DE102013202128A1

DE102013202128A1 - Flügelpumpe

Info

Publication number: DE102013202128A1
Application number: DE102013202128A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Iljima
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20130251571A1; CN103321896A; JP5897945B2; CN103321896B; JP2013194677A; US8961157B2

Abstract

Eine Flügelpumpe beinhaltet mehrere Flügel 7 und einen Flügelnocken 27. Jeder der Flügel 7 ist in einem entsprechenden von mehreren Schlitzen 61 in einem Außenumfang eines Rotors 6 auf eine Weise untergebracht, dass er imstande ist, aus dem Schlitz 61 vorzustehen und sich in den Schlitz 61 zurückzuziehen. Jeder der Flügel 7 hat beide Endflächen zu gekrümmten Oberfläche in einer Ebene geformt, die senkrecht zur Drehachse des Rotors 6 ist. Der Flügelnocken 27 ist im Kontakt mit einem Endbereich des Rotors 6 so angeordnet, dass seine Außenumfangsfläche die innenumfangsseitigen Endbereiche aller Flügel 7 berührt, um die Flügel 7 zwangsweise vorstehen und sich zurückziehen zu lassen. Der Flügelnocken 27 ist beweglich, um den Exzentrizitätsbetrag relativ zu einer Antriebswelle 5 zu variieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelpumpe.
2. Beschreibung der verwandten Technik
JP 3631264 B offenbart eine Technik für eine Flügelpumpe mit Anordnungen, in welchen zwei kreisförmig gebogene Nutenbereiche an Bereichen ausgebildet sind, die proximalen Enden von Flügelaufnahmeschlitznuten in einem Rotor entsprechen und einer ansaugseitigen Zone und einer auslassseitigen Zone einer Pumpenkammer zugeordnet sind, wobei Fluiddrücke der Ansaugseite und der Auslassseite der Pumpe in die zwei Nutbereiche eingeleitet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In der in JP 3631264 B offenbarten Flügelpumpe veranlassen der Druck eines Fluids, das in die kreisförmig gebogene Nut eingeleitet wird, und eine Zentrifugalkraft im Zusammenhang mit der Drehung des Rotors den Flügel, aus der Flügelaufnahmeschlitznut hervorzustehen, und ein distales Ende des Flügels, an den Innenumfang eines Nockenrings zu stoßen. Jedoch steht der Flügel während der Drehung des Rotors mit langsamer Geschwindigkeit aufgrund der kleinen Zentrifugalkraft ungenügend bzw. zu wenig vor, so dass das distale Ende des Flügels vom Innenumfang des Nockenrings beabstandet sein kann. Wenn zu diesem Zeitpunkt das proximale Ende der Flügelaufnahmeschlitznut an der kreisförmig gebogenen Nut angeordnet ist, in welche der Fluiddruck auf der Auslassseite eingeleitet wird, fließt ein hoher Arbeitsfluiddruck auf der Auslassseite in die Flügelaufnahmeschlitznut und bewirkt dadurch, dass der Flügel birst, so dass er mit dem Innenumfang des Nockenrings zusammenstößt, womit ein lauter Aufschlaglärm erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das vorstehende Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flügelpumpe bereitzustellen, die bewirken kann, dass ein Flügel selbst während einer Drehung eines Rotors bei niedriger Geschwindigkeit ausreichend vorsteht, um dadurch zu verhindern, dass der Flügel mit dem Innenumfang eines Nockenrings zusammenstößt, und um Lärm zu reduzieren.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Flügelpumpe bereit, die mehrere Flügel umfasst, wobei jeder der Flügel in einem entsprechenden von mehreren Schlitzen in einem Außenumfang eines Rotors auf eine Weise untergebracht ist, dass er imstande ist, aus dem Schlitz vorzustehen und sich in den Schlitz zurückzuziehen, und beide Endflächen zu gekrümmten Oberflächen geformt in einer Ebene aufweist, die senkrecht zu einer Drehachse des Rotors ist; und/oder einen Flügelnocken, der im Kontakt mit einem Endbereich des Rotors so angeordnet ist, dass seine Außenumfangsfläche die Innenumfangsseitigen Endbereiche aller Flügel berührt, um dadurch die Flügel zwangsweise vorstehen und sich zurückziehen zu lassen, wobei der Flügelnocken beweglich ist, um einen Exzentrizitätsbetrag im Verhältnis zu einer Antriebswelle zu variieren.
Der Flügel kann selbst während einer Drehung des Rotors bei niedriger Geschwindigkeit ausreichend vorstehen gelassen werden. Ferner ist der Abstand zwischen dem Flügel und dem Nockenring reduziert und eine Kollision zwischen dem Flügel und dem Nockenring-Innenumfang ist gesteuert, so dass Lärm reduziert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein stufenloses Getriebe bzw. eine stufenlose Drehmomentwandlung (continuously variable transmission, CVT) zeigt, bei der eine Flügelpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ist eine Querschnittsansicht, die das Innere der Flügelpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer axialen Drehrichtung gesehen, zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die das Innere der Flügelpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer radialen Richtung der Drehachse gesehen, zeigt;
4 ist eine Darstellung, die einen Flügel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer axialen Drehrichtung eines Rotors gesehen, zeigt;
5 ist eine schematische Ansicht, die den Rotor, den Flügel und einen Flügelnocken gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6A bis 6D sind schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Einstellen einer rückwärtigen Drucköffnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
7 ist eine Tabelle, die Wirkungen auf das Antriebsmoment von Druck rund um den Flügelnocken, einer Wirkkraft des Flügelnockens und einer Reibungskraft des Flügelnockens zusammenfasst;
8 ist eine schematische Ansicht, die Positionsbeziehungen zwischen dem Rotor, einem Nockenring, dem Flügelnocken und dem Flügel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine vergrößerte schematische Ansicht, die einen Bereich rund um den Flügel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine Darstellung, die einen Flügel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer axialen Drehrichtung eines Rotors gesehen, zeigt; und
11 ist eine Darstellung, die einen Flügel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, aus einer axialen Drehrichtung eines Rotors gesehen, zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
[Allgemeine Anordnungen der Flügelpumpe]
Es wird eine Flügelpumpe 1 als selbstbewegende hydraulische Vorrichtung verwendet, insbesondere als Quelle zum Versorgen einer Riementyp-Stufenlos-Drehmomentwandlung (continuously variable transmission, CVT 100) mit hydraulischem Druck.
Die Flügelpumpe 1 wird von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben und zieht ein Arbeitsfluid in diesen und stößt das Arbeitsfluid aus diesem aus. Es wird ein hydraulisches Fluid, insbesondere ein Automatikgetriebeöl (automatic transmission fluid, ATF) als Arbeitsfluid verwendet.
Dies soll jedoch nicht die vorliegende Erfindung beschränken, und die vorliegende Erfindung kann bei einer Flügelpumpe angewendet werden, die irgendeinem anderen Mechanismus als der CVT das hydraulische Fluid zuführt.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte CVT 100 zeigt. In einem Steuerventil 110 sind verschiedene Arten von Ventilen (ein Schaltsteuerventil 111, ein sekundäres Ventil 112, ein sekundäres Drucksolenoidventil 113, ein Leitungsdruck-Solenoidventil 114, ein Druckregulatorventil 115, ein manuelles Ventil 116, ein Sperr/Auswahl-Änderungs-Solenoidventil 117, ein Kupplungsregulatorventil 118, ein Auswahl-Steuerventil 119, ein Sperr-Solenoidventil 120, ein Drehmomentwandler-Regulatorventil 121, ein Sperr-Steuerventil 122 und ein Auswahlschaltventil 123) angeordnet, die von einer CVT-Steuereinheit 130 gesteuert werden. Das aus der Flügelpumpe 1 ausgestoßene hydraulische Fluid wird über das Steuerventil 110 verschiedenen Teilen zugeführt (einer primären Scheibe 101, einer sekundären Scheibe 102, einer vorderen Kupplung 103, einer Gegenstrombremse 104, einem Drehmomentwandler 105 und einem Schmier- und Kühlsystem 106).
Die Flügelpumpe 1 ist ein Typ mit variabler Verdrängung, der die Pumpenverdrängung (eine Fluidmenge, die pro einer Umdrehung ausgestoßen wird) variieren kann. Die Flügelpumpe 1 beinhaltet eine Pumpeneinheit und eine Steuereinheit als integrale Einheit, die in einem Pumpenkörper als Gehäuse untergebracht sind. Insbesondere saugt die Pumpeneinheit das hydraulische Fluid an und stößt es aus. Die Steuereinheit steuert die Pumpenverdrängung. 2 und 3 zeigen Teilquerschnitte der Flügelpumpe 1. 2 ist ein Querschnitt der Pumpeneinheit ausschließlich eines Pumpenkörpers 4 entlang einer Ebene, die senkrecht zu einer Drehachse O ist. 2 zeigt ebenfalls einen Teilquerschnitt der Steuereinheit entlang einer Ebene, die durch eine Achse eines Steuerventils 2 geht. 3 ist ein Querschnitt der Pumpeneinheit einschließlich des Pumpenkörpers 4 entlang einer Ebene, die durch die Drehachse O geht. Aus Gründen der Einfachheit wird eine x-Achse in einer Richtung angenommen, in welcher die Achse des Steuerventils 2 verläuft, und die x-Achse ist positiv auf der Seite, auf der ein Ventilelement (ein Kolben 20) von einem Solenoid SOL beabstandet ist. Darüber hinaus ist eine z-Achse so definiert, dass sie in einer Richtung verläuft, in welcher die Drehachse O der Flügelpumpe 1 verläuft, und die z-Achse verläuft positiv nach oben im Verhältnis zur Papierfläche bzw. Zeichenebene der 2.
(Anordnungen der Pumpeneinheit)
Die Pumpeneinheit beinhaltet hauptsächlich eine Antriebswelle (eine Drehachse) 5, einen Rotor 6, Flügel 7, einen Nockenring 8 und einen Adapterring 9. Insbesondere wird die Antriebswelle 5 von der Kurbelwelle angetrieben. Der Rotor 6 wird drehbar von der Antriebswelle 5 angetrieben. Jeder der Flügel 7 ist in einem entsprechenden der mehreren Schlitze 61, die in einem Außenumfang des Rotors 6 ausgebildet sind, auf eine Weise aufgenommen, dass er imstande ist, von dem Schlitz 61 vorzustehen und sich in den Schlitz 61 zurückzuziehen. Der Nockenring 8 ist so angeordnet, dass er den Rotor 6 umgibt. Der Adapterring 9 ist so angeordnet, dass er den Nockenring 8 umgibt.
Der Pumpenkörper 4 beinhaltet hauptsächlich einen hinteren Körper 40, eine Druckplatte 41 und einen vorderen Körper 42. Insbesondere hat der hintere Körper 40 eine Gehäusevertiefung 40b, in welcher der Rotor 6, die Flügel 7 und der Nockenring 8 untergebracht sind. Die Druckplatte 41 ist in einem unteren Bereich auf einer Seite in der negativen z-Achsen-Richtung der Gehäusevertiefung 40b im hinteren Körper 40 untergebracht und auf der Seite in der negativen z-Achsen-Richtung des Nockenrings 8 und des Rotors 6 angeordnet. Die Druckplatte 41 bildet mehrere Pumpenkammern r mit dem Rotor 6, den Flügeln 7 und dem Nockenring 8. Der vordere Körper 42 schließt eine Öffnung der Gehäusevertiefung 40b. Der vordere Körper 42 ist auf der Seite in der positiven z-Achsen-Richtung des Nockenrings 8 und des Rotors 6 angeordnet. Der vordere Körper 42 bildet die Pumpenkammern r mit dem Rotor 6, den Flügeln 7 und dem Nockenring 8.
Die Antriebswelle 5 ist drehbar an dem Pumpenkörper 4 (dem hinteren Körper 40, der Druckplatte 41 und dem vorderen Körper 42) zapfengelagert. Die Antriebswelle 5 hat ein Ende auf der Seite in der positiven z-Achsen-Richtung, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über eine Kette verbunden ist, wobei sie sich gleichzeitig mit der Kurbelwelle dreht. Der Rotor 6 ist koaxial (Verzahnungsverbindung) an einem Außenumfang der Antriebswelle 5 befestigt. Der Rotor 6 dreht sich in 2 mit der Antriebswelle 5 im Uhrzeigersinn um die Drehachse O.
Die im hinteren Körper 40 ausgebildete Gehäusevertiefung 40b hat eine zylindrische Form mit geschlossenem Boden, die in der z-Achsen-Richtung verläuft. Der Adapterring 9, der eine kreisförmige Ringform hat, ist auf dem Innenumfang der Gehäusevertiefung 40b angeordnet. Der Adapterring 9 hat eine Innenumfangsfläche, die ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuseloch 90 bildet, das in der z-Achsen-Richtung verläuft. Der Nockenring 8, der eine ringförmige Ringform hat, ist vibrierbar im Gehäuseloch 90 untergebracht. Eine Spulenfeder SPG als ein elastisches Element hat ein erstes Ende, das auf der Seite in der positiven x-Achsen-Richtung des Adapterrings 9 angeordnet ist, und ein zweites Ende, das auf der Seite in der positiven x-Achsen-Richtung des Nockenrings 8 angeordnet ist. Die Spulenfeder SPG ist in einem zusammengedrückten Zustand angebracht, wobei sie beständig den Nockenring 8 zur Seite in der negativen x-Achsen-Richtung relativ zum Adapterring 9 drückt.
Ein Stift PIN, der den Adapterring 9 und den Nockenring 8 in ihrer Position sperrt, ist zwischen dem Adapterring 9 und dem Nockenring 8 so angeordnet, dass er zwischen einer Vertiefung in einer Innenumfangsfläche (einer Wälzfläche 91) des Adapterrings 9 und einer Vertiefung in einer Außenumfangsfläche (einer Nockenring-Außenumfangsfläche 81) des Nockenrings 8 eingeklemmt ist. Der Stift PIN weist beide Enden fest im Pumpenkörper 4 angeordnet auf. Der Nockenring 8 ist relativ zum Adapterring 9 auf der Wälzfläche 91, auf der der Stift PIN angeordnet ist, gelagert und schwenkbar um die Wälzfläche 91 vibrierbar. Der Stift PIN verhindert, dass der Nockenring 8 relativ zum Adapterring 9 abgelenkt wird (relative Drehung). Ein Abdichtungselement S1 ist auf der Innenumfangsfläche des Adapterrings 9 (im Gehäuseloch 90) an einer Position angeordnet, die im Wesentlichen dem Stift PIN quer über der Drehachse O gegenüber liegt.
Wenn der Nockenring 8 schwingt, stößt die Wälzfläche 91 des Adapterrings 9 an die Nockenring-Außenumfangsfläche 81 und das Abdichtungselement 51 berührt verschiebbar die Nockenring Außenumfangsfläche 81. δ soll der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 8 relativ zur Drehachse O sein. Dann ist der Exzentrizitätsbetrag δ minimal (null) an einer Position, an der eine Mittelachse des Nockenrings 8 mit der Drehachse O ausgerichtet ist (einer minimalen exzentrischen Position) und maximal an einer in 2 gezeigten Position, an welcher die Nockenring-Außenumfangsfläche 81 an die Innenumfangsfläche des Adapterrings 9 (Gehäuseloch 90) auf der Seite in der negativen x-Achsen-Richtung stößt.
Der Rotor 6 ist auf der Innenumfangsseite des Nockenrings 8 angeordnet. Der Rotor 6 weist mehrere Nuten (Schlitze 61) auf, die radial ausgebildet sind. Wie aus der z-Achsen-Richtung gesehen, ist jeder der Schlitze 61 linear angeordnet, so dass er sich in eine Rotor-Radialrichtung bis zu einer vorgegebenen Tiefe in Richtung der Drehachse O von einer Rotor-Außenumfangsfläche 6a erstreckt. Die Schlitze 61 sind so ausgebildet, dass sie sich über einen gesamten Bereich in der z-Achsen-Richtung des Rotors 6 erstrecken. Die Schlitze 61 sind an 11 Positionen ausgebildet, die jeweils in Umfangsrichtung gleich voneinander beabstandet sind. Eine hintere Druckkammer br, die in der z-Achsen-Richtung verläuft, ist an einem proximalen Endbereich auf der Innenumfangsseite (der Seite in Richtung der Drehachse O) jedes Schlitzes 61 ausgebildet. Die hintere Druckkammer br ist zu einer Nut ausgebildet, die ähnlich derjenigen von jedem Schlitz 61 ist.
Der Flügel 7 ist ein Plattenelement mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form. Ein Flügel 7 ist in jedem der Schlitze 61 auf eine solche Weise untergebracht, dass er imstande ist, aus dem Schlitz 61 hervorzustehen und sich in den Schlitz 61 zurückzuziehen. Es wird bemerkt, dass die Anzahl der Schlitze 61 oder Flügel 7 nicht auf 11 begrenzt ist. Die Form des Flügels 7 wird später eingehend beschrieben.
