Flügel für eine Flügelzellenvorrichtung sowie Flügelzellenvorrichtung

Abstract

 Flügel für eine Flügelzellenvorrichtung, die einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor mit mehreren Führungsnuten umfasst, in denen jeweils ein Flügel entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert werden kann, wobei der Flügel eine Hochdruckseite und eine der Hochdruckseite gegenüberliegende Niederdruckseite für durch einen Arbeitsraum der Flügelzellenvorrichtung gefördertes oder strömendes Fluid aufweist, und dass der Flügel eine an der Hochdruckseite ausgebildete erste Seitenwand und eine an der Niederdruckseite ausgebildete zweite Seitenwand aufweist, wobei die erste und zweite Seitenwand durch mehrere seitliche Begrenzungen von Fluidkanälen bildende Rippen miteinander verbunden sind, und wobei die erste und die zweite Seitenwand in der Bewegungsrichtung des Flügels versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die Hochdruckseite nur teilweise von der ersten Seitenwand abgedeckt ist und die Niederdruckseite nur teilweise von der zweiten Seitenwand abgedeckt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Flügel für eine Flügelzellenvorrichtung, die einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor mit mehreren Führungsnuten umfasst, in denen jeweils ein Flügel entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem eine Flügelzellenvorrichtung.

[0002] Derartige Flügelzellenvorrichtungen können flüssigkeitsfördernde Flügelzellenpumpen oder flüssigkeitsangetriebene Flügelzellenmotoren sein. Es sind auch Flügelzellenvorrichtungen in Form von Flügelzellenmessvorrichtungen bekannt, bei denen die Menge des durch die Flügelzellenmessvorrichtung strömenden Fluids durch Zählen der Rotorumdrehungen unter Berücksichtigung des Fluidvolumendurchsatzes pro Umdrehung ermittelt werden kann. Sie besitzen in an sich bekannter Weise einen Stator, in dem ein Rotor drehbar angeordnet ist. Der Stator besitzt mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung für das Fluid. Darüber hinaus sind bei derartigen Flügelzellenvorrichtungen Flügel (auch "Schieber" genannt) in geeigneten Führungsnuten des Rotors angeordnet, welche sich beim Betrieb der Flügelzellenvorrichtung in den Führungsnuten des Rotors radial oder überwiegend radial hin und her bewegen. Der Rotor trennt in Verbindung mit den Flügeln den Niederdruckraum von dem Hochdruckraum.

[0003] Es ist bekannt, einen im Zuge der radialen Bewegung der Flügel entstehenden Freiraum zwischen dem Grund der Führungsnuten und dem radial innenliegenden Ende der Flügel, wenn diese sich zum Teil aus der Führungsnut herausbewegen, durch entsprechende Kanäle im Rotor oder im Flügel mit Förder- oder Antriebsfluid zu füllen. Dies ist erforderlich, damit in dem entstehenden Freiraum kein die Flügelbewegung hemmender zu großer Unterdruck entstehen kann. Wenn sich der Flügel wieder in radialer Richtung in die Führungsnut hineinbewegt, muss das Fluid aus dem Freiraum zwischen dem Nutgrund und dem Flügel durch die Fluidkanäle abfließen können, ohne die Flügelbewegung unnötig zu erschweren.

[0004] Bei in dem Rotor ausgebildeten Fluidkanälen können die Fluidkanäle in vorteilhafter Weise mit großem Querschnitt gestaltet werden. Diese Ausgestaltung ist allerdings vergleichsweise kostenintensiv. Bei in dem Flügel ausgebildeten Fluidkanälen können die Fluidkanäle konstruktionsbedingt nur mit einem kleineren Querschnitt realisiert werden. Dafür ist diese Ausgestaltung weniger kostenintensiv. Es ist bekannt, die Fluidkanäle durch Rippen zu begrenzen. Die Rippen müssen eine ausreichende Dicke besitzen, um den Verschleiß an den Führungsnuten zu begrenzen. Dies führt auch zu dem verringerten Querschnitt der Fluidkanäle.

