslassöffnung von dem Schieberelement kurzzeitig verdeckt und verschlossen ist. Die tangentiale Breite des Schieberelements bezieht sich auf die Querrichtung zu der linearen Bewegungsbahn des Schieberelements. Die tangentiale Breite der langlochartigen Fluidauslassöffnung ist senkrecht zur Verschieberichtung des Schieberelements in dem Schieberschlitz ausgerichtet und zwar in dem Moment, in dem das Schieberelement die Fluidauslassöffnung mittig überdeckt. In der Rotorstellung, in der die Fluidauslassöffnung temporär und kurzzeitig durch das Schieberelement vollständig verschlossen ist, weisen die Längsachse der langlochartigen Fluidauslassöffnung und die Längsachse des Schieberelements eine gemeinsame Ausrichtung auf bzw. überlagern sich.
  • Im Betrieb wird über die Fluideinlassöffnung Luft in das passierende Pumpfach angesaugt und dann über die mindestens eine Fluidauslassöffnung aus dem Pumpfach ausgestoßen. Dadurch, dass die mindestens eine Fluidauslassöffnung langlochartig ausgebildet ist, ist der Durchströmungsquerschnitt der Fluidauslassöffnung so groß, dass die Luft auch bei hohen Drehzahlen annähernd widerstandslos aus dem Pumpfach ausströmen kann, so dass das Schieberelement keine zusätzliche mechanische Belastung erfährt. Ein fluidischer Kurzschluss wird ebenfalls verhindert, da das mindestens eine Schieberelement die mindestens eine Fluidauslassöffnung kurzfristig vollständig überdeckt und fluidisch verschließt. Auf diese Weise wird der Verschleiß der Schieberelemente reduziert, wobei der pneumatische Wirkungsgrad der Flügelzellen-Gaspumpe gut ist.
  • Der Pumpkammer sind eine in Drehrichtung erste Fluidauslassöffnung und eine zweite Fluidauslassöffnung zugeordnet, wobei zumindest die erste Fluidauslassöffnung langlochartig ausgebildet ist. Dadurch kann eine größere Gasmenge widerstandlos aus dem Pumpfach ausgestoßen werden.
  • Vorzugsweise ist die tangentiale Breite des mindestens einen Schieberelements geringfügig größer, vorzugsweise mindestens wenige Zehntel-Millimeter größer, als die tangentiale Breite der mindestens einen Fluidauslassöffnung, wobei die Fluidauslassöffnung bei Überlappung durch das mindestens eine Schieberelement überdeckt wird. Auf diese Weise wird ein Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Pumpfächern zuverlässig verhindert und wird der Verschleiß des mindestens einen Schieberelements auf ein Minimum reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die mindestens eine langlochartige Fluidauslassöffnung in ihrem Mittelteil über die Länge eine konstante tangentiale Breite auf. Die beiden Endbereiche der langlochartigen Fluidauslassöffnung können abgerundet oder abgeschrägt ausgebildet sein. Alternativ kann die Fluidauslassöffnung beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sich die tangentiale Breite der Fluidauslassöffnung in radialer Richtung zum Motorrotor hin verkleinert.
  • Vorzugsweise weist das Pumpengehäuse einen Ventildeckel, einen Hubring und einen Bodendeckel auf. Der Hubring bildet die Umfangsfläche der Pumpkammer und liegt mit seiner einen Stirnseite an dem Ventildeckel und mit seiner anderen Stirnseite an dem Bodendeckel dichtend an. Der Ventildeckel schließt die Pumpkammer einseitig ab. Vorzugsweise weist der Ventildeckel die mindestens eine Fluidauslassöffnung und weist das Bodenelement die Fluideinlassöffnung auf, wobei an dem Ventildeckel bevorzugt ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches die mindestens eine Fluidauslassöffnung verschließt und bei einem im Pumpfach herrschenden Öffnungsdruck die Fluidauslassöffnung freigibt.