Eine kreisförmige Vertiefung 62 mit einer axialen Tiefe ist auf der Seite in der positiven z-Achsen-Richtung des Rotors 6 ausgebildet. Die kreisförmige Vertiefung 62 hat einen Innendurchmesser eines Kreises, der durch Verbinden proximaler Endbereiche der Flügel 7 gebildet wird, wenn die Flügel 7 am meisten aus den Schlitzen 61 hervorstehen.
Ein ringförmiger Flügelnocken 27 mit einem Durchgangsloch 27a ist in der ringförmigen Vertiefung 62 untergebracht. Der Flügelnocken 27 hat einen Außendurchmesser, der gleich einem Durchmesser einer Innenumfangsfläche des Nockenrings 8 (Nockenring-Innenumfangsfläche 80) minus eines Werts ist, der die Länge des Flügels 7 verdoppelt. Insbesondere ist der Flügelnocken 27 zusammen mit dem Nockenring 8 exzentrisch und hat eine Außenumfangsfläche (Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b), die so ausgebildet ist, dass sie ständig die proximalen Endbereiche aller Flügel 7 berührt.
Der Flügelnocken 27 ist so ausgebildet, dass er eine axiale Dicke hat, die im Wesentlichen gleich der Tiefe der kreisförmigen Vertiefung 62 ist. Die Antriebswelle 5 ist durch das Durchgangsloch 27a geführt. Das Durchgangsloch 27a hat einen Innendurchmesser, der so ausgebildet ist, dass er die Antriebswelle 5 nicht berührt, wenn der Flügelnocken 27 am exzentrischsten ist, und so, dass er auf der Seite der Innenumfangsseite relativ zu einem proximalen Endbereich auf der hinteren Druckkammer br ist. Insbesondere stellt das Vorstehende sicher, dass der proximale Endbereich der hinteren Druckkammer br selbst dann abgedichtet werden kann, wenn der Flügelnocken 27 am exzentrischsten ist.
Eine ringförmige Kammer, die zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors 6 (Rotor Außenumfangsfläche 6a), der Nockenring-Innenumfangsfläche 80, einer Oberfläche 410 der Druckplatte 41 auf der Seite der positiven z-Achsen-Richtung und einer Oberfläche 420 des vorderen Körpers 42 auf der Seite der negativen z-Achsen-Richtung ausgebildet ist, ist durch die mehreren Flügel 7 in 11 Pumpenkammern r unterteilt. Nachstehend wird ein Abstand zwischen benachbarten Flügeln 7 (zwischen Seitenflächen zweier benachbarter Flügel 7) in einer Drehrichtung des Rotors 6 (im Uhrzeigersinn in 2; nachstehend einfach als die ”Drehrichtung” bezeichnet, und eine Rückwärts-Drehrichtung des Rotors 6 wird als ”negative Drehrichtung” bezeichnet) als ”1 Steigung” bezeichnet. Eine Breite in der Drehung einer Pumpenkammer r beträgt 1 Steigung und ist unveränderlich.
Wenn eine Mittelachse des Nockenrings 8 im Verhältnis zur Drehachse O (auf der Seite in der negativen x-Achsen-Richtung) exzentrisch ist, ergeben sich größere Abstände in einer radialen Rotorrichtung zwischen der Rotor-Außenumfangsfläche 6a und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 (einer radialen Dimension der Pumpenkammer r) in einer Richtung von der Seite der positiven x-Achsen-Richtung zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung. Wenn der Flügel 7 gemäß diesen Änderungen des Abstands aus den Schlitzen 61 vorsteht und sich in die Schlitze 61 zurückzieht, ist jede der Pumpenkammern r begrenzt und die Pumpenkammern r auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung haben Volumina, die größer als diejenigen der Pumpenkammern r auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung sind. Diese Unterschiede in den Volumina der Pumpenkammern r führen zu erhöhten Volumina der Pumpenkammern r, wenn sich der Rotor 6 auf der unteren Seite der 2 relativ zur Drehachse O dreht (der Pumpenkammern r zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung) und zu verringerten Volumina der Pumpenkammern r, wenn sich der Rotor 6 auf der oberen Seite der 2 relativ zur Drehachse O dreht (der Pumpenkammern r zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung).
[Einzelheiten des Pumpenkörpers]
(Druckplatte)
Die Druckplatte 41 hat eine Ansaugöffnung 43a, eine Auslassöffnung 44a und rückwärtige Drucköffnungen 45, 46. Jede dieser Öffnungen ist in der Oberfläche 410 der Druckplatte 41 der positiven z-Achsen-Richtung ausgebildet.
Die Ansaugöffnung 43a dient als Einlass zum Einleiten des hydraulischen Fluids von außen in die Pumpenkammern r auf einer Ansaugseite bzw. Saugseite. Es wird auf 2 Bezug genommen, in der die Ansaugöffnung 43a in einem Abschnitt angeordnet ist, über welchem das Volumen der Pumpenkammern r mit der Drehung des Rotors 6 zunimmt. Die Ansaugöffnung 43a ist eine Nut, die in einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Pumpenkammern r auf der Ansaugseite ausgebildet ist. Hydraulischer Druck auf der Pumpenansaugseite wird durch die Ansaugöffnung 43a eingeleitet. Eine Ansaugzone der Flügelpumpe 1 ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der der Ansaugöffnung 43a entspricht, insbesondere einem Bereich eines Winkels, der im Wesentlichen 4, 5 Steigungen entspricht, die zwischen einem Startpunkt auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung und einem Endpunkt auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung der Ansaugöffnung 43a relativ zur Drehachse O ausgebildet sind.
Die Auslassöffnung 44a dient als Auslass zum Ausstoßen des hydraulischen Fluids aus den Pumpenkammern r auf einer Auslassseite nach außen. Die Auslassöffnung 44a ist in einem Abschnitt angeordnet, über welchem das Volumen der Pumpenkammern r mit der Drehung des Rotors 6 abnimmt. Die Auslassöffnung 44a ist eine Nut, die zu einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Pumpenkammern r auf der Auslassseite ausgebildet ist. Hydraulischer Druck auf der Pumpenauslassseite wird durch die Auslassöffnung 44a eingeleitet.
Eine Auslasszone der Flügelpumpe 1 ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der der Auslassöffnung 44a entspricht, insbesondere einem Bereich eines Winkels, der im Wesentlichen 4,5 Steigungen entspricht, die zwischen einem Startpunkt auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung und einem Endpunkt auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung der Auslassöffnung 44a relativ zur Drehachse O ausgebildet sind. Eine erste Einschließungszone ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der zwischen dem Endpunkt der Ansaugöffnung 43a und dem Startpunkt der Auslassöffnung 44a angeordnet ist. Eine zweite Einschließungszone ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der zwischen dem Endpunkt der Auslassöffnung 44a und dem Startpunkt der Ansaugöffnung 43a angeordnet ist. Die erste Einschließungszone und die zweite Einschließungszone sind jeweils eine Zone, über welchen das hydraulische Fluid in den in der Zone angeordneten Pumpenkammern r eingeschlossen ist, um dadurch zu verhindern, dass die Ansaugöffnung 43a und die Auslassöffnung 44a miteinander in Verbindung gebracht werden. Ein winkliger Bereich jeweils der ersten Einschließungszone und der zweiten Einschließungszone entspricht im Wesentlichen einer Steigung.
In der Druckplatte 41 sind die rückwärtigen Drucköffnungen 45, 46, die mit Wurzeln bzw. Füßen bzw. Einsetzungen (rückwärtige Druckkammer br, proximaler Schlitzendbereich des Rotors 6) der Flügel 7 in Verbindung stehen, getrennt voneinander auf der Ansaugseite bzw. der Auslassseite angeordnet. Die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 steht mit den rückwärtigen Druckkammern br der mehreren Flügel 7 in Verbindung, die im größten Teil der Ansaugzone und der Ansaugöffnung 43a angeordnet sind. Die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 ist eine Nut, in welche der hydraulische Druck auf der Pumpenansaugseite eingeleitet wird, und wird zu einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Verteilung der rückwärtigen Druckkammern br der Flügel 7 (proximale Schlitzendbereiche) ausgebildet.
Die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46 steht mit den rückwärtigen Druckkammern br der mehreren Flügel 7 in Verbindung, die in der Auslasszone und im Wesentlichen der Hälfte der ersten und zweiten Einschließungszonen angeordnet sind. Die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46 ist eine Nut, in welche der hydraulische Druck auf der Pumpenauslassseite eingeleitet wird, und ist zu einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Verteilung der rückwärtigen Druckkammern br der Flügel 7 (proximale Schlitzendbereiche) ausgebildet.
Die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 und die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46 sind an radialen Rotorpositionen angeordnet, an welchen ein guter Teil der ansaugseitigen rückwärtigen Drucköffnung 45 und der auslassseitigen rückwärtigen Drucköffnung 46 die rückwärtigen Druckkammern br überlappt, wie aus der z-Achsen-Richtung gesehen, ungeachtet dessen, wo der Nockenring 8 exzentrisch positioniert ist. Die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 und die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46 stehen mit den rückwärtigen Druckkammern br in Verbindung, wenn sie diese überlappen.
Es wird bemerkt, dass der Flügel 7 ”an der Ansaugzone positioniert” ist, wenn ein distaler Endbereich des Flügels 7 (distaler Flügelendbereich 70) die Ansaugöffnung 43a, aus der z-Achsen-Richtung gesehen, überlappt, und der Flügel 7 ”an der Auslasszone oder dergleichen positioniert” ist, wenn der distale Flügelendbereich 70 die Auslassöffnung 44a oder dergleichen, aus der z-Achsen-Richtung gesehen, überlappt.
(Hinterer Körper)
Der hintere Körper 40 hat ein Lagerrückhalteloch 40d, eine Niederdruckkammer 40e und eine Hochdruckkammer 40f, die in ihm ausgebildet sind. Eine Buchse 48 als Lager ist in einem Innenumfang des Lagerrückhaltelochs 40d ausgebildet. Die Antriebswelle 5 hat einen Negative-z-Achsen-Richtung-Endbereich, der drehbar auf einer Innenumfangsseite der Buchse 48 montiert ist. Die Niederdruckkammer 40e steht mit einem nicht gezeigten Tank über ein Tankanbringungsloch 400 in Verbindung. Der Tank ist eine Hydraulikfluidquelle, die das Hydraulikfluid lagert und die Flügelpumpe 1 mit dem Hydraulikfluid versorgen kann. Der Druck des Hydraulikfluids im Tank ist im Wesentlichen der Umgebungsdruck.
Die Hochdruckkammer 40f, die in der Form eines Beutels ausgebildet ist, ist an einem unteren Bereich auf der Seite der negativen z-Achsen-Richtung in der Gehäusevertiefung 40b angeordnet. Die Hochdruckkammer 40f ist mit einem Auslassdurchgang 30 einer hydraulischen Schaltung 3 in Verbindung. Der Auslassdurchgang 30 ist mit einem Versorgungsdurchgang 34 zum Zuführen eines Versorgungsdrucks zur CVT 100 außerhalb der Flügelpumpe 1 über eine Messblende (Blende 320) in Verbindung.
(Vorderer Körper)
Der vordere Körper 42 hat ein Lagerrückhalteloch 42d und eine Niederdruckkammer 42e, die darin ausgebildet ist. Eine Buchse 49 als Lager ist in einem Innenumfang des Lagerrückhaltungslochs 42d ausgebildet. Die Antriebswelle 5 hat einen Positive-z-Achsen-Richtung-Endbereich, der drehbar auf einer Innenumfangsseite der Buchse 49 montiert ist. Die Niederdruckkammer 42e steht mit der Niederdruckkammer 40e im rückwärtigen Körper 40 über einen Kommunikationsdurchgang 401, der im hinteren Körper 40 ausgebildet ist, in Verbindung.
Der vordere Körper 42 hat eine Ansaugöffnung 43b, eine Auslassöffnung 44b und eine Nockenöffnung 47. Jede dieser Öffnungen ist in der Oberfläche 420 des vorderen Körpers 42 auf der Seite der negativen z-Achsen-Richtung ausgebildet.
Die Ansaugöffnung 43b dient als Einlass zum Einleiten des hydraulischen Fluids in die Pumpenkammern r auf der Ansaugseite von außen. Es wird auf 2 Bezug genommen, in der die Ansaugöffnung 43b in dem Abschnitt angeordnet ist, über welchen das Volumen der Pumpenkammern r mit der Drehung des Rotors 6 zunimmt. Die Ansaugöffnung 43b ist eine Nut, die zu einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Pumpenkammern r auf der Ansaugseite ausgebildet ist. Hydraulischer Druck auf der Pumpenansaugseite wird durch die Ansaugöffnung 43b eingeleitet. Eine Ansaugzone der Flügelpumpe 1 wird über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der der Ansaugöffnung 43b entspricht, insbesondere einem Bereich eines Winkels, der im Wesentlichen 4, 5 Steigungen entspricht, die zwischen einem Startpunkt auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung und einem Endpunkt auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung der Ansaugöffnung 43b relativ zur Drehachse O ausgebildet sind.
Die Auslassöffnung 44b dient als Auslass zum Ausstoßen des hydraulischen Fluids aus den Pumpenkammern r auf einer Auslassseite nach außen. Die Auslassöffnung 44b ist in einem Abschnitt angeordnet, über welchen das Volumen der Pumpenkammern r mit der Drehung des Rotors 6 abnimmt. Die Auslassöffnung 44b ist eine Nut, die zu einer im Wesentlichen bogenförmigen Form um die Drehachse O längs der Pumpenkammern r auf der Auslassseite ausgebildet ist. Hydraulischer Druck auf der Pumpenauslassseite wird durch die Auslassöffnung 44b eingeleitet.
Eine Auslasszone der Flügelpumpe 1 ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der der Auslassöffnung 44b entspricht, insbesondere einem Bereich eines Winkels, der im Wesentlichen 4,5 Steigungen entspricht, die zwischen einem Startpunkt auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung und einem Endpunkt auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung der Auslassöffnung 44b relativ zur Drehachse O ausgebildet sind. Eine erste Einschließungszone ist über einem Bereich eines Winkels ausgebildet, der zwischen dem Endpunkt der Ansaugöffnung 43b und dem Startpunkt der Auslassöffnung 44b ausgebildet ist. Eine zweite Einschließungszone ist über einem Bereich eines Winkels angeordnet, der zwischen dem Endpunkt der Auslassöffnung 44b und dem Startpunkt der Ansaugöffnung 43b ausgebildet ist. Die erste Einschließungszone und die zweite Einschließungszone sind jeweils eine Zone, über welcher das hydraulische Fluid in den Pumpenkammern r, die in der Zone angeordnet sind, eingeschlossen ist, um dadurch zu verhindern, dass die Ansaugöffnung 43b und die Auslassöffnung 44b miteinander in Verbindung gebracht werden. Ein winkliger Bereich jeweils der ersten Einschließungszone und der zweiten Einschließungszone entspricht im Wesentlichen einer Steigung.
Die Nockenöffnung 47 ist kreisförmig um die Drehachse O angeordnet, die über einen Gesamtumfang längs eines Innenumfangs der kreisförmigen Vertiefung 62 im Rotor 6 verläuft. Der hydraulische Druck auf der Pumpenansaugseite wird in die Nockenöffnung 47 eingeleitet.
[Einzelheiten des Flügels]
4 ist eine Darstellung, die den Flügel 7, aus einer axialen Drehrichtung des Rotors 6 gesehen, zeigt. Der Flügel 7 hat ein Ende neben dem Nockenring 8 (distaler Flügelendbereich 70) und ein Ende neben dem Rotor 6 (proximaler Flügelendbereich 71). Jeder des distalen Flügelendbereichs 70 und des proximalen Flügelendbereichs 71 ist zu einer nach außen vorstehenden gekrümmten Oberfläche, aus der axialen Drehrichtung des Rotors 6 gesehen, ausgebildet (in einer zur Drehachse senkrechten Ebene). Eine Mitte c2 einer gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und eine Mitte c1 einer gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind auf einer Achse des Flügels 7 angeordnet und auf der Seite des distalen Flügelendbereichs 70 relativ zur Mitte einer axialen Länge des Flügels 7 versetzt. r2 soll ein Radius der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelbereichs 70 und r1 ein Radius der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sein. Dann werden die gekrümmten Oberflächen so ausgebildet, dass die Summe des Radius r2 und des Radius r1 mit einer axialen Länge B des Flügels 7 zusammenfällt. Insbesondere sind die gekrümmten Oberflächen so ausgebildet, dass die Mitte c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 zusammenfallen. Ferner ist der Radius r2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 so ausgebildet, dass er kleiner als der Radius r1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 ist.