[0005] Der geringe Querschnitt bei in den Flügeln ausgebildeten Fluidkanälen kann bei zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Rotors zu einem stark zunehmenden Unterdruck in den Freiräumen zwischen den Nutgründen und den Flügeln führen. Dieser Unterdruck wird durch Rotationsfliehkräfte noch verstärkt. Ab einer Grenzdrehgeschwindigkeit des Rotors kann dieser Unterdruck die Flügelbewegung aus dem Rotor heraus in unerwünschter Weise hemmen oder Flüssigkeit in den Freiräumen zwischen den Nutgründen und den Flügeln ausgasen oder verdampfen lassen, was zu einer weiteren Funktionseinschränkung und unerwünschten Geräuschen führt.

[0006] Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flügel und eine Flügelzellenvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, wobei in dem Flügel Fluidkanäle mit größerem Querschnitt ausgebildet werden können, so dass die Drehgeschwindigkeit des Rotors erhöht werden kann, ohne dass dabei die Flügelstabilität oder die Verschleißeigenschaften verschlechtert werden. Außerdem sollen erfindungsgemäße Flügel bzw. Flügelzellenvorrichtungen kostengünstiger herstellbar sein.

[0007] Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

[0008] Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Flügel für eine Flügelzellenvorrichtung, die einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor mit mehreren Führungsnuten umfasst, in denen jeweils ein Flügel entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert werden kann, wobei der Flügel eine Hochdruckseite und eine der Hochdruckseite gegenüberliegende Niederdruckseite für durch einen Arbeitsraum der Flügelzellenvorrichtung gefördertes oder strömendes Fluid aufweist, wobei der Flügel eine an der Hochdruckseite ausgebildete erste Seitenwand und eine an der Niederdruckseite ausgebildete zweite Seitenwand aufweist, und wobei die erste und zweite Seitenwand durch mehrere seitliche Begrenzungen von Fluidkanälen bildende Rippen miteinander verbunden sind, und wobei die erste und die zweite Seitenwand in der Bewegungsrichtung des Flügels versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die Hochdruckseite nur teilweise von der ersten Seitenwand abgedeckt ist und die Niederdruckseite nur teilweise von der zweiten Seitenwand abgedeckt ist.

[0009] Wie eingangs erwähnt, kann es sich bei der Flügelzellenvorrichtung beispielsweise um eine fluidfördernde, insbesondere flüssigkeitsfördernde, Flügelzellenpumpe oder einen fluidangetriebenen, insbesondere flüssigkeitsangetriebenen, Flügelzellenmotor handeln. Es ist auch möglich, dass die Flügelzellenvorrichtung eine Flügelzellenmessvorrichtung ist. In diesem Fall kann die Menge des durch die Flügelzellenmessvorrichtung bzw. den Arbeitsraum strömenden Fluids durch Zählen der Rotorumdrehungen unter Berücksichtigung des Fluidvolumendurchsatzes pro Umdrehung ermittelt werden. Die Flügelzellenvorrichtung umfasst in an sich bekannter Weise einen feststehenden Stator, der einen Arbeitsraum begrenzt. In der Wand des Arbeitsraums ist mindestens eine Einlassöffnung für in den Arbeitsraum strömendes Fluid und mindestens eine Auslassöffnung für aus dem Arbeitsraum ausströmendes Fluid vorgesehen. Es können auch mehrere Einlassöffnungen und mehrere Auslassöffnungen vorgesehen sein. Das Fluid kann zum Beispiel eine Flüssigkeit, wie Heizöl, sein. In dem Stator ist in an sich bekannter Weise ein Rotor drehbar gelagert. Der Rotor kann eine kreiszylindrische Grundform besitzen. Der Rotor trennt in Verbindung mit den Flügeln den Niederdruckraum und den Hochdruckraum der Flügelzellenvorrichtung. Dieser Aufbau einer Flügelzellenvorrichtung ist an sich bekannt.