  • Vorzugsweise entspricht die Länge L der mindestens einen langlochartigen Fluidauslassöffnung der freien Arbeitsraum-Weite W in Schieberelement-Längsrichtung, wobei sich die Arbeitsraum-Weite W von der Außenumfangsfläche des Pumpenrotors bis zu dem durch den Hubring definierten Innenumfang der Pumpkammer erstreckt.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • die Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Flügelzellen-Gaspumpe, und
    • die Figur 2 eine Draufsicht eines Pumpenrotors der Flügelzellen-Gaspumpe aus Figur 1.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen eine als sogenannte Vakuumpumpe ausgebildete Flügelzellen-Gaspumpe 10, die beispielsweise für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug bestimmt ist und einen Absolutdruck von 100 mbar oder weniger erzeugen kann. Die trockenlaufende Flügelzellenpumpe 10 weist ein Metall-Pumpengehäuse 20 auf, welches eine Pumpkammer 22 umschließt. Das Pumpengehäuse 20 setzt sich im Wesentlichen aus einem Hubring 74, einer Bodenplatte 76 und einem Ventildeckel 72 zusammen.
  • In der Pumpkammer 22 ist exzentrisch zum Schwerpunkt der Pumpkammer 22 ein Pumpenrotor 30 drehbar angeordnet. Der Pumpenrotor 30 weist fünf Schieberschlitze 321, 341, 361, 381, 401 auf, in welchen jeweils ein Schieberelement 32, 34, 36, 38, 40 verschiebbar gelagert ist. Die fünf Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 teilen die Pumpkammer 22 in fünf rotierende Pumpfächer auf, die jeweils den gleichen Pumpfachwinkel a von ca. 70° aufweisen. Der Pumpenrotor 30 wird vorliegend von einem zugeordneten Elektromotor 90 angetrieben.
  • Die vorliegende Flügelzellen-Gaspumpe 10 ist eine trockenlaufende Flügelzellen-Gaspumpe 10, wobei kein Schmiermittel, beispielsweise Öl, in die Pumpkammer 22 eingeleitet wird. Die Gaspumpe 10 weist daher keinen Schmiermittel-Anschluss auf. Um die Reibung und den Verschleiß der aneinander anliegenden und sich relativ zueinander bewegenden Bauteile der Flügelzellen-Gaspumpe 10 zu reduzieren, weisen die Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 Graphitanteile auf. Alternativ können die Bauteile eine andere reibungsmindernde Zusammensetzung aufweisen.
  • Die Pumpkammer 22 lässt sich in mehrere Sektoren einteilen, nämlich einen Einlasssektor 42 mit einer Fluideinlassöffnung 60, einen Auslasssektor 44 mit einer ersten Fluidauslassöffnung 52 sowie einer zweiten Fluidauslassöffnung 54, und einen Dichtsektor 46, der in Drehrichtung gesehen zwischen dem Auslasssektor 44 und dem Einlasssektor 42 angeordnet ist und in dem ein Gasstrom über den Dichtspalt zwischen dem Pumpenrotor 30 und dem Hubring 74 von den Fluidauslassöffnungen 52, 54 zu der Fluideinlassöffnung 60 unterbunden ist.
  • Die Fluideinlassöffnung 60 ist in der Bodenplatte 76 ausgebildet. Die beiden Fluidauslassöffnungen 52, 54 sind in dem gegenüberliegenden Ventildeckel 72 ausgebildet. Die erste Fluidauslassöffnung 52 ist in Drehrichtung des Pumpenrotors 30 gesehen vor der zweiten Fluidauslassöffnung 54 angeordnet. Der ersten Fluidauslassöffnung 52 ist fluidisch ein Rückschlagventil 70 zugeordnet, wobei das Rückschlagventil 70 ein Zungenventil ist und eine Ventilzunge 80 und einen Wegbegrenzer 82 aufweist, welche beide an dem Ventildeckel 72 fest angeordnet bzw. verschraubt sind.
  • Die erste Fluidauslassöffnung 52 ist langlochartig ausgebildet. Dabei entspricht die tangentiale Breite B1 der Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 mindestens der tangentialen Breite B2 der Fluidauslassöffnung 52, wobei die langlochartig ausgebildete Fluidauslassöffnung 52 derart ausgerichtet ist, dass die erste Fluidauslassöffnung 52 in vordefinierten Rotorstellungen von einem der Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 jeweils vollständig verdeckt und auf diese Weise kurzzeitig vollständig verschlossen ist. In den Rotorstellungen, in denen die Fluidauslassöffnung 52 kurzzeitig durch ein Schieberelement 32, 34, 36, 38, 40 verschlossen ist, weisen die Längsachse der geschlossenen Fluidauslassöffnung 52 und die Längsachse des entsprechenden Schieberelements 32, 34, 36, 38, 40 eine gemeinsame identische Ausrichtung auf.