Es wird bemerkt, dass die Summe des Radius r2 und des Radius r1 in der Realität nicht unbedingt exakt mit der axialen Länge B des Flügels 7 zusammenfallen und die Mitte c2 und die Mitte c1 auch nicht unbedingt auf der Achse des Flügels 7 angeordnet sind. Insbesondere können die Mitte c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 nahe beieinander und auf der Seite des distalen Flügelendbereichs 70 relativ zur Mitte der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet sein.
Anordnungen der Steuereinheit
Die Steuereinheit der Flügelpumpe 1 beinhaltet Steuerkammern R1, R2, das Steuerventil 2 und die Hydraulikschaltung 3. Ein Raum zwischen dem Gehäuseloch 90 im Adapterring 9 und der Nockenring-Außenumfangsfläche 81 hat eine Seite der negativen z-Achsen-Richtung und eine Seite der positiven z-Achsen-Richtung, die von der Druckplatte 41 bzw. dem vorderen Körper 42 abgedichtet werden. Ferner ist der Raum durch einen Anlagebereich zwischen der Wälzfläche 91 und der Nockenring-Außenumfangsfläche 81 sowie einem Anlagebereich zwischen dem Abdichtungselement S1 und der Nockenring-Außenumfangsfläche 81 fluiddicht in die zwei Steuerkammern R1, R2 getrennt. In der Außenumfangsseite des Nockenrings 8 ist eine erste Steuerkammer R1 auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung definiert, in welcher der Exzentrizitätsbetrag δ des Nockenrings 8 zunimmt, und eine zweite Steuerkammer R2 ist auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung definiert, in welcher der Exzentrizitätsbetrag δ des Nockenrings 8 abnimmt.
Die Hydraulikschaltung 3 beinhaltet Durchgänge für das hydraulische Fluid, die zwischen verschiedenen Teilen im Pumpenkörper 4 verbinden. Die Durchgänge sind hauptsächlich im hinteren Körper 40 angeordnet. Der hintere Körper 40 beinhaltet auch ein im Wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuseloch 40a, das in der x-Achsen-Richtung verläuft. Das Steuerventil 2 hat den Kolben 20, der im Ventilgehäuseloch 40a untergebracht ist. Der Auslassdurchgang 30, der mit einer Auslassöffnung 44 der Pumpeneinheit in Verbindung steht, verzweigt sich in einen ersten Steuerquellendruckdurchgang 31 und einen Auslassdurchgang 32.
Der erste Steuerquellendruckdurchgang 31 steht mit der Seite der negativen x-Achsen-Richtung des Ventilgehäuselochs 40a in Verbindung. Druck, der im Wesentlichen gleich dem hydraulischen Druck ist, der aus der Auslassöffnung 44 ausgestoßen werden soll (Auslassdruck), wird dem Steuerventil 2 durch den ersten Steuerquellendruckdurchgang 31 als Quellendruck des hydraulischen Drucks (Steuerdruck) zum Steuern des Exzentrizitätsbetrags δ des Nockenrings 8 zugeführt. Die Blende 320 als drosselndes Teil mit einer Strömungsdurchgangs-Querschnittsfläche, die kleiner als diejenigen anderer Teile des Durchgangs ist, ist im Auslassdurchgang 32 angeordnet. Der Auslassdurchgang 32 verzweigt sich an einem Punkt stromabwärts der Blende 320 in einen zweiten Steuerquellendruckdurchgang 33 und den Versorgungsdurchgang 34.
Hydraulischer Druck, der der Auslassdruck aus der Auslassöffnung 44 ist, der durch die Blende 320 ein wenig reduziert ist (Versorgungsdruck), wird durch den Versorgungsdurchgang 34 zur CVT 100 zugeführt.
Der zweite Steuerquellendruckdurchgang 33 steht mit der Seite der positiven x-Achsen-Richtung des Ventilgehäuselochs 40a in Verbindung. Druck, der im Wesentlichen gleich dem Versorgungsdruck ist, wird dem Steuerventil 2 durch den zweiten Steuerquellendruckdurchgang 33 als Quellendruck des Steuerdrucks zugeführt.
Ein erster Steuerdurchgang 35 ist mit dem Ventilgehäuseloch 40a an einer Position neben einer Öffnung, auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung, in dem Ventilgehäuseloch 40a in Verbindung, das mit dem ersten Steuerquellendruckdurchgang 31 in Verbindung ist. Der erste Steuerdurchgang 35 ist mit der ersten Steuerkammer R1 der Pumpeneinheit über ein Durchgangsloch 92, das radial durch den Adapterring 9 dringt, in Verbindung. Darüber hinaus ist ein zweiter Steuerdurchgang 36 mit dem Ventilgehäuseloch 40a an einer Position neben einer Öffnung, auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung, in dem Ventilgehäuseloch 40a in Verbindung, das mit dem zweiten Steuerquellendruckdurchgang 33 in Verbindung ist. Der zweite Steuerdurchgang 36 ist mit der zweiten Steuerkammer R2 der Pumpeneinheit über ein Durchgangsloch 93, das radial durch den Adapterring 9 dringt, in Verbindung.
Das Steuerventil 2 ist ein Hydraulikdruck-Steuerventil (Kolbenventil), das das Ventilelement (den Kolben 20) betätigt (versetzt), um dadurch ein Ziel der Zuführung des hydraulischen Fluids zwischen der ersten Steuerkammer R1 und der zweiten Steuerkammer R2 zu ändern. Das Steuerventil 2 beinhaltet den Kolben 20 und eine Schraubenfeder 21. Insbesondere ist der Kolben 20 in dem Ventilgehäuseloch 40a untergebracht, so dass er in der x-Achsen-Richtung versetzt werden (eine Hubbewegung ausführen) kann. Die Schraubenfeder 21 ist in einem zusammengedrückten Zustand in dem Ventilgehäuseloch 40a auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung des Kolbens 20 angeordnet. Die Schraubenfeder 21 fungiert als Rückstellfeder, um den Kolben 20 beständig in die negative x-Achsen-Richtung zu drücken. Die Schraubenfeder 21 wird an ihrem Positive-x-Achsen-Richtungs-Ende von einer Halterung 22 gehalten,, die mit einem Gewinde an einem Gewindeteil 40c auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung des Ventilgehäuselochs 40a angebracht ist.
Das Steuerventil 2 ist ein Solenoid- bzw. Elektromagnetventil, in den der Solenoid SOL eingebaut ist. Die Betätigung des Steuerventils 2 (Verschiebung des Kolbens 20) wird durch einen Unterschied im hydraulischen Druck (erster und zweiter hydraulischer Druck), der auf beiden Seiten des Kolbens 20 gemäß einer Auslassströmungsrate der Pumpeneinheit und einer Schubkraft, die auf den Kolben 20 von dem Solenoid SOL wirkt, auf der Grundlage eines Befehls von der CVT-Steuereinheit 130 gesteuert.
Der Kolben 20 beinhaltet einen ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser und einen zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser zur Öffnungsblockierung (oder zur Variierung der Öffnungsöffnung). Der erste Bereich 201 mit großem Durchmesser ist auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung des Kolbens 20 angeordnet und der zweite Bereich 202 mit großem Durchmesser ist an einem Endbereich auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung des Kolbens 20 angeordnet. Jeder der ersten und zweiten Bereiche 201, 202 mit großem Durchmesser hat eine im Wesentlichen zylindrische Form und eine Außendurchmesserdimension, die im Wesentlichen identisch mit einer Innendurchmesserdimension des im Wesentlichen zylindrischen Ventilgehäuselochs 40a ist.
Eine erste Druckkammer 23, eine zweite Druckkammer 24 und eine Ablasskammer 25 sind in dem Ventilgehäuseloch 40a begrenzt. Insbesondere ist die erste Druckkammer 23 durch den ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser und einem Negative-x-Achsen-Richtung-Endbereich des Solenoids SOL begrenzt. Die zweite Druckkammer 24 ist durch den zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser und einen Positive-x-Achsen-Richtung-Endbereich des Ventilgehäuselochs 40a begrenzt. Die Ablasskammer 25 ist durch den ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser und den zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser begrenzt. Ungeachtet der Versetzung des Kolbens 20 ist der erste Steuerquellendruckdurchgang 31 mit der ersten Druckkammer 23 beständig in Verbindung und der zweite Steuerquellendruckdurchgang 33 ist mit der zweiten Druckkammer 24 beständig in Verbindung. Die Ablasskammer 25 ist mit einem nicht gezeigten Ablassdurchgang in Verbindung und wird bei niedrigerem Druck (zur Atmosphäre geöffnet) gehalten.
Wenn der Kolben 20 in die x-Achsen-Richtung versetzt wird, wird eine Fläche (eine Öffnungsfläche des Durchgangs) der Öffnung in dem Ventilgehäuseloch 40a variiert, das mit jedem von dem ersten Steuerdurchgang 35 oder dem zweiten Steuerdurchgang 36 (Zufuhr- oder Auslassloch, insbesondere Öffnung des hydraulischen Fluids), der durch jeden von den ersten und zweiten Bereichen 201, 202 mit großen Durchmessern blockiert wird, in Verbindung ist. Dies führt dazu, dass jeder der Durchgänge die Verbindung aufrechterhält oder geschlossen wird.
Jede der Öffnungen ist wie folgt angeordnet. In einem Zustand, in welchem der Kolben 20 am meisten auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung versetzt wird, unterbricht der erste Bereich 201 mit großem Durchmesser die Verbindung der Öffnung in dem ersten Steuerdurchgang 35 mit der ersten Druckkammer 23, während er die Verbindung der Öffnung in dem ersten Steuerdurchgang 35 mit der Ablasskammer 25 zulässt. Unter derselben Bedingung unterbricht der zweite Bereich 202 mit großem Durchmesser die Verbindung der Öffnung in dem zweiten Steuerdurchgang 36 mit der Ablasskammer 25, während er eine Verbindung der Öffnung in dem zweiten Steuerdurchgang 36 mit der zweiten Druckkammer 24 zulässt.
Wenn der Kolben 20 auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung versetzt wird, nimmt die Fläche der Öffnung in dem ersten Steuerdurchgang 35 zu, der durch den ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser geschlossen wird, so dass eine Verbindung zwischen dem ersten Steuerdurchgang 35 und der Ablasskammer 25 unterbrochen ist. Wenn der Kolben 20 um einen vorgegebenen Betrag oder mehr auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung versetzt wird, werden der erste Steuerdurchgang 35 und die erste Druckkammer 23 miteinander in Verbindung gebracht.
Darüber hinaus wird, wenn der Kolben 20 auf der Seite der positive x-Achsen-Richtung versetzt wird, die Fläche der Öffnung im zweiten Steuerdurchgang 36, der durch den zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser geschlossen wird, größer, so dass eine Kommunikation zwischen dem zweiten Steuerdurchgang 36 und der zweiten Druckkammer 24 unterbrochen wird. Wenn der Kolben 20 um einen vorgegebenen Betrag oder mehr auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung versetzt wird, werden der zweite Steuerdurchgang 36 und die Ablasskammer 25 miteinander in Verbindung gebracht.
Dem Solenoid SOL wird auf der Basis eines Befehls von der CVT-Steuereinheit 130 Energie zugeführt, so dass er einen Tauchkolben 2a zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung mit einer Schubkraft drückt, die gemäß der Menge von Energie zuführendem Strom variabel ist. Ein Positive-x-Achsen-Richtung-Endbereich des Tauchkolbens 2a stößt an einen Negative-x-Achsen-Richtung-Endbereich des Kolbens 20 und der Kolben 20 wird dadurch mit einer elektromagnetischen Kraft des Solenoids SOL zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung gedrückt. Dies erzeugt eine Wirkung, die identisch mit derjenigen ist, wenn eine anfängliche eingestellte Last der Schraubenfeder 21 ein wenig verändert wird. Zu dieser Zeit wird der Kolben 20 mit einem Differenzialdruck versetzt, der (zu einem früheren Zeitpunkt) kleiner ist, als wenn der Solenoid SOL ohne Energiezufuhr bleibt, um dadurch eine relativ niedrige Auslassströmungsrate zu erhalten, bevor eine vorgegebene Strömungsrate aufrechterhalten wird. Insbesondere kann die Auslassströmungsrate mit einer durch den Solenoid SOL erzeugten Drückkraft gesteuert werden. Die CVT-Steuereinheit 130 steuert den Solenoid SOL durch beispielsweise eine PWM-Steuerung, um dadurch eine Impulsbreite einer Antriebsspannung zu variieren. Dadurch wird ein gewünschter Effektivstrom durch eine Spule des Solenoids SOL geführt und die Antriebskraft des Tauchkolbens 2a wird dadurch variiert. Die CVT-Steuereinheit 130 steuert den Leitungsdruck angemessen gemäß einem Gaspedalbetätigungsbetrag, einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und damit zusammenhängenden Fahr- bzw. Antriebsbedingungen. Wenn eine hohe Auslassströmungsrate gefordert ist, wird daher Strom (elektromagnetische Kraft), der durch den Solenoid SOL zu leiten ist, AUS geschaltet oder verringert. Wenn eine niedrige Auslassströmungsrate gefordert ist, wird der Strom (elektromagnetische Kraft), der durch den Solenoid SOL zu leiten ist, erhöht.
[Betrieb]
Nachstehend wird der Betrieb der Flügelpumpe 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Pumpenbetrieb)
Das Drehen des Rotors 6 unter einer Bedingung, bei der der Nockenring 8 in der negativen x-Achsen-Richtung relativ zur Drehachse O exzentrisch ist, bewirkt, dass sich die Pumpenkammern r regelmäßig ausdehnen und zusammenziehen, während sie sich um die Drehachse O drehen. In der Ansaugzone, in welcher sich die Pumpenkammern r in der Drehrichtung ausdehnen, wird hydraulisches Fluid in die Pumpenkammern r durch eine Ansaugöffnung 43 gezogen. In der Auslasszone, in welcher sich die Pumpenkammern r in der Drehrichtung zusammenziehen, wird das angesaugte hydraulische Fluid aus den Pumpenkammern r zur Auslassöffnung 44 ausgestoßen.
Insbesondere nimmt, wenn sich die Aufmerksamkeit nur auf eine spezifische Pumpenkammer r richtet, das Volumen der spezifischen Pumpenkammer r zu, bis sich ein Flügel 7 auf der Seite der negativen Drehrichtung der Pumpenkammer r (nachstehend als der ”rückseitige Flügel 7” bezeichnet) an dem Endpunkt der Ansaugöffnung 43 vorbeibewegt, oder um das Vorstehende anders auszudrücken, bis sich ein Flügel 7 auf der Seite der Drehrichtung (nachstehend als der ”vorderseitige Flügel 7” bezeichnet) an dem Startpunkt der Auslassöffnung 44 vorbeibewegt. Während dieser Zeitspanne ist die spezifische Pumpenkammer r mit der Ansaugöffnung 43 in Verbindung, so dass das hydraulische Fluid durch die Ansaugöffnung 43 hereingezogen wird.
An einer Drehposition in der ersten Einschließungszone, an der (die Fläche auf der Seite der Drehrichtung des rückseitigen Flügels 7) der rückseitige Flügel 7 der spezifischen Pumpenkammer r mit dem Endpunkt der Ansaugöffnung 43 zusammenfällt und (die Fläche auf der Seite der negativen Drehrichtung des vorderseitigen Flügels 7) der vorderseitige Flügel 7 der spezifischen Pumpenkammer r mit dem Startpunkt der Auslassöffnung 44 zusammenfällt, steht die spezifische Pumpenkammer r weder mit der Ansaugöffnung 43 noch mit der Auslassöffnung 44 in Verbindung und wird fluiddicht gehalten.
Nachdem sich der rückseitige Flügel 7 der spezifischen Pumpenkammer r an dem Endpunkt der Ansaugöffnung 43 vorbeibewegt hat (der vorderseitige Flügel 7 sich an der Auslassöffnung 44 vorbeibewegt hat), nimmt das Volumen der spezifischen Pumpenkammer r mit der Drehung in der Auslasszone ab, so dass die spezifische Pumpenkammer r mit der Auslassöffnung 44 in Verbindung steht. Das hydraulische Fluid wird somit aus der Pumpenkammer r zur Auslassöffnung 44 ausgestoßen.