[0010] Der Rotor besitzt mehrere Führungsnuten. In den Führungsnuten ist jeweils ein erfindungsgemäßer Flügel (auch "Schieber" genannt) aufgenommen. Die Flügel bewegen sich im Betreib bei einer Drehung des Rotors entlang einer Bewegungsrichtung nach außen und nach innen, insbesondere in radialer oder überwiegend radialer Bewegungsrichtung. So können sich die Flügel beispielsweise unter einem Winkel zu der radialen Richtung in den Führungsnuten bewegen. Die Flügel können auch nach außen vorgespannt sein, so dass sie sich an den sich im Zuge der Drehung des Rotors ändernden Abstand zwischen der Außenfläche des Rotors und der Innenfläche des Arbeitsraums anpassen. Insbesondere werden sie durch die Vorspannung dann jederzeit an die Innenfläche des Arbeitsraums gedrückt. Es ist aber auch möglich, dass sich die Flügel allein durch Fliehkräfte nach außen bewegen und so an die Innenfläche des Arbeitsraums gedrückt werden. Weiterhin ist es möglich, dass sich im Rotor gegenüberliegende Flügel über Schubstangen in bekannter Art und Weise zwangsgeführt werden, so dass ein in den Rotor hineinwandernder Flügel den gegenüberliegenden Flügel herauswandern lässt.

[0011] Der erfindungsgemäße Flügel weist mehrere Fluidkanäle auf. Im in den Rotor eingesetzten Zustand des Flügels können auch die Fluidkanäle in radialer oder überwiegend radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse des Rotors verlaufen. Die Führungsnuten des Rotors besitzen jeweils einen radial innenliegenden Nutgrund. Wenn sich die Flügel aus der jeweiligen Führungsnut nach außen bewegen, strömt Fluid in den sich bildenden Freiraum zwischen dem Nutgrund und dem radial inneren Ende des Flügels, insbesondere durch die Fluidkanäle, um einen die Bewegung des Flügels behindernden Unterdruck zu vermeiden. Bei einer Bewegung des Flügels nach innen wird das Fluid aus dem Freiraum am Nutgrund wieder in radialer Richtung nach außen in den Arbeitsraum verdrängt, nämlich durch die Fluidkanäle der Flügel. Im Betrieb der Flügelzellenvorrichtung erzeugt das durch den Arbeitsraum geförderte bzw. strömende Fluid eine Druckkraft auf die Hochdruckseite der erfindungsgemäßen Flügel. Die Hochdruckseite der erfindungsgemäßen Flügel ist also diejenige Seite, auf der im Betrieb der Flügelzellenvorrichtung der höhere Druck herrscht. Die gegenüberliegende Seite der erfindungsgemäßen Flügel wird in diesem Zusammenhang als Niederdruckseite bezeichnet. Sie ist entsprechend die Seite, auf der im Betrieb der Flügelzellenvorrichtung der niedrigere Druck herrscht.