  • Im Betrieb der Gaspumpe 10 wird die Luft durch die Rotation des Pumpenrotors 30 durch die Fluideinlassöffnung 60 in das betreffende Pumpfach angesaugt und durch die beiden Fluidauslassöffnungen 52, 54 aus dem weiterrotierenden Pumpfach ausgestoßen. Solange in dem Pumpfach ein vordefinierter Überdruck herrscht, ist die erste Fluidauslassöffnung 52 freigegeben, und wird die Luft durch die erste Fluidauslassöffnung 52 ausgestoßen. Zusätzlich wird die Luft durch die zweite Fluidauslassöffnung 54 ausgestoßen, sobald das betreffende Pumpfach diese erreicht.
  • Dadurch, dass die erste Fluidauslassöffnung 52 langlochartig ausgebildet ist, ist die Durchströmungsfläche der Fluidauslassöffnung 52 groß genug, um die Luft praktisch widerstandslos aus dem Pumpfach ausströmen zu lassen, so dass die Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 keine zusätzliche mechanische Belastung in tangentialer Richtung erfahren. Ein Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Pumpfächern wird ebenfalls verhindert, da die Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 die Fluidauslassöffnungen 52, 54 jeweils temporär vollständig überdecken und verschließen. Die Rückströmungs-Verluste sind hier also gleich Null. Auf diese Weise wird der Verschleiß der Schieberelemente 32, 34, 36, 38, 40 reduziert, ohne dass der pneumatische Wirkungsgrad der Flügelzellen-Gaspumpe 10 reduziert wird.
  • Es sollte deutlich sein, dass auch andere konstruktive Ausführungsformen der trockenlaufenden Gaspumpe im Vergleich zur beschriebenen Ausführungsform möglich sind, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen. Es kann beispielsweise die Anzahl der Schieberelemente variieren oder die Fluideinlassöffnung und/oder die Fluidauslassöffnungen an anderen Gehäusebauteilen ausgebildet sein.

Claims (6)

  1. Flügelzellen-Gaspumpe für ein kompressibles Fluid, mit
    einem Pumpengehäuse (20), das eine Pumpkammer (22) bildet, in der ein Pumpenrotor (30) mit mindestens einem verschiebbaren Schieberelement (32, 34, 36, 38, 40) drehbar gelagert ist, wobei
    der Pumpkammer (22) mindestens eine Fluideinlassöffnung (60) zugeordnet ist,
    der Pumpkammer (22) in einem Auslasssektor eine in Drehrichtung erste langlochartige Fluidauslassöffnung (52) und eine zweite Fluidauslassöffnung (54) zugeordnet sind, die die Pumpkammer (22) mit der atmosphärischen Umgebung verbinden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die tangentiale Breite (B1) des mindestens einen Schieberelements (32,34,36,38,40) mindestens der tangentialen Breite (B2) der ersten langlochartigen Fluidauslassöffnung (52) entspricht, derart, dass
    das mindestens eine Schieberelement (32, 34, 36, 38, 40) die erste langlochartige Fluidauslassöffnung (52) temporär vollständig überdeckt,
    die Längsachse der geschlossenen ersten langlochartigen Fluidauslassöffnung (52) und die Längsachse des entsprechenden Schieberelements (32,34,36,38,40) eine gemeinsame identische Ausrichtung aufweisen,
    der ersten langlochartigen Fluidauslassöffnung (52) ein Rückschlagventil (70) fluidisch zugeordnet ist, und
    der zweiten Fluidauslassöffnung (54) kein Rückschlagventil zugeordnet ist.
  2. Flügelzellen-Gaspumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die tangentiale Breite B1 des mindestens einen Schieberelements (32, 34, 36, 38, 40) geringfügig größer als die tangentiale Breite B2 der ersten Fluidauslassöffnung (52) ist.
  3. Flügelzellen-Gaspumpe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste langlochartige Fluidauslassöffnung (52) über ihre Länge eine konstante tangentiale Breite B2 aufweist.
  4. Flügelzellen-Gaspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Pumpengehäuse (20) eine Anlaufscheibe (72), einen Hubring (74) und ein Bodenelement (76) aufweist, welche die Pumpkammer (22) begrenzen.
  5. Flügelzellen-Gaspumpe nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fluideinlassöffnung (60) an dem Bodenelement (76) ausgebildet ist und die erste langlochartige Fluidauslassöffnung (52) an der Anlaufscheibe (72) ausgebildet ist.
  6. Flügelzellen-Gaspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge L der ersten langlochartigen Fluidauslassöffnung (52) der freien Arbeitsraum-Weite W in Schieberelement-Längsrichtung entspricht.
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