An einer Drehposition in der zweiten Einschließungszone, an welcher der rückseitige Flügel 7 der spezifischen Pumpenkammer r mit dem Endpunkt der Auslassöffnung 44 zusammenfällt und der vorderseitige Flügel 7 der spezifischen Pumpenkammer r mit dem Startpunkt der Ansaugöffnung 43 zusammenfällt, ist die spezifische Pumpenkammer r weder mit der Auslassöffnung 44 noch mit der Ansaugöffnung 43 in Verbindung und wird fluiddicht gehalten.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der Bereich jeweils der ersten Einschließungszone und der zweiten Einschließungszone nur einer Steigung (für eine Pumpenkammer r). Die Ansaugzone und die Auslasszone können daher so weit wie möglich ausgedehnt werden, während verhindert wird, dass die beiden Zonen miteinander in Verbindung stehen, so dass die Pumpeneffizienz verbessert werden kann. Die Einschließungszone (der Abstand zwischen der Ansaugöffnung 43 und der Auslassöffnung 44) können trotzdem so vorgesehen sein, dass sie sich über einen Bereich von einer Steigung oder mehr erstrecken.
(Betrieb mit variabler Verdrängung)
Wenn der Nockenring 8 auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung so schwingt, dass er einen Nicht-Null-Exzentrizitätsbetrag δ relativ zum Rotor 6 hat, nimmt das Volumen der Pumpenkammer r mit der Drehung des Rotors 6 in der Ansaugzone zu und wird maximal, wenn die Pumpenkammer r in der ersten Einschließungszone positioniert ist. In der Auslasszone nimmt das Volumen der Pumpenkammer r mit der Drehung des Rotors 6 ab und wird minimal, wenn die Pumpenkammer r in der zweiten Einschließungszone positioniert ist. An einer in 2 gezeigten maximalen exzentrischen Position wird die Differenz des Volumens zwischen Kontraktion und Expansion der Pumpenkammer r maximal und auch die Pumpenverdrängung wird maximal.
An einer minimalen exzentrischen Position, an welcher der Nockenring 8 auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung schwingt, um einen minimalen (Null-)Exzentrizitätsbetrag δ zu haben, nimmt das Volumen der Pumpenkammer r mit der Drehung des Rotors 6 weder zu noch ab. Um das Vorstehende anders auszudrücken, die Differenz des Volumens zwischen den Pumpenkammern r wird minimal (null) und auch die Pumpenverdrängung wird minimal. Daher variiert die Differenz des Volumens mit dem Schwingungsbetrag des Nockenrings 8 und die Pumpenverdrängung variiert dementsprechend.
Die Flügelpumpe 1 beinhaltet das Steuerventil 2 als Mittel zum variablen Steuern der Pumpenverdrängung. Das Steuerventil 2 empfängt eine Druckzufuhr von der Auslassöffnung 44 und erzeugt anhand des zugeführten Drucks als Druckquelle Steuerdruck zum Steuern des Exzentrizitätsbetrags δ. Insbesondere wird hydraulisches Fluid, das in der Pumpenkammer r in der Auslasszone komprimiert wird, über die Auslassöffnung 44 der Hochdruckkammer 40f zugeführt. Das hydraulische Fluid in der Hochdruckkammer 40f wird durch den Auslassdurchgang 30 und den ersten Steuerquellendruckdurchgang 31 der ersten Druckkammer 23 des Steuerventils 2 und durch den Auslassdurchgang 30, den Auslassdurchgang 32 und den zweiten Steuerquellendruckdurchgang 33 der zweiten Druckkammer 24 des Steuerventils 2 zugeführt.
Die erste Steuerkammer R1, die die Zufuhr des hydraulischen Fluids (Steuerdrucks) von der ersten Druckkammer 23 des Steuerventils 2 über den ersten Steuerdurchgang 35 empfängt, erzeugt eine erste hydraulische Kraft, die der Drückkraft der Schraubenfeder SPG widersteht, um dadurch den Nockenring 8 zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung zu drücken. Die zweite Steuerkammer R2, die die Zufuhr des hydraulischen Fluids (Steuerdrucks) von der zweiten Druckkammer 24 des Steuerventils 2 über den zweiten Steuerdurchgang 36 empfängt, erzeugt eine zweite hydraulische Kraft, die die Drückkraft der Schraubenfeder SPG unterstützt, um dadurch den Nockenring 8 zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung zu drücken.
Wenn die Summe der ersten hydraulischen Kraft und der zweiten hydraulischen Kraft dahingehend wirkt, den Nockenring 8 zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung zu drücken, und größer als die Druckkraft der Schraubenfeder SPG ist, um den Nockenring 8 zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung zu drücken, dann bewegt sich der Nockenring 8 zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung. Dann wird der Exzentrizitätsbetrag δ klein und die Differenz des Volumens zwischen Kontraktion und Expansion der Pumpenkammer r wird klein, so dass die Pumpenverdrängung abnimmt. Wenn im Gegensatz hierzu die Summe der ersten hydraulischen Kraft und der zweiten hydraulischen Kraft dahingehend wirkt, den Nockenring 8 zur Seite der positiven x-Achsen-Richtung zu drücken, und kleiner als die Drückkraft der Schraubenfeder SPG ist oder wenn die Summe der hydraulischen Kräfte dahingehend wirkt, den Nockenring 8 zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung zu drücken, dann bewegt sich der Nockenring 8 zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung. Dann wird der Exzentrizitätsbetrag δ groß und die Differenz des Volumens zwischen Kontraktion und Expansion der Pumpenkammer r wird groß, so dass die Pumpenverdrängung zunimmt.
In einem Zustand, in welchem der ersten Steuerkammer R1 und der zweiten Steuerkammer R2 kein hydraulisches Fluid zugeführt wird, wird der Nockenring 8 von der Schraubenfeder SPG zur Seite der negativen x-Achsen-Richtung gedrückt und der Exzentrizitätsbetrag δ wird maximal.
Es wird bemerkt, dass der Exzentrizitätsbetrag δ mit nur der hydraulischen Kraft der ersten Steuerkammer R1 ohne die zweite Steuerkammer R2 gesteuert werden kann. Auch kann ein anderes Element als die Schraubenfeder als das elastische Element zum Drücken des Nockenrings 8 verwendet werden.
Das Steuerventil 2 verändert die Zufuhr des Steuerdrucks durch die Verlagerung des Kolbens 20. Insbesondere, wenn der Kolben 20 auf der Seite der positiven x-Achsen-Richtung verlagert wird, wird das hydraulische Fluid (Steuerdruck) der ersten Steuerkammer R1 von der ersten Druckkammer 23 über den ersten Steuerdurchgang 35 zugeführt. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Kolben 20 auf die Seite der negativen x-Achsen-Richtung verlagert wird, das hydraulische Fluid (Steuerdruck) der zweiten Steuerkammer R2 von der zweiten Druckkammer 24 über den zweiten Steuerdurchgang 36 zugeführt. Der Kolben 20 wird verlagert, wenn Druck (die erste und zweite hydraulische Kraft), der von der Auslassöffnung 44 zugeführt wird, auf ihn einwirkt. Infolgedessen arbeitet das Steuerventil 2 gemäß dem Betrieb der Pumpeneinheit, die ein zu steuerndes Objekt ist, automatisch, was die Notwendigkeit beseitigt, eine separate Steuereinrichtung zum Steuern der Betätigung des Steuerventils 2 bereitzustellen, womit die Anordnung vereinfacht wird.
Insbesondere ist das Steuerventil 2 wie folgt angeordnet: wenn die erste hydraulische Kraft und die zweite hydraulische Kraft auf den Kolben 20 einwirken, wenn die Geschwindigkeit des Rotors 6 größer als null und gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert α ist, wird der Kolben 20 auf der Seite der negativen x-Achsen-Richtung verlagert, so dass der Steuerdruck zum Erhöhen des Exzentrizitätsbetrags δ zugeführt wird; und wenn die erste hydraulische Kraft und die zweite hydraulische Kraft auf den Kolben 20 einwirken, wenn die Geschwindigkeit des Rotors 6 größer als der vorgegebene Wert α ist, wird der Kolben 20 auf die Seite der positiven x-Achsen-Richtung verlagert, so dass der Steuerdruck zum Erhöhen des Exzentrizitätsbetrags δ zugeführt wird. Dies ermöglicht es, dass die Steuerung automatisch durchgeführt wird, so dass die Pumpenverdrängung zunimmt, wenn sich die Flügelpumpe 1 mit langsamer Geschwindigkeit dreht, und die Pumpenverdrängung abnimmt, wenn sich die Flügelpumpe 1 mit hoher Geschwindigkeit dreht.
Insbesondere wird die Position des Kolbens 20 wie folgt gesteuert: wenn die Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 größer als null und gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert α ist, wird die Öffnung im ersten Steuerdurchgang 35 durch den ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser geschlossen und die Verbindung zwischen dem ersten Steuerdurchgang 35 und der ersten Druckkammer 23 wird dadurch unterbrochen; wenn die Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 größer als der vorgegebene Wert α ist, wird die Öffnung im ersten Steuerdurchgang 35 nicht durch den ersten Bereich 201 mit großem Durchmesser geschlossen und der erste Steuerdurchgang 35 ist mit der ersten Druckkammer 23 in Verbindung. Daher kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass die Pumpenverdrängung erhöht wird, wenn sich die Flügelpumpe 1 mit niedriger Geschwindigkeit dreht.
Darüber hinaus ist der zweite Steuerdurchgang 36, durch welchen der Steuerdruck zum Erhöhen des Exzentrizitätsbetrags δ zugeführt wird, mit dem Ventilgehäuseloch 40a in Verbindung. Die Position des Kolbens 20 wird wie folgt gesteuert: wenn die Geschwindigkeit des Rotors 6 größer als null und gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert α ist, wird die Öffnung im zweiten Steuerdurchgang 36 nicht durch den zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser geschlossen und der zweite Steuerdurchgang 36 ist mit der zweiten Druckkammer 24 in Verbindung; wenn die Geschwindigkeit des Rotors 6 größer als der vorgegebene Wert α ist, wird die Öffnung im zweiten Steuerdurchgang 36 durch den zweiten Bereich 202 mit großem Durchmesser geschlossen und die Verbindung zwischen dem zweiten Steuerdurchgang 36 und der zweiten Druckkammer 24 wird dadurch unterbrochen. Daher kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass die Pumpenverdrängung verringert wird, wenn sich die Flügelpumpe 1 mit hoher Geschwindigkeit dreht.
Die Blende 320, die einen großen Differenzialdruck gemäß dem Zeitpunkt erzeugt, wenn die durchfließende Strömungsrate zunimmt, ist im Auslassdurchgang 32 angeordnet, durch welchen Druck (Quelldruck des Steuerdrucks) von der Auslassöffnung 44 zur zweiten Druckkammer 24 zugeführt wird. Somit wird hydraulischer Druck, der niedriger als der Auslassdruck ist, der zweiten Druckkammer 24 zugeführt. Dagegen ist keine Blende in dem ersten Steuerquellendruckdurchgang 31 angeordnet, durch welchen Druck (Quellendruck des Steuerdrucks) der ersten Druckkammer 23 von der Auslassöffnung 44 zugeführt wird. Somit wird hydraulischer Druck, der im Wesentlichen gleich dem Auslassdruck ist, der ersten Druckkammer 23 zugeführt.
Insbesondere besteht ein Druckunterschied zwischen dem hydraulischen Fluid, das der ersten Steuerkammer R1 zugeführt wird, und demjenigen, der der zweiten Steuerkammer R2 zugeführt wird, und die Größe des Differenzialdrucks bestimmt den Umfang der Schwingung des Nockenrings 8. Im Ergebnis kann die automatische Steuerung zur Senkung der Pumpenverdrängung sogar noch einfacher erreicht werden. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Blende 320 als Mittel zum Erzeugen des Differenzialdrucks eingebaut, was die Anordnung vereinfacht. Es wird bemerkt, dass die zweite Druckkammer 24 weggelassen und der Exzentrizitätsbetrag δ des Nockenrings 8 nur mit der ersten Druckkammer 23 gesteuert werden kann. In diesem Fall kann der Kolben 20 durch die Drückkraft der Schraubenfeder 21 und den Druck der ersten Druckkammer 23 verlagert werden.
Die CVT-Steuereinheit 130 verwendet den Solenoid 501 zur Steuerung der Betätigung des Steuerventils 2, um dadurch den Kolben 20 zu verlagern, wobei sie die Zufuhr von hydraulischem Fluid zur ersten Steuerkammer R1 und zur zweiten Steuerkammer R2 umstellt und dadurch die erste hydraulische Kraft und die zweite hydraulische Kraft entsprechend variiert. Daher kann, anders als in dem Fall, in welchem die Pumpenverdrängung nach Maßgabe der Geschwindigkeit der Flügelpumpe 1 automatisch gesteuert wird, wie vorstehend beschrieben, die Pumpenverdrängung auf irgendeine Weise, beispielsweise gemäß dem Betriebszustand der CVT 100, unabhängig von der Geschwindigkeit der Flügelpumpe 1 (Motordrehzahl), gesteuert werden. Das Steuerventil 2 ist nicht unbedingt ein Solenoidventil, das durch den Solenoid SOL zu steuern ist, und der Solenoid SOL kann weggelassen werden. Die Flügelpumpe 1, die dazu imstande ist, die Pumpenverdrängung variabel zu steuern, wie vorstehend beschrieben, kann das Drehmoment (Antriebsdrehmoment), das für den Pumpenantrieb erforderlich ist, reduzieren, um dadurch die Pumpenausgabe auf einem notwendigen Minimum zu halten. Dies reduziert das Verlustdrehmoment (Leistungsverlust) im Vergleich zu einer Pumpe mit fester Verdrängung.
(Verringerung des Leistungsverlusts durch Isolierung der rückwärtigen Drucköffnung)
Eine Zentrifugalkraft wirkt auf den Flügel 7 (eine Kraft zum Bewegen des Flügels 7 in der Außendurchmesserrichtung) während der Drehung des Rotors 6. Somit steht in Anbetracht der vorgegebenen Bedingungen, einschließlich einer ausreichend hohen Geschwindigkeit, der distale Flügelendbereich 70 aus dem Schlitz 61 vor, um dadurch in einen Gleitkontakt mit der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 des Nockenrings 8 zu kommen. Das Anstoßen des distalen Flügelendbereichs 70 an die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 beschränkt die radiale Bewegung des Flügels 7.
Das Vorstehen des Flügels 7 aus dem Schlitz 61 erhöht das Volumen der hinteren Druckkammer br des Flügels 7 und das Zurückziehen (Lagern) des Flügels 7 im Schlitz 61 senkt das Volumen der hinteren Druckkammer br des Flügels 7. Das Drehen des Rotors 6 unter einer Bedingung, bei welcher der Nockenring 8 in der negativen x-Achsen-Richtung relativ zur Drehachse O exzentrisch ist, bewirkt, dass sich die hintere Druckkammer br jedes Flügels 7 im Gleitkontakt mit der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 regelmäßig ausdehnt und zusammenzieht, während sie sich um die Drehachse O dreht.
In der Ansaugzone, in der sich die hintere Druckkammer br ausdehnt, verhindert das Fehlen der Zufuhr des hydraulischen Fluids zur hinteren Druckkammer br das Vorstehen des Flügels 7, so dass der distale Flügelendbereich 70 eventuell nicht an die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 stößt, was dazu führt, dass keine Fluiddichtheit in der Pumpenkammer r erzielt wird. In der Auslasszone dagegen, in der sich die hintere Druckkammer br zusammenzieht, wird, wenn das hydraulische Fluid nicht glatt bzw. reibungslos aus der hinteren Druckkammer br ausgestoßen wird, der Flügel 7 daran gehindert, sich in den Schlitz 61 zurückzuziehen, was den Gleitwiderstand zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 erhöht.
In der Flügelpumpe 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher das hydraulische Fluid den hinteren Druckkammern br zugeführt, die in der Ansaugzone von der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite positioniert sind. Daher wird die Vorstehleistung des Flügels 7 verbessert. Dagegen stoßen die hinteren Druckkammern br, die in der Auslasszone positioniert sind, das hydraulische Fluid zur hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite aus. Daher ist der Gleitwiderstand des Flügels 7 reduziert.
Insbesondere wirkt in der Ansaugzone der Druck in der Ansaugöffnung 43 auf den distalen Flügelendbereich 70 und Druck in der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite wirkt auf die proximalen Flügelendbereiche 71. Da sowohl die hintere Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite als auch die Ansaugöffnung 43 mit den Niederdruckkammern 40e, 42e als hydraulische Sammelfluidquellen in Verbindung stehen, sind der Druck in der Ansaugöffnung 43 und der Druck in der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite niedrig. Die Differenz zwischen dem Druck, der auf den distalen Flügelendbereich 70 einwirkt, und der Druck, der auf den proximalen Flügelendbereich 71 einwirkt, ist daher nicht groß. Genauer gesagt, wird das hydraulische Fluid von dem Tank über die Niederdruckkammern 40e, 42e durch Verbindungsdurchgänge 412, 422 der Ansaugöffnung 43 bzw. durch einen Verbindungsdurchgang 413 der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite zugeführt. Das hydraulische Fluid wird weiterhin in die Ansaugzone gesogen, während die Flügelpumpe 1 angetrieben wird, so dass der Druck in der Ansaugöffnung 43 (Ansaugdruck) negativ, insbesondere gleich oder geringer als der Umgebungsdruck, ist. Da die hintere Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite mit der Ansaugöffnung 43 über die Niederdruckkammern 40e, 42e in Verbindung steht, wird dagegen das hydraulische Fluid mit einem Druck nahe dem Ansaugdruck von dem Verbindungsdurchgang 413 der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite zugeführt.