[0012] Der erfindungsgemäße Flügel besitzt eine an der Hochdruckseite ausgebildete erste Seitenwand und eine an der Niederdruckseite ausgebildete zweite Seitenwand, wobei die erste und zweite Seitenwand durch mehrere Rippen miteinander verbunden sind, die seitliche Begrenzungen der Fluidkanäle bilden. Die Rippen können in Bewegungsrichtung der Flügel, also in radialer Richtung oder überwiegend radialer Richtung verlaufen. Die ersten und zweiten Seitenwände des Flügels verlaufen entlang parallel beabstandeter Ebenen, beispielsweise radialer Ebenen, die gleichzeitig die Hochdruck- und Niederdruckseiten der Flügel definieren. Erfindungsgemäß sind die ersten und zweiten Seitenwände des Flügels in Bewegungsrichtung des Flügels, also insbesondere in radialer oder überwiegend radialer Richtung, versetzt zueinander angeordnet. Die Hochdruckseite ist also nur teilweise von der ersten Seitenwand bedeckt und die Niederdruckseite ist nur teilweise von der zweiten Seitenwand bedeckt. Insbesondere ist der dem durch die erste Seitenwand bedeckten Bereich der Hochdruckseite gegenüberliegende Bereich der Niederdruckseite nicht durch die zweite Seitenwand bedeckt. Durch diese Ausgestaltung können die Fluidkanäle des Flügels im Vergleich zu konventionellen Flügeln mit einem größeren Querschnitt ausgebildet werden. Die Vergrößerung der Fluidkanäle wird möglich durch die Reduzierung der ersten und zweiten Seitenwände auf die Bereiche, in denen sie für die Funktion des Flügels erforderlich sind. Insbesondere werden die ersten und zweiten Seitenwände in den Bereichen ausgebildet, in denen im Betrieb der Flügelzellenvorrichtung erhebliche Druck- bzw. Abstützkräfte auftreten. So kann durch die ersten und zweiten Seitenwände eine ausreichende Stabilität des Flügels jederzeit sichergestellt werden. In den übrigen, durch die Seitenwände nicht bedeckten Bereichen bleibt der Flügel zu den Seiten hin offen. Hier werden die Fluidkanäle seitlich begrenzt durch die Rippen zwischen der jeweils gegenüberliegenden Seitenwand der Flügel und der Innenwand der Führungsnuten des Rotors gebildet. Die ersten und zweiten Seitenwände engen die Fluidkanäle also nur noch abwechselnd und nicht mehr gleichzeitig ein. Der Querschnitt der Fluidkanäle kann daher um eine Wanddicke der ersten und zweiten Seitenwände größer ausgebildet werden, als wenn die Hochdruck- und Niederdruckseiten vollständig von Seitenwänden bedeckt sind. Trotzdem besitzen die erfindungsgemäßen Flügel eine ausreichende Steifigkeit im Betrieb, da auf beiden Seiten, also den Hochdruck- und Niederdruckseiten Seitenwandbereiche verbleiben.

[0013] Durch die Querschnittsvergößerung der Fluidkanäle kann die Gefahr eines die Bewegung der Flügel hemmenden Unterdrucks reduziert werden. Hierdurch kann die kritische Drehzahl des Rotors und damit die Leistung der Flügelzellenvorrichtung gesteigert werden. Gleichzeitig sind die Flügel in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar. Mit der Querschnittsvergrößerung der Fluidkanäle geht auch eine Gewichtsreduzierung einher, die zu einer Verringerung des Verschleißes führt. Auch können in der Regel Flügelzusatzgewichte in kostengünstiger Weise vermieden werden, die im Stand der Technik zum Ausgleich eines größeren Unterdrucks im Bereich des Nutgrundes erforderlich sind.

[0014] Nach einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Rippen in dem von der ersten Seitenwand freien Abschnitt der Hochdruckseite bündig mit der Außenseite der ersten Seitenwand abschließen, und dass die Rippen in dem von der zweiten Seitenwand freien Abschnitt der Niederdruckseite bündig mit der Außenseite der zweiten Seitenwand abschließen. Die Rippen erstrecken sich also bis zu der durch die Außenseite der ersten bzw. zweiten Seitenwand definierten Ebene. Hierdurch wird der Querschnitt der Fluidkanäle maximiert.

[0015] Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Seitenwand am im Betrieb (also im in die Führungsnuten des Rotors einer Flügelzellenvorrichtung eingesetzten Zustand) inneren Ende des Flügels, insbesondere radial inneren Ende des Flügels, ausgebildet ist, wobei die zweite Seitenwand am im Betrieb äußeren Ende des Flügels, insbesondere radial äußeren Ende des Flügels, ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine besonders wirksame Anpassung der Seitenwände an die im Betrieb auf die Flügel wirkenden Druckkräfte erreicht. So führt die durch das Fluid auf die Hochdruckseite der Flügel ausgeübte Druckkraft dazu, dass die Flügel entsprechenden Abstützkräften durch die Seitenwände der Führungsnuten ausgesetzt sind. Die auf die Hochdruckseite wirkende Abstützkraft tritt dabei im Bereich des im Betrieb radial inneren Endes der Flügel auf. Die auf die Niederdruckseite wirkende Abstützkraft tritt dagegen im Bereich des im Betrieb radial äußeren Endes der Flügel auf. Dies wird durch die vorgenannte Ausgestaltung zuverlässig berücksichtigt.

[0016] Da der sich in dem Freiraum zwischen dem Nutgrund und dem jeweiligen Flügel bildende Unterdruck exponentiell mit der Vergrößerung des Fluidkanals und der Verbesserung der entsprechenden Strömungsformen abnimmt, kann wie eingangs erläutert in der Regel auf Flügelzusatzgewichte verzichtet werden. Falls dies in besonderen Fällen erforderlich ist, kann die zweite Seitenwand an ihrem im Betrieb äußeren Ende, insbesondere ihrem radial äußeren Ende, eine Verdickung besitzen. In der Verdickung kann ein Zusatzgewicht angeordnet sein, beispielsweise ein Metallelement oder in Form von Metallpulver. Sofern ein Metallelement wie ein Metallblech oder ein Metallstab als Zusatzgewichte vorgesehen ist, kann dies beispielsweise in die Verdickung der zweiten Seitenwand eingegossen werden.

[0017] Der erfindungsgemäße Flügel kann einstückig ausgebildet sein. Der Flügel kann in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt worden sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Fertigung der Flügel aus einem kostengünstigen Kunststoff.

[0018] Nach einer weiteren Ausgestaltung können zumindest einige Kanten der Seitenwände und/oder der Rippen abgerundet und/oder abgeschrägt sein. Hierdurch wird eine besonders ungehinderte Fluidströmung ermöglicht. In einfacher Weise können diese Abrundungen bzw. Abschrägungen bereits im Zuge des Kunststoffspritzgussverfahrens durch eine geeignete Ausgestaltung der Spritzgussform realisiert werden.

[0019] Die Erfindung löst die Aufgabe auch durch eine Flügelzellenvorrichtung umfassend einen Stator, der einen Arbeitsraum mit mindestens einer Einlassöffnung und mindestens einer Auslassöffnung für ein Fluid bildet, und umfassend einen in dem Arbeitsraum des Stators drehbar angeordneten Rotor, wobei der Rotor mehrere Führungsnuten aufweist, in denen jeweils ein erfindungsgemäß ausgebildeter Flügel gelagert ist, wobei zwischen den Flügeln und den Führungsnuten jeweils mehrere Fluidkanäle gebildet sind, durch die Fluid zwischen dem Arbeitsraum und dem innenliegenden Grund, insbesondere dem radial innenliegenden Grund, der jeweiligen Führungsnut strömen kann.

[0020] Wie erwähnt, können die Flügel jeweils durch Federmittel nach außen in den Führungsnuten des Rotors vorgespannt sein. Hierzu können zum Beispiel im Bereich des jeweiligen Nutgrundes geeignete Federn angeordnet sein. Hierdurch kann die Vorspannung in besonders einfacher Weise realisiert werden. Wie eingangs erläutert, ist es aber auch möglich, dass die Flügel nicht vorgespannt sind, sondern allein durch Fliehkräfte nach außen bewegt werden.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Figur 1

einen Rotor einer erfindungsgemäßen Flügelzellenvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 2

einen erfindungsgemäßen Flügel in einer perspektivischen Ansicht, und

Figur 3

den in Figur 2 gezeigten Flügel im in den in Figur 1 gezeigten Rotor eingesetzten Zustand in einer ausschnittsweisen Seitenansicht.