In der Auslasszone wirkt Druck in der Auslassöffnung 44 auf den distalen Flügelendbereich 70 und Druck in der hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite wirkt auf den proximalen Flügelendbereich 71. Da sowohl die hintere Drucköffnung 46 auf der Auslassseite als auch die Auslassöffnung 44 mit der Hochdruckkammer 40f über Verbindungsdurchgänge 414, 415 in Verbindung stehen, sind der Druck in der Auslassöffnung 44 und der Druck in der hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite beide hoch. Die Differenz zwischen dem auf den distalen Flügelendbereich 70 wirkenden Druck und dem auf den proximalen Flügelendbereich 71 wirkenden Druck ist daher nicht groß. Insbesondere wenn die Flügelpumpe 1 angetrieben wird, bewirkt die Pumpentätigkeit, dass der Druck des hydraulischen Fluid in der Auslasszone ansteigt, so dass der Druck in der Auslassöffnung 44 ein Auslassdruck ist, der höher als der Umgebungsdruck ist. Dagegen steht die hintere Drucköffnung 46 auf der Auslassseite mit der Auslassöffnung 44 durch die Hochdruckkammer 40f in Verbindung, so dass der Druck in der hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite ein hoher Druck ist, der nahe dem Auslassdruck ist.
Im Ergebnis wird verhindert, dass die distalen Flügelendbereiche 70 unnötig hart gegen die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 gedrückt werden, so dass ein Verlustdrehmoment als Ergebnis einer Reibung, welche auftritt, wenn der Flügel 7 die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 gleitend kontaktiert, niedrig gehalten werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, sind in der Flügelpumpe 1 die hinteren Drucköffnungen, die mit den hinteren Druckkammern br der Flügel 7 in Verbindung stehen, getrennt voneinander auf der Ansaugseite und der Auslassseite angeordnet. Daher kann verhindert werden, dass eine Druckdifferenz zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und dem proximalen Flügelendbereich 71 (wie etwa diejenige eines großen zwischen dem Ausstoßdruck und dem Ansaugdruck) sowohl in einem Ansaughub als auch einem Ausstoßhub auftritt. Der Flügel 7 kann somit adäquat durch die Zentrifugalkraft gegen den Nockenring 8 gedrückt werden, während der Gleitwiderstand reduziert werden kann. Daher kann die Reibung verringert werden. Inzwischen wird ein gesondertes Antriebsdrehmoment zum Drehen des Rotors 6 nicht verschwendet, so dass der Leistungsverlust gesenkt werden kann. Um das Vorstehende anders auszudrücken, die Flügelpumpe 1 ist das, was als Niederdrehmomentpumpe bezeichnet wird, die ein niedriges Antriebsdrehmoment im Verhältnis zur Drehzahl erfordert und hohe Effizienz bietet (insbesondere imstande ist, Leistungsverlust zu reduzieren und Kraftstoffverbrauch zu verbessern). Die Flügelpumpe 1 hat die Eigenschaft, eine große Verdrängung für ihre Größe im Vergleich zu der gewöhnlichen Flügelpumpe mit fester Verdrängung zu liefern (insbesondere kann die Flügelpumpe kompakt gebaut werden).
(Steuern des durch den Flügelnocken verursachten Lärms)
Selbst mit der vorstehend beschriebenen Anordnung, in welcher das hydraulische Fluid in der Ansaugzone von der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite der hinteren Druckkammer br zugeführt wird, ist die auf den Flügel 7 wirkende Zentrifugalkraft im Niedergeschwindigkeitsbereich der Pumpe klein, wie etwa während des Startens und Leerlaufs des Verbrennungsmotors. Während einer Niedergeschwindigkeitsrotation der Pumpe steht der Flügel 7 daher nur ungenügend in den Ansaughub vor, was bewirken kann, dass der distale Flügelendbereich 70 von der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 beabstandet ist. Wenn sich (die hintere Druckkammer br des Flügels 7) der Flügel 7 der hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite unter der vorstehenden Bedingung nähert, wirkt ein Hochdruckstoß auf den Flügel 7 (den proximalen Flügelendbereich 71), was den Flügel 7 nach außen reißt, so dass er kräftig mit dem Nockenring 8 zusammenstößt, was Lärm verursachen kann.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet daher den Flügelnocken 27, der auf der Seite neben dem Rotor 6 in der positiven z-Achsen-Richtung angeordnet ist. Der Flügelnocken 27 ist so ausgebildet, dass er einen Außendurchmesser hat, der gleich dem Durchmesser der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 minus einen Wert ist, der die Länge des Flügels 7 verdoppelt. Insbesondere ist der Flügelnocken 27 zusammen mit dem Nockenring 8 exzentrisch und hat die Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b so ausgebildet, dass sie jederzeit in Kontakt mit allen proximalen Flügelendbereichen 71 ist.
5 ist eine schematische Ansicht, die den Rotor 6, den Flügel 7 und den Flügelnocken 27 zeigt. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Fläche nahe einer Endfläche des Rotors 6 auf der Seite der positiven z-Achsen-Richtung zeigt. Der Flügelnocken 27 ist zusammen mit dem Nockenring 8 exzentrisch und schiebt den proximalen Flügelendbereich 71 nach oben, wie in 5 gezeigt. Dies ermöglicht es dem Flügelnocken 27, den Flügel 7 ausreichend nach oben zu schieben, selbst im Niedergeschwindigkeitsbereich der Pumpe, wie etwa während des Anlassens und Leerlaufs, in welchem die auf den Flügel 7 wirkende Zentrifugalkraft klein ist und der Flügel 7 mit nur der Zentrifugalkraft nur unzureichend vorsteht, wodurch verhindert wird, dass Lärm auftritt.
(Stabile Zapfenlagerung der Antriebswelle)
Die Antriebswelle 5 ist bevorzugt an beiden Enden zapfengelagert. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat daher der Flügelnocken 27 das Durchgangsloch 27a, durch welches die Antriebswelle 5 geführt ist, so dass die Antriebswelle 5 beide Enden durch den hinteren Körper 40 und den vorderen Körper 42 zapfengelagert hat. Darüber hinaus hat das Durchgangsloch 27a einen Innendurchmesser, der so ausgebildet ist, dass er nicht mit der Antriebswelle 5 in Kontakt ist, wenn der Flügelnocken 27 am exzentrischsten ist.
Die Antriebswelle 5 kann somit auf beiden Seiten zapfengelagert sein, so dass die Antriebswelle 5 stabil zapfengelagert kann.
Erzielen einer Abdichtungsfunktion des Flügelnockens
Der hydraulische Druck in der hinteren Drucköffnung 45 auf der Ansaugseite wird den Schlitzen 61 und den hinteren Druckkammern br des Rotors 6 in der Ansaugzone zugeführt und der hydraulische Druck in der hinteren Drucköffnung 46 auf der Auslassseite wird den Schlitzen 61 und den hinteren Druckkammern br des Rotors 6 in der Auslasszone zugeführt. Daher müssen die Schlitze 61 und die hinteren Druckkammern br, die in der Ansaugzone bzw. der Auslasszone positioniert sind, gegenseitig abgedichtet sein, selbst auf einer Ebene, auf welcher der Flügelnocken 27 und der Rotor 6 einander berühren. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat daher das Durchgangsloch 27a einen Innendurchmesser so ausgebildet, dass er auf der Innenumfangsseite relativ zum proximalen Endbereich der hinteren Druckkammer br ist, wenn der Flügelnocken 27 am exzentrischsten ist.
Das Vorstehende stellt sicher, dass der proximale Endbereich der hinteren Druckkammer br selbst dann abgedichtet werden kann, wenn der Flügelnocken 27 am exzentrischsten ist. Darüber hinaus hat der Flügelnocken 27 eine Dicke im Verhältnis zur Tiefe der kreisförmigen Vertiefung 62 im Rotor 6, die auf ein solches maximales Ausmaß eingestellt ist, dass die Betätigung des Flügelnockens 27 nicht behindert wird. Ferner hat der Flügel 7 eine Länge, die auf ein solches maximales Ausmaß eingestellt ist, dass die Betätigung des Flügels 7 zwischen dem Nockenring 8 und dem Flügelnocken 27 nicht behindert wird. Dies ermöglicht eine gegenseitige Abdichtung zwischen den Schlitzen 61 und den hinteren Druckkammern br, die in der Ansaugzone bzw. der Auslasszone positioniert sind.
(Betätigung der Nockenöffnung)
Der Flügelnocken 27, die kreisförmige Vertiefung 62 im Rotor 6, der Flügel 7 und der Pumpenkörper 4 begrenzen auf dem Außenumfang des Flügelnockens 27 Flügelnockenkammern cr, die von gleicher Anzahl wie derjenigen der Flügel 7 sind. Die Flügelnockenkammer cr hat ein Volumen, das mit der Drehung des Rotors 6 variiert. Insbesondere sinkt das Volumen der Flügelnockenkammer cr mit der Drehung in der Ansaugzone und steigt mit der Drehung in der Auslasszone. Es wird bemerkt, dass der Gesamtbetrag des gesunkenen Volumens der Flügelnockenkammer cr in der Ansaugzone gleich dem erhöhten der Flügelnockenkammer cr in der Auslasszone ist.
Wenn das hydraulische Fluid nicht in und aus der Flügelnockenkammer cr fließt, wenn sich das Volumen der Flügelnockenkammer cr ändert, ist die Flügelnockenkammer cr eingeschlossen, was dazu führt, dass der Rotor 6 sperrt. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher die Nockenöffnung 47 in der Oberfläche 420 des vorderen Körpers 42 auf der Seite der negativen z-Achsen-Richtung ausgebildet, die der kreisförmigen Vertiefung 62 im Rotor 6 zugewandt ist. Das hydraulische Fluid wird dadurch in und aus der Flügelnockenkammer cr fließen gelassen. Darüber hinaus erstreckt sich die Nockenöffnung 47 über den gesamten Umfang und der hydraulische Druck auf der Pumpenansaugseite (Ansaugdruck) wird in diese eingeleitet. Das meiste des hydraulischen Fluids, das als das Volumen der Flügelnockenkammer cr ausgestoßen wird, nimmt beim Ansaughub mit der Drehung des Rotors 6 ab und fließt durch die Nockenöffnung 47 in die Flügelnockenkammer cr mit einem zunehmenden Volumen beim Auslasshub. Da der Ansaugdruck zu diesem Zeitpunkt in die Nockenöffnung 47 eingeleitet wird, wird der Druck der Nockenöffnung 47 auf dem Ansaugdruck gehalten. Dies eliminiert die Wahrscheinlichkeit, dass das hydraulische Fluid in der Flügelnockenkammer cr eingeschlossen wird, was den Rotor 6 nicht am Drehen hindert.
(Verhinderung der Reduzierung der Wirkkraft auf den Flügelnocken und Erhöhung des Antriebsdrehmoments)
6A bis 6D sind schematische Ansichten, die ein Verfahren zum Einstellen der Nockenöffnung 47 zum Einleiten von hydraulischem Druck in die Flügelnockenkammer cr zeigen. 6A bis 6D zeigen jeweils nur vier Flügel 7. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Nockenöffnung 47 über den gesamten Umfang des Pumpenkörpers 4. Der hydraulische Druck (Ansaugdruck) auf der Pumpenansaugseite wird in die Nockenöffnung 47 eingeleitet. Vier Hauptvorgehensweisen sind für die Einleitung des hydraulischen Drucks in die Nockenöffnung 47 möglich.
Bei der Vorgehensweise 1 werden zwei Nockenöffnungen 47 ausgebildet, eine in der Ansaugzone und eine in der Auslasszone. Der Ansaugdruck ist in die Nockenöffnung 47 in der Ansaugzone einzuleiten, während der hydraulische Druck auf der Pumpenauslassseite (Auslassdruck) in die Nockenöffnung 47 in der Auslasszone (6A) einzuleiten ist. Bei der Vorgehensweise 2 ist die Nockenöffnung 47 so ausgebildet, dass sie sich über den gesamten Umfang erstreckt, wie in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und der Ansaugdruck ist in die Nockenöffnung 47 einzuleiten (6B). Bei der Vorgehensweise 3 ist die Nockenöffnung 47 so ausgebildet, dass sie sich über den gesamten Umfang erstreckt, und weder der Ansaugdruck noch der Auslassdruck ist direkt in die Nockenöffnung 47 einzuführen, und es ergibt sich ein Zwischendruck zwischen dem Auslassdruck und dem Ansaugdruck, wenn sich der Druck in der Nockenöffnung 47 entwickelt (6C). Bei der Vorgehensweise 4 ist die Nockenöffnung 47 so ausgebildet, dass sie sich über den gesamten Umfang erstreckt, und der Auslassdruck ist in die Nockenöffnung 47 einzuleiten (6D).
7 ist eine Tabelle, die Wirkungen auf das Antriebsdrehmoment von dem Druck rund um den Flügelnocken 27, einer Wirkkraft des Flügelnockens 27 und einer Reibungskraft des Flügelnockens 27 bei jeder der vorstehenden Vorgehensweisen zusammenfasst. Symbole in 7 bezeichnen Wirkungen in der Reihenfolge zunehmender Größe: A⁺ → A → B → C.
<Vorgehensweise 1>
– Druck rund um den Flügelnocken
Da der Ansaugdruck auf die Nockenöffnung 47 in der Ansaugzone und der Auslassdruck auf die Nockenöffnung 47 in der Auslasszone wirkt, wirkt der Auslassdruck auf die Auslasszone rund um den Flügelnocken 27 und der Ansaugdruck auf die Ansaugzone rund um den Flügelnocken 27.
– Flügelnocken-Wirkkraft: radial
Der Auslassdruckt wirkt auf die Auslasszone rund um den Flügelnocken 27 und der Ansaugdruck wirkt auf die Ansaugzone rund um den Flügelnocken 27, wie vorstehend beschrieben. Eine Kraft wirkt somit auf den Flügelnocken 27 als Ganzes von der Seite der Auslasszone bis zur Seite der Ansaugzone (von rechts nach links in 6A). Diese Wirkkraft wird von Flügeln 7 aufgenommen, die auf der Seite positioniert sind, zu welcher die Kraft gerichtet ist. Die Anzahl von Flügeln 7, die die Wirkkraft aufnehmen, hängt teilweise von der Rotationsposition des Rotors 6 ab. Ein guter Teil der Kraft ist dennoch von einem bis zwei Flügeln 7 aufzunehmen. Der Ansaugdruck und der Auslassdruck sollen auf einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Bereich des gesamten Außenumfangs des Flügelnockens 27 wirken und nur die einen bis zwei Flügel 7 empfangen einen Differenzialdruck zwischen dem Ansaugdruck und dem Auslassdruck. Dies macht es notwendig, die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche des Flügels 7 im Kontakt mit der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 und die Festigkeit des Flügelnockens 27 zu erhöhen.
– Flügelnocken-Wirkkraft: axial
Der Flügelnocken 27 dichtet die Schlitze 61 und die hinteren Druckkammern br im Rotor 6 ab. Dementsprechend wirkt der hydraulische Druck auch axial auf den Flügelnocken 27. Da der Ansaugdruck auf die Nockenöffnung 47 in der Ansaugzone und der Auslassdruck auf die Nockenöffnung 47 in der Auslasszone wirkt, gleichen sich jedoch die Drücke axial aus, so dass im Wesentlichen keine axiale Kraft auf den Flügelnocken 27 wirkt.
– Wirkung auf Antriebsdrehmoment
Da im Wesentlichen keine axiale Kraft auf den Flügelnocken 27 wirkt, eliminiert Reibung im Flügelnocken 27 im Wesentlichen die Wirkung auf die Antriebskraft. Jedoch veranlasst eine radial auf den Flügelnocken 27 wirkende Kraft, dass die Flügel 7 gegen den Nockenring 8 gedrückt werden, was die Reibung erhöht, was zu einem etwas erhöhten Antriebsdrehmoment führt.
<Vorgehensweise 2>
– Druck rund um den Flügelnocken
Der Ansaugdruck wirkt auf die Nockenöffnung 47 durch den gesamten Umfang hindurch, so dass der Ansaugdruck auf den gesamten Umfang rund um den Flügelnocken 27 wirkt.
– Flügelnocken-Wirkkraft: radial
Der Ansaugdruck wirkt auf den gesamten Umfang rund um den Flügelnocken 27, wie vorstehend beschrieben, so dass keine durch das hydraulische Fluid erzeugte Kraft auf den Flügelnocken 27 wirkt. Jedoch wirkt der Auslassdruck auf das distale Ende der Flügel 7 in der Auslasszone und der Ansaugdruck wirkt auf die proximalen Endbereiche der Flügel 7 im Kontakt mit dem Flügelnocken 27. Eine Kraft wirkt dadurch auf die Innenumfangsseite der Flügel 7 und diese Kraft wird vom Außenumfang des Flügelnockens 27 aufgenommen. Der distale Endbereich des Flügels 7 hat eine Fläche, die ausreichend kleiner als eine Fläche ist, die im Wesentlichen einem Halbkreis des Außenumfangs des Flügelnockens 27 entspricht, so dass die auf die Flügel 7 wirkende Kraft ausreichend kleiner als diejenige der Vorgehensweise 1 ist.
– Flügelnocken-Wirkkraft: axial
Der Flügelnocken 27 dichtet die Schlitze 61 und die hintere Druckkammer br im Rotor 6 ab. Dementsprechend wirkt der hydraulische Druck auch axial auf den Flügelnocken 27. Daher wird in der Auslasszone der Flügelnocken 27 gegen die Seite des vorderen Körpers 42 gedrückt.
In 7 ist die axiale Flügelnocken-Wirkkraft durch (C) angegeben. Der Flügelnocken 27 wird gegen den vorderen Körper 42 gedrückt, der ein festes Element ist, und es gibt nur eine kleine Wirkung im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Flügelnocken 27 gegen den Rotor 7 als rotierendes Element gedrückt wird. Daher soll das Symbol (C) einen Unterschied zur Vorgehensweise 4 zeigen.
– Wirkung auf Antriebsdrehmoment
Der Flügelnocken 27 wird gegen die Seite des vorderen Körpers 42 in der Auslasszone gedrückt. Da jedoch eine Kraft in die Richtung der Bewegung des Flügelnockens 27 weg vom Rotor 6 als rotierendes Element wirkt, kann die Reibung zwischen dem Flügel 7 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 zeitweise zunehmen, wenn sich der Exzentrizitätsbetrag im Flügelnocken 27 ändert. Darüber hinaus bewirkt der Flügelnocken 27, dass die Flügel 7 in der Ansaugzone gegen die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 gedrückt werden, wie oben beschrieben; dennoch führt das Vorstehende nur zu einer geringen Erhöhung des Antriebsdrehmoments als Ganzem.
<Vorgehensweise 3>
– Druck rund um den Flügelnocken
Da ein Zwischendruck auf die Nockenöffnung 47 durch den gesamten Umfang hindurch wirkt, wirkt der Zwischendruck rund um den Flügelnocken 27 durch den gesamten Umfang hindurch.
– Flügelnocken-Wirkkraft: radial
Der Zwischendruck wirkt rund um den Flügelnocken 27 durch den gesamten Umfang hindurch, wie vorstehend beschrieben, so dass keine durch das hydraulische Fluid erzeugte Kraft auf den Flügelnocken 27 wirkt. In der Auslasszone jedoch wirkt der Auslassdruck auf das distale Ende des Flügels 7 und der Zwischendruck wirkt auf den proximalen Endbereich des Flügels 7. Dies führt zu einer Kraft, die auf die Innenumfangsseite des Flügels 7 wirkt, und diese Kraft wird vom Außenumfang des Flügelnockens 27 aufgenommen. Darüber hinaus wirkt in der Ansaugzone der Ansaugdruck auf das distale Ende des Flügels 7 und der Zwischendruck wirkt auf den proximalen Endbereich des Flügels 7, so dass eine Kraft auf die Außenumfangsseite des Flügels 7 wirkt. Diese beiden Wirkkräfte wirken auf die Flügel 7 in der Ansaugzone, um dadurch die Flügel 7 gegen die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 zu drücken, wodurch eine Reibungskraft erzeugt wird. Es wird bemerkt, dass die Kraft, die auf die Flügel 7 auf der Ansaughubseite wirkt, dieselbe wie diejenige bei der Vorgehensweise 2 ist.
– Flügelnocken-Wirkkraft: axial
Der Flügelnocken 27 dichtet die Schlitze 61 und die hinteren Druckkammern br im Rotor 6 ab. Dementsprechend wirkt der hydraulische Druck auch axial auf den Flügelnocken 27. Dies führt dazu, dass der Flügelnocken 27 gegen die Seite des vorderen Körpers 42 in der Auslasszone und gegen die Seite des Rotors 6 in der Ansaugzone gedrückt wird.
– Wirkung auf Antriebsdrehmoment
Der Flügelnocken 27 wird beständig gegen den Rotor 6 als rotierendes Element und den vorderen Körper 42 als festes Element gedrückt, um dadurch eine relative Gleitbewegung zu vollführen, was das Antriebsdrehmoment erhöht.
<Vorgehensweise 4>
– Druck rund um den Flügelnocken
Der Auslassdruck wirkt auf die Nockenöffnung 47 durch den gesamten Umfang hindurch, so dass der Auslassdruck auf den gesamten Umfang rund um den Flügelnocken 27 wirkt.
– Flügelnocken-Wirkkraft: radial
Der Auslassdruck wirkt auf den gesamten Umfang rund um den Flügelnocken 27, wie vorstehend beschrieben, so dass keine durch das hydraulische Fluid erzeugte Kraft auf den Flügelnocken 27 wirkt. Darüber hinaus wirkt in der Ansaugzone der Ansaugdruck auf das distale Ende des Flügels 7 und der Auslassdruck wirkt auf den proximalen Endbereich des Flügel 7, so dass eine Kraft auf die Außenumfangsseite des Flügels 7 wirkt, um dadurch den Flügel 7 gegen die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 zu drücken, was eine Reibungskraft erzeugt. Diese Druckkraft ist dieselbe wie diejenige bei der Vorgehensweise 2 und Vorgehensweise 3. Jedoch wirkt eine Kraft auf den Flügel 7 in einer Richtung der Bewegung des Flügels 7 weg vom Flügelnocken 27. Daher wirkt keine Kraft auf den Flügelnocken 27.
– Flügelnocken Wirkkraft: axial
Der Flügelnocken 27 dichtet die Schlitze 61 und die hinteren Druckkammern br im Rotor 6 ab. Dementsprechend wirkt der hydraulische Druck auch axial auf den Flügelnocken 27. Dies führt dazu, dass der Flügelnocken 27 gegen die Seite des Rotors 6 in der Ansaugzone gedrückt wird.
– Wirkung auf Antriebsdrehmoment
Der Flügelnocken 27 wird beständig gegen den Rotor 6 als rotierendes Element gedrückt und der Flügelnocken 27 dreht sich, während er beständig eine radiale Gleitbewegung mit dem Rotor 6 vollführt, was das Antriebsdrehmoment erhöht.
Die Untersuchung der vorstehend beschriebenen Vorgehensweisen 1 bis 4 zeigt, dass bei der Vorgehensweise 2 eine Kraft zum Wirken auf den Flügelnocken 27 oder den Flügel 7 relativ klein ist und die Wirkung auf das Antriebsdrehmoment aus der Reibung auch klein ist. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher der Ansaugdruck in die Nockenöffnung 47 einzuleiten.
(Verringern des Spiels zwischen Flügel, Flügelnocken und Nockenring)
Wenn die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 von dem distalen Flügelendbereich 70 beabstandet ist (wenn es ein Spiel zwischen der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 und dem distalen Flügelendbereich 70 gibt), kann Lärm entstehen, wenn die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 mit dem distalen Flügelendbereich 70 zusammenstößt. Gleichermaßen nimmt, wenn die Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b von dem proximalen Flügelendbereich 71 beabstandet ist (wenn es ein Spiel zwischen der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b und dem proximalen Flügelendbereich 71 gibt), ein Betrag an hydraulischem Fluid zu, das zwischen den Flügelnockenkammern cr und den hinteren Druckkammern br leckt. Bevorzugt wird das Spiel zwischen dem Flügel, dem Flügelnocken und dem Nockenring klein gehalten und mehr bevorzugt wird das Spiel auf null gebracht.
Der Flügel 7 ist so angeordnet, dass er im Wesentlichen axial mit einer radialen Richtung des Rotors 6 zusammenfällt. Der Nockenring 8 und der Flügelnocken 27 sollen im Verhältnis zum Rotor 6 exzentrisch sein. Insbesondere, wenn der Nockenring 8 und der Flügelnocken 27 im Verhältnis zum Rotor 6 exzentrisch sind, soll der Flügel 7 nicht axial mit der radialen Richtung des Nockenrings 8 und des Flügelnockens 27 zusammenfallen. Um das Vorstehende anders auszudrücken, wenn der Nockenring 8 und der Flügelnocken 27 im Verhältnis zum Rotor 6 exzentrisch sind, variiert ein Winkel, der von der Achse des Flügels 7 relativ zur radialen Richtung des Nockenrings 8 und des Flügelnockens 27 gebildet wird, kontinuierlich während einer Umdrehung der Flügelpumpe 1.
Das vorgenannte Spiel variiert mit dem vorgenannten Winkel und variiert somit kontinuierlich während einer Umdrehung der Flügelpumpe 1. Darüber hinaus ist ein Änderungsbetrag des Spiels proportional zu dem Exzentrizitätsbetrag δ des Nockenrings 8 und des Flügelnockens 27 im Verhältnis zum Rotor 6.
Im Folgenden werden Bedingungen erörtert, um das Spiel zwischen dem Flügel 7, dem Nockenring 8 und dem Flügelnocken 27 beständig null zu machen, selbst wenn sich der Winkel der Achse des Flügels 7 im Verhältnis zur radialen Richtung des Nockenrings 8 und des Flügelnockens 27 ändert, wie vorstehend beschrieben.
8 ist eine schematische Ansicht, die Positionsbeziehungen zwischen dem Rotor 6, dem Nockenring 8, dem Flügelnocken 27 und dem Flügel 7 zeigt. 9 ist eine vergrößerte schematische Ansicht, die eine Fläche rund um den Flügel 7 zeigt.
D1 soll ein Durchmesser der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b, D2 ein Durchmesser der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 und δ ein Abstand (ein Exzentrizitätsbetrag) zwischen einer Mitte Oc des Nockenrings 8 und des Flügelnockens 27 und einer Mitte Or des Rotors 6 sein. Ferner soll B die axiale Länge des Flügels 7, r1 ein Krümmungsradius der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 und r2 ein Krümmungsradius der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 sein. Zu dieser Zeit können in einem Zustand, in welchem der distale Flügelendbereich 70 an die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 und der proximale Flügelendbereich 71 an die Flügelnocken Außenumfangsfläche 27b stößt, ein Abstand R1 zwischen der Mitte Oc und der Mitte c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 und ein Abstand R2 zwischen der Mitte Oc und der Mitte c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 durch die nachstehend angegebenen Ausdrücke (1) und (2) gegeben sein. R1 = D1/2 + r1 (1) R2 = D2/2 – r2 (2)
Es wird eine Gerade von der Mitte Oc zu einem Liniensegment gezogen, das die Mitte c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 und die Mitte c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 verbindet, und ein Schnittpunkt zwischen der Geraden und dem Liniensegment wird als Punkt P definiert. θ1 soll ein Winkel sein, der zwischen einem Liniensegment, das die Mitte Oc und die Mitte Or verbindet, und einem Liniensegment, das die Mitte c1 des proximalen Flügelendbereichs 71 und die Mitte c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 verbindet, ausgebildet ist. Zu dieser Zeit sind ein Abstand L1 zwischen dem Punkt P und der Mitte c1 und ein Abstand 12 zwischen dem Punkt P und der Mitte c2 durch die nachstehend angegebenen Ausdrücke (3) und (4) gegeben. L1 = {R1² – (δ × sinθ1)²}^0,5 (3) L2 = {R2² – (δ × sinθ1)²}^0,5 (4)
X soll ein Abstand zwischen der Mitte c1 und der Mitte c2 sein, dann ist der Abstand X durch den nachstehend angegebenen Ausdruck (5) gegeben. X = L2 – L1 (5)
Aus den oben angegebenen Ausdrücken (1) bis (5) sind Spiele CL zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 sowie zwischen dem proximalen Flügelendbereich 71 und der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b durch den nachstehend angegebenen Ausdruck (6) gegeben. CL = (X + r1 + r2) – B (6)
Aus dem Ausdruck (6) müssen die Bedingungen der nachstehend angegebenen Ausdrücke (7) und (8) erfüllt werden, um das Spiel CL null zu machen. X = O (7) r1 + r2 = B (8)
Insbesondere kann das Spiel CL jederzeit null gemacht werden, selbst wenn der Winkel der Achse des Flügels 7 variiert, wenn die Summe des Radius r2 und des Radius r1 mit der axialen Länge B des Flügels 7 zusammenfällt, oder, um das Vorstehende anders auszudrücken, wenn die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 mit der Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 zusammenfällt. In der Realität ist es jedoch wegen beteiligter Toleranzen schwierig, das Spiel CL vollständig null zu machen. Dennoch kann das Spiel CL klein gemacht werden, indem man nach außen vorstehende gekrümmte Flächen an beiden Enden des Flügels 7 hat, ohne die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 mit der Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 zusammenfallen zu lassen.
(Verbesserung des Verschleißwiderstands beider Flügelendbereiche)
Es gelten unterschiedliche Werte für die Krümmung der gekrümmten Oberfläche an beiden Enden des Flügels, die beispielsweise von bautechnischen Größen und Betriebsbedingungen der Flügelpumpe 1 abhängen. Bei einer Konzentration auf die Krümmung des distalen Flügelendbereichs 70 wird der Verschleiß der Gleitflächen zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 durch entsprechendes Schmieren der Oberflächen mit Schmiermittel gesteuert. Die Schmierbedingungen der Gleitflächen variieren in Abhängigkeit von Größen des Innendurchmessers des Nockenrings, der Krümmung des distalen Flügelendes und der Flügeldicke sowie Betriebsbedingungen, wie etwa Geschwindigkeit, Auslassdruck und Viskosität des hydraulischen Fluids. Beispielsweise kann eine übermäßig große Krümmung des distalen Flügelendbereichs 70 bewirken, dass der Flügel 7 durch einen Keileffekt des hydraulischen Fluids zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 von der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 hochgehoben wird. An einem Punkt nahe einem kritischen Punkt des Auftretens des Anhebens kann ein ungewöhnlicher Verschleiß aufgrund eines Klapperns des Flügels 7 auftreten. Im Gegensatz hierzu kann eine übermäßig kleine Krümmung bewirken, dass die Kontaktbereiche zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 schlecht geschmiert werden. Alternativ bewegt sich ein Teil des distalen Flügelendbereichs 70 im Kontakt mit der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 nur um einen kleinen Betrag während einer Umdrehung der Flügelpumpe 1, was den Verschleiß im Kontaktbereich erhöhen kann.
Als Nächstes bewirkt bei einer Konzentration auf die Krümmung des proximalen Flügelendbereichs 71 eine übermäßig große Krümmung des proximalen Flügelendbereichs 71, dass sich ein Bereich des proximalen Flügelendbereichs 71 im Kontakt mit der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b um einen großen Betrag während einer Umdrehung der Flügelpumpe 1 bewegt, was zu einem Kontakt durch einen Rand des proximalen Flügelendbereichs 71 führen kann. In diesem Fall ergibt sich eine kleine Kontaktfläche und der Kontaktbereich kann mehr verschleißen. In Gegensatz dazu führt eine übermäßig kleine Krümmung des proximalen Flügelendbereichs 71 beständig zu einer kleinen Kontaktfläche zwischen der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b und dem proximalen Flügelendbereich 71, was bewirken kann, dass der Kontaktbereich mehr verschleißt.
Wie zuvor beschrieben, werden, um das Spiel zwischen dem Nockenring 8, dem Flügel 7 und dem Flügelnocken 27 beständig null zu machen, die Mitten der Krümmung c1 und c2 der gekrümmten Oberflächen an beiden Enden des Flügels bevorzugt zusammenfallen gelassen. Eine optimale Position der Mitte der Krümmung kann gemäß den Dimensionen verschiedener Teile der Flügelpumpe und den Betriebsbedingungen ausgewählt werden. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Mitte der Krümmung beider Enden des Flügels aus Erfahrung auf der distalen Endseite gegenüber dem mittigen Punkt in der Länge des Flügels 7 angeordnet.
Wenn die gekrümmten Oberflächen an beiden Enden des Flügels voneinander unterschiedliche Krümmungswerte aufweisen, müssen Überlegungen für die Verhinderung einer fehlerhaften Montage falscher Teile während des Zusammenbaus berücksichtigt werden. Wenn die Krümmung dieselbe ist, ist keine spezielle Ausrichtung von Teilen während des Zusammenbaus erforderlich, was die Zusammenbaubarkeit verbessert.
[Wirkung]
Wirkungen der Flügelpumpe 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend aufgeführt.