[0022] Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Der in Figur 1 gezeigte Rotor 10 der erfindungsgemäßen Flügelzellenvorrichtung, beispielsweise einer Flügelzellenpumpe oder eines Flügelzellenmotors oder einer Flügelzellenmessvorrichtung, besitzt in dem gezeigten Beispiel eine kreiszylindrische Grundform mit einer zylindrischen Außenfläche 12. Über Lagerzapfen 14, von denen in Figur 1 nur einer zu erkennen ist, wird der Rotor 10 in einem nicht gezeigten Stator der Flügelzellenvorrichtung drehbar angeordnet. Der Stator begrenzt einen Arbeitsraum, in dem der Rotor 10 über die Lagerzapfen 14 drehbar gelagert wird, wobei der Rotor 10 in Verbindung mit den Flügeln eine Trennung von Niederdruck- und Hochdruckraum realisiert.

[0023] Sofern es sich um eine Flügelzellenpumpe handelt, wird der Rotor 10 entsprechend in dem Arbeitsraum des Stators durch einen geeigneten Drehantrieb, beispielsweise einen elektrischen Antrieb, drehend angetrieben, so dass Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, aus der Einlassöffnung durch den Arbeitsraum hindurch zu der Auslassöffnung gefördert wird. Sofern es sich um einen Flügelzellenmotor handelt, wird die Drehbewegung des Rotors 10 durch das durch den Arbeitsraum strömende Fluid, beispielsweise eine Antriebsflüssigkeit, bewirkt.

[0024] Der in Figur 1 gezeigte Rotor 10 besitzt in dem dargestellten Beispiel vier Führungsnuten 16. Die Führungsnuten 16 sind in dem gezeigten Beispiel gleichmäßig über den Umfang des Rotors 10 verteilt. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger als vier Führungsnuten vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass die Führungsnuten nicht gleichmäßig über den Umfang des Rotors 10 verteilt sind. Jede der Führungsnuten 16 weist einen radial innenliegenden Nutgrund 18 und Wände 20, 22 auf.

[0025] In Figur 2 ist beispielhaft ein erfindungsgemäßer Flügel 24 der erfindungsgemäßen Flügelzellenvorrichtung gezeigt. Vorliegend werden vier der in Figur 2 gezeigten Flügel 24 in die in Figur 1 gezeigten Führungsnuten 16 des Rotors 10 eingesetzt. Jeder der Flügel 24 bildet in dem dargestellten Beispiel eine Mehrzahl parallel angeordneter und im in den Rotor 10 eingesetzten Zustand in radialer Richtung verlaufende Fluidkanäle 26. Die Fluidkanäle 26 werden seitlich jeweils durch Rippen 28 begrenzt, die im in den Rotor 10 eingesetzten Zustand in dem gezeigten Beispiel ebenfalls in radialer Richtung verlaufen. Außerdem weist der Flügel 24 eine erste Seitenwand 30 auf, deren Außenfläche 32 bei in den Rotor 10 eingesetztem Flügel 24 eine in einer radialen Ebene liegende Hochdruckseite des Flügels 24 definiert. Darüber hinaus weist der Flügel 24 eine der ersten Seitenwand 30 diametral gegenüberliegende zweite Seitenwand 34 auf, deren Außenseite 36 eine im in den Rotor 10 eingesetzten Zustand ebenfalls in einer radialen Ebene liegende Niederdruckseite des Flügels 24 definiert. Die ersten und zweiten Seitenwände 30, 34 und insbesondere ihre Außenseiten 32, 36 verlaufen also entlang parallel beabstandeter Ebenen.