(1) Die Flügelpumpe 1 umfasst: den von der Antriebswelle 5 drehbar angetriebenen Rotor 6, den Rotor 6 mit den mehreren Schlitzen 61, die auf dem Außenumfang des Rotors 6 ausgebildet sind; die mehreren Flügel 7, wobei jeder der Flügel 7 in einem entsprechenden der Schlitze 61 auf eine Weise untergebracht ist, dass er imstande ist, aus dem Schlitz 61 hervorzustehen und sich in den Schlitz 61 zurückzuziehen, und beide Endflächen zu gekrümmten Oberflächen in einer Ebene ausgebildet hat, die senkrecht zur Drehachse des Rotors 6 ist, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels 7 eine Krümmung aufweist, die eine Mitte hat, die auf der distalen Endseite relativ zur Mitte der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet ist; den Nockenring 8, der vibrierbar so angeordnet ist, dass er den Rotor 6 umgibt; den Pumpenkörper 4, um darin den Nockenring 8, den Rotor 6 und die Flügel 7 aufzunehmen.

Der Pumpenkörper 4 hat eine Oberfläche (die Oberfläche 410 der Druckplatte 41 auf der Seite der positiven z-Achsen-Richtung), die so angeordnet ist, dass sie den axialen Seitenflächen des Nockenring 8 und des Rotors 6 zugewandt ist. Die Oberfläche 410 der Druckplatte 41 auf der Seite der positiven z-Achsen-Richtung bildet zusätzlich zum Nockenring 8, dem Rotor 6 und den Flügeln 7 darauf die mehreren Pumpenkammern r.
Die Oberfläche 410 der Druckplatte 41 auf der Seite der positiven z-Achsen-Richtung hat: die Ansaugöffnung 43, die mit der Ansaugzone in Verbindung steht, in welcher jede der Pumpenkammern r ein Volumen hat, das mit der Drehung des Rotors 6 zunimmt; wobei die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 Druck einleitet, der demjenigen der Ansaugöffnung 43 gemeinsam ist, und mit den proximalen Endbereichen der Schlitze 61 in Verbindung steht, die die in der Ansaugzone positionierten Flügel 7 aufnehmen; die Auslassöffnung 44, die mit der Auslasszone in Verbindung steht, in welcher jede der Pumpenkammern r ein Volumen hat, das mit der Drehung des Rotors 6 abnimmt; und die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46, die Druck einleitet, der demjenigen der Auslassöffnung 44 gemeinsam ist, und mit den proximalen Endbereichen der Schlitze 61 in Verbindung steht, die die in der Auslasszone positionierten Flügel 7 aufnehmen.
Die Flügelpumpe 1 umfasst ferner: die kreisförmige Vertiefung 62 (Vertiefung), die im Endbereich des Rotors 6 axial gegenüber der Oberfläche ausgebildet ist, in welcher die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung 45 und die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung 46 ausgebildet sind; den Flügelnocken 27, der in der kreisförmigen Vertiefung 62 so angeordnet ist, dass seine Außenumfangsfläche die proximalen Endbereiche aller Flügel 7 berührt, um dadurch die Flügel 7 zwangsweise vorstehen und sich zurückziehen zu lassen, wobei der Flügelnocken 27 so bewegbar ist, dass der Exzentrizitätsbetrag relativ zur Antriebswelle 5 variiert wird; und die Nockenöffnung 47, die in der Oberfläche des Pumpenkörpers 4 auf der Seite in Anlage mit dem Flügelnocken 27 ausgebildet ist, wobei die Nockenöffnung 47 mit der kreisförmigen Vertiefung 62 im Rotor 6 in Verbindung steht, worin der Flügelnocken 27 untergebracht ist. Der Flügelnocken 27 teilt die proximalen Endbereiche der Schlitze 61, die die in der Ansaugzone positionierten Flügel 7 aufnehmen, von den proximalen Endbereichen der Schlitze 61, die die in der Auslasszone positionierten Flügel 7 aufnehmen.
Das Spiel CL zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 sowie zwischen dem proximalen Flügelendbereich 71 und der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b kann daher klein gemacht werden. Lärm, welcher auftritt, wenn der distale Flügelendbereich 70 und die Nockenring-Innenumfangsfläche 80 zusammenstoßen, kann daher gesteuert werden, und ein Lecken des hydraulischen Fluids zwischen dem proximalen Flügelendbereich 71 und der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b kann verhindert werden.