[0026] In Figur 2 ist zum einen erkennbar, dass die erste Seitenwand 30 und die zweite Seitenwand 34 derart in radialer Richtung, nämlich in Längsrichtung der Fluidkanäle 26, versetzt zueinander sind, dass die Hochdruckseite nur abschnittsweise von der ersten Seitenwand 30 abgedeckt ist und die Niederdruckseite nur abschnittsweise von der zweiten Seitenwand 34 abgedeckt ist. Insbesondere ist der der ersten Seitenwand 30 direkt gegenüberliegende Bereich der Niederdruckseite nicht von der zweiten Seitenwand 34 abgedeckt. Entsprechend ist der der zweiten Seitenwand 34 direkt gegenüberliegende Abschnitt der Hochdruckseite nicht von der ersten Seitenwand 30 abgedeckt. In Figur 2 ist außerdem zu erkennen, dass die Rippen 28 in dem von der ersten Seitenwand freien Abschnitt der Hochdruckseite außen bündig mit der Außenseite 34 der ersten Seitenwand 30 abschließen. Weiter ist in Figur 2 zu erkennen, dass die Rippen 28 in dem von der zweiten Seitenwand 34 freien Abschnitt der Niederdruckseite jeweils außen bündig mit der Außenseite der zweiten Seitenwand 34 abschließen. Die erste Seitenwand 30 ist dabei im in den Rotor 10 eingesetzten Zustand am radial inneren Ende des Flügels 24 ausgebildet. Die zweite Seitenwand 34 ist entsprechend am radial äußeren Ende des Flügels 24 ausgebildet.

[0027] In dem gezeigten Beispiel ist der Flügel 24 einstückig aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet. Insbesondere ist der Flügel 24 in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt worden. Bei dem Bezugszeichen 38 ist in Figur 2 außerdem eine Verdickung 38 der zweiten Seitenwand 34 an ihrem radial äußeren Ende zu erkennen. Falls dies erforderlich ist, kann in diese Verdickung 38 ein Zusatzgewicht, beispielsweise ein Metallstab oder ähnliches, eingegossen werden.

[0028] In Figur 3 ist der in Figur 2 gezeigte Flügel 24 eingesetzt in eine der Führungsnuten 16 des ausschnittsweise gezeigten Rotors 10 aus Fig. 1 dargestellt. In dem dargestellten Beispiel befindet sich der Flügel 24 in einem teilweise aus der Führungsnut 16 in radialer Richtung ausgefahrenen Zustand. Zwischen dem radial innenliegenden Ende des Flügels 24 und dem Grund 18 der Führungsnut 16 wird dadurch ein Freiraum 40 gebildet. Dieser Freiraum 40 wird beim Ausfahren des Flügels 24 durch einströmendes Fluid gefüllt, um einen Unterdruck zu vermeiden. Das Fluid fließt durch die zwischen dem Flügel 24 und den Wänden 20, 22 der Führungsnut 16 gebildeten Fluidkanäle 26 in den Freiraum 40. Bewegt sich der Flügel 24 wieder radial nach innen, wird das Fluid radial nach außen aus dem Freiraum 40 heraus verdrängt, nämlich durch die Fluidkanäle 26.

[0029] Das durch die Flügel 24 geförderte bzw. durch den Arbeitsraum strömende Fluid übt eine in Figur 3 durch den Pfeil 42 veranschaulichte Druckkraft auf die Hochdruckseite des Flügels 24 aus. Diese Druckkraft 42 führt dazu, dass der Flügel 24 entsprechend den in Figur 3 durch die Pfeile 44, 46 veranschaulichten Abstützkräften gegen die Wände 20, 22 der Führungsnut 16 gedrückt wird. Aus der Darstellung in Figur 3 ist unmittelbar erkennbar, dass sich die erste Seitenwand 30 und die zweite Seitenwand 34 des erfindungsgemäßen Flügels 24 gerade dort befinden, wo die Abstützkräfte 44, 46 wirken und wo andererseits eine Abdichtung der Hochdruckseite gegenüber der Niederdruckseite erforderlich ist. Außerdem ist zu erkennen, dass die erste und zweite Seitenwand 30, 34 des Flügels 24 die Fluidkanäle 26 nur abwechselnd einengen, so dass der Querschnitt der Fluidkanäle 26 in vorteilhafter Weise vergrößert werden kann. Schließlich ist zu erkennen, dass die Kanten der ersten und zweiten Seitenwände 30, 34 abgerundet und abgeschrägt sind, um eine möglichst ungehinderte Strömung des Fluids aus und in den Freiraum 40 zu erlauben.

Ansprüche

1. Flügel für eine Flügelzellenvorrichtung, die einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor (10) mit mehreren Führungsnuten (16) umfasst, in denen jeweils ein Flügel (24) entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (24) eine Hochdruckseite und eine der Hochdruckseite gegenüberliegende Niederdruckseite für durch einen Arbeitsraum der Flügelzellenvorrichtung gefördertes oder strömendes Fluid aufweist, und dass der Flügel (24) eine an der Hochdruckseite ausgebildete erste Seitenwand (30) und eine an der Niederdruckseite ausgebildete zweite Seitenwand (34) aufweist, wobei die erste und zweite Seitenwand (30, 34) durch mehrere seitliche Begrenzungen von Fluidkanälen (26) bildende Rippen (28) miteinander verbunden sind, und wobei die erste und die zweite Seitenwand (22, 34) in der Bewegungsrichtung des Flügels (24) versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die Hochdruckseite nur teilweise von der ersten Seitenwand (30) abgedeckt ist und die Niederdruckseite nur teilweise von der zweiten Seitenwand (34) abgedeckt ist.

2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (28) in dem von der ersten Seitenwand (30) freien Abschnitt der Hochdruckseite bündig mit der Außenseite (32) der ersten Seitenwand (30) abschließen, und dass die Rippen (28) in dem von der zweiten Seitenwand (34) freien Abschnitt der Niederdruckseite bündig mit der Außenseite (36) der zweiten Seitenwand (34) abschließen.

3. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwand (30) am im Betrieb inneren Ende des Flügels (24) ausgebildet ist, wobei die zweite Seitenwand (34) am im Betrieb äußeren Ende des Flügels (24) ausgebildet ist.

4. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seitenwand (34) an ihrem im Betrieb äußeren Ende eine Verdickung (38) besitzt.

5. Flügel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdickung (38) ein Zusatzgewicht, insbesondere aus Metall oder Metallpulver, angeordnet ist.

6. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (24) einstückig ausgebildet ist.

7. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (24) in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt worden ist.

8. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Kanten der Seitenwände (30, 34) und/oder der Rippen (28) abgerundet und/oder abgeschrägt sind.

9. Flügelzellenvorrichtung umfassend einen Stator, der einen Arbeitsraum mit mindestens einer Einlassöffnung und mindestens einer Auslassöffnung für ein Fluid bildet, und umfassend einen in dem Arbeitsraum des Stators drehbar angeordneten Rotor (10), wobei der Rotor (10) mehrere Führungsnuten (16) aufweist, in denen jeweils ein Flügel (24) entlang einer Bewegungsrichtung beweglich gelagert ist, wobei zwischen den Flügeln (24) und den Führungsnuten (16) jeweils mehrere Fluidkanäle (26) gebildet sind, durch die Fluid zwischen dem Arbeitsraum und dem innenliegenden Grund der jeweiligen Führungsnut (16) strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (24) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.

10. Flügelzellenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenvorrichtung eine Flügelzellenpumpe oder ein Flügelzellenmotor ist.

11. Flügelzellenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenvorrichtung eine Flügelzellenmessvorrichtung ist, mit der die Menge des durch den Arbeitsraum strömenden Fluids durch Zählen der Rotorumdrehungen ermittelt werden kann.

Zeichnung