(2) Der Flügel 7 ist so ausgebildet, dass jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels 7 eine Krümmung mit einer Mitte hat, die miteinander zusammenfallen. Die Spiele CL zwischen dem distalen Flügelendbereich 70 und der Nockenring-Innenumfangsfläche 80 sowie zwischen dem proximalen Flügelendbereich 71 und der Flügelnocken-Außenumfangsfläche 27b können daher minimiert werden.
(3) Die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind auf der Seite des distalen Flügelendbereichs 70 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet.

Dies erlaubt es, dass die Krümmung des distalen Flügelendbereichs 70 klein ist, wodurch die Verschleißfestigkeit des distalen Flügelendbereich 70 verbessert wird.
Zweite Ausführungsform
Es wird eine Flügelpumpe 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der Flügelpumpe 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 auf der Seite des distalen Flügelendbereichs 70 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet. In der Flügelpumpe 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Mitte der Krümmung c2 einer gekrümmten Oberfläche eines distalen Flügelendbereichs 70 und eine Mitte der Krümmung c1 einer gekrümmten Oberfläche eines proximalen Flügelendbereichs 71 in der Mitte in einer axialen Länge eines Flügels 7 angeordnet.
In der folgenden Beschreibung werden mit Ausnahme der Flügel 7 gleiche oder entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen wie diejenigen identifiziert, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und Beschreibungen für jene Teile werden nicht doppelt ausgeführt.
10 ist eine Darstellung, die den Flügel 7, aus einer axialen Drehrichtung eines Rotors 6 gesehen, zeigt. Jeder des distalen Flügelendbereichs 70 und des proximalen Flügelendbereichs 71 ist zu einer nach außen vorstehenden gekrümmten Oberfläche ausgebildet, wie aus der axialen Drehrichtung des Rotors 6 (in einer Ebene senkrecht zur Drehachse) gesehen. Die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind auf einer Achse des Flügels 7 und in der Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet. r2 soll ein Krümmungsradius der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und r1 ein Krümmungsradius der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sein. Dann wird der Flügel 7 so ausgebildet, dass die Summe des Radius r2 und des Radius r1 mit einer axialen Länge B des Flügels 7 zusammenfällt. Insbesondere ist der Radius r2 gleich dem Radius r1.
In der Realität jedoch können der Radius r2 und der Radius r1 im Wesentlichen einander gleich sein und die Mitte c2 und die Mitte c1 sind nicht unbedingt auf der Achse des Flügels 7 angeordnet. Insbesondere müssen die Mitte c2 und die Mitte c1 nur nahe der Mitte des Flügels 7 angeordnet werden.
Wirkung
Die Wirkungen der Flügelpumpe 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend aufgeführt.

(4) Die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind in der Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet.

Es ist daher keine spezifische Ausrichtung des Flügels während des Zusammenbaus erforderlich, was die Notwendigkeit von Überlegungen beseitigt, die berücksichtigt werden sollten, um eine fehlerhafte Montage des Flügels während des Zusammenbaus zu verhindern, so dass die Zusammenbaubarkeit verbessert werden kann.
Dritte Ausführungsform
Es wird eine Flügelpumpe 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der Flügelpumpe 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 auf der Seite des distalen Flügelendbereichs 70 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet. In der Flügelpumpe 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Mitte der Krümmung c2 einer gekrümmten Oberfläche eines distalen Flügelendbereichs 70 und eine Mitte der Krümmung c1 einer gekrümmten Oberfläche eines proximalen Flügelendbereichs 71 auf der Seite des proximalen Flügelendbereichs 71 relativ zu einer Mitte in einer axialen Länge eines Flügels 7 angeordnet.
In der folgenden Beschreibung werden mit Ausnahme des Flügels 7 gleiche oder entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen wie diejenigen identifiziert, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und Beschreibungen für jene Teile werden nicht doppelt ausgeführt.
11 ist eine Darstellung, die den Flügel 7, aus einer axialen Drehrichtung eines Rotors 6 gesehen, zeigt. Jeder des distalen Flügelendbereichs 70 und des proximalen Flügelendbereichs 71 ist zu einer nach außen vorstehenden gekrümmten Oberfläche ausgebildet, wie aus der axialen Drehrichtung des Rotors 6 (in einer Ebene senkrecht zur Drehachse) gesehen. Die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind auf einer Achse des Flügels 7 und auf der Seite des proximalen Flügelendbereichs 71 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet. Es wird bemerkt, dass die Mitte c2 und die Mitte c1 nicht unbedingt auf der Achse des Flügels 7 angeordnet sind.
[Betrieb]
(Abbau des Bewegungsumfangs des Kontaktbereichs)
Eine übermäßig große Krümmung der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 bewirkt, dass sich ein Bereich des proximalen Flügelendbereichs 71 im Kontakt mit einer Flügelnocken-Außenumfangsfläche um einen großen Betrag bewegt, was zu einer Berührung durch eine Kante des proximalen Flügelendbereichs 71 führen kann. Dann kann der Kontaktbereich mehr verschleißen. In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind daher die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 auf der Seite des proximalen Flügelendbereichs 71 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet. Dies erlaubt es, die Krümmung des proximalen Flügelendbereichs 71 klein zu machen.
Wirkung
Die Wirkungen der Flügelpumpe 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend aufgeführt.

(5) Die Mitte der Krümmung c2 der gekrümmten Oberfläche des distalen Flügelendbereichs 70 und die Mitte der Krümmung c1 der gekrümmten Oberfläche des proximalen Flügelendbereichs 71 sind auf der Seite des proximalen Flügelendbereichs 71 relativ zur Mitte in der axialen Länge des Flügels 7 angeordnet.

Dies erlaubt es, die Krümmung des proximalen Flügelendbereichs 71 klein zu machen. Daher kann die Bewegung des Bereichs des proximalen Flügelendbereichs 71 im Kontakt mit der Flügelnocken-Außenumfangsfläche minimiert werden, so dass ein Berühren durch die Kante des proximalen Flügelendbereichs 71 verhindert werden kann, was zu einer verbesserten Haltbarkeit führt.
Weitere Ausführungsformen
Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Ausführungsformen die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen und verschiedene Änderungen an Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Konzept und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise ist in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Flügelnocken 27 auf der Seite des Rotors 6 neben dem vorderen Körper 42 angeordnet. Der Flügelnocken 27 kann immer noch auf der Seite des Rotors 6 neben der Druckplatte 41 angeordnet sein. In diesem Fall müssen die rückwärtigen Drucköffnungen 45, 46 auf der Seite des vorderen Körpers 42 angeordnet sein und die Nockenöffnung 47 muss auf der Seite der Druckplatte 41 angeordnet sein.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Flügelnocken 27 das Durchgangsloch 27a auf. Stattdessen kann der Flügelnocken 27 zu einer Scheibenform ausgebildet sein, um dadurch das Durchgangsloch 27a zu eliminieren. In diesem Fall muss der Flügelnocken 27 auf der Seite des Rotors 6 neben der Druckplatte 41 angeordnet sein. Da der Flügelnocken 27 das Durchgangsloch 27a nicht hat, ist die Antriebswelle 5 ausladend, da sie nur durch den vorderen Körper 42 zapfengelagert ist.
Merkmale, Bestandteile und spezifische Einzelheiten der Aufbauten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können ausgetauscht oder kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden, die für den jeweiligen Anwendungszweck optimiert sind. Sofern jene Modifikationen für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind, sollen sie durch die obige Beschreibung implizit offenbart sein, ohne jede mögliche Kombination explizit anzugeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3631264 B [0002, 0003]

Claims

Flügelpumpe mit: einem Rotor (6), der von einer Antriebswelle (5) drehbar angetrieben wird, wobei der Rotor (6) mehrere Schlitze (61) aufweist, die auf dem Außenumfang des Rotors (6) ausgebildet sind; mehreren Flügeln (7), wobei jeder der Flügel (7) in einem entsprechenden der Schlitze (61) auf eine Weise untergebracht ist, dass er imstande ist, aus dem Schlitz (61) vorzustehen und sich in den Schlitz (61) zurückzuziehen, und beide Endflächen zu gekrümmten Oberflächen in einer Ebene ausgebildet aufweist, die senkrecht zur Drehachse des Rotors (6) ist; einem Nockenring (8), der oszillierbar angeordnet ist, sodass er den Rotor (6) umgibt; einem Pumpenkörper (4), um darin den Nockenring (8), den Rotor (6) und die Flügel (7) unterzubringen, wobei der Pumpenkörper (4) eine Oberfläche aufweist, die so angeordnet ist, dass sie axialen Seitenflächen des Nockenrings (8) und des Rotors (6) zugewandt ist, wobei die Oberfläche, zusätzlich zu dem Nockenring (8), dem Rotor (6) und den Flügeln (7), mehrere Pumpenkammern (r) auf ihr ausbildet, wobei die Oberfläche aufweist: eine Ansaugöffnung (43a), die mit einer Ansaugzone, in welcher jede der Pumpenkammern (r) ein Volumen hat, das sich mit der Drehung des Rotors (6) erhöht, in Verbindung steht, eine ansaugseitige Rückdrucköffnung (45), die einen Druck einleitet, der demjenigen der Ansaugöffnung (43a) gemeinsam ist, und mit proximalen Endbereichen der Schlitze (61), die die in der Ansaugzone positionierten Flügel (7) aufnehmen, in Verbindung steht, eine Auslassöffnung (44a), die mit einer Auslasszone in Verbindung steht, in welcher jede der Pumpenkammern (r) ein Volumen hat, das mit der Drehung des Rotors (6) abnimmt, und eine auslassseitige Rückdrucköffnung (46), welche Druck einleitet, der demjenigen der Auslassöffnung (44a) gemeinsam ist, und mit proximalen Endbereichen der Schlitze (61), die die in der Auslasszone positionierten Flügel (7) aufnehmen, in Verbindung steht; eine Vertiefung, die in einem Endbereich des Rotors (6) axial gegenüber der Oberfläche ausgebildet ist, in welcher die ansaugseitige rückwärtige Drucköffnung (45) und die auslassseitige rückwärtige Drucköffnung (46) ausgebildet sind; einen Flügelnocken (27), der so in der Vertiefung angeordnet ist, dass seine Außenumfangsfläche die proximalen Endbereiche aller Flügel (7) berührt, um dadurch die Flügel (7) zwangsweise vorstehen und sich zurückziehen zu lassen, wobei der Flügelnocken (27) beweglich ist, um den Exzentrizitätsbetrag im Verhältnis zur Antriebswelle (5) zu ändern; und eine Nockenöffnung (47), die in einer Oberfläche des Pumpenkörpers (4) auf einer Seite in Anlage zu dem Flügelnocken (27) ausgebildet ist, wobei die Nockenöffnung (47) mit der Vertiefung in dem Rotor (6), in welcher der Flügelnocken (27) untergebracht ist, in Verbindung steht, wobei der Flügelnocken (27) die proximalen Endbereiche der Schlitze (61), die die in der Ansaugzone positionierten Flügel (7) aufnehmen, von den proximalen Endbereichen der Schlitze (61), die die in der Auslasszone positionierten Flügel (7) aufnehmen, trennt.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Krümmung mit einer Mitte hat, die miteinander zusammenfallen.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Krümmung mit einer Mitte aufweist, die auf einer distalen Flügelendseite relativ zur Mitte einer axialen Länge des Flügels angeordnet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 2, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Krümmung mit einer Mitte aufweist, die auf einer distalen Flügelendseite relativ zur Mitte einer axialen Länge des Flügels (7) angeordnet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Mitte aufweist, die in der Mitte einer axialen Länge des Flügels (7) angeordnet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 2, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Mitte aufweist, die in der Mitte einer axialen Länge des Flügels (7) angeordnet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Krümmung mit einer Mitte aufweist, die auf einer proximalen Flügelendseite relativ zur Mitte einer axialen Länge des Flügels (7) angeordnet ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 2, wobei jede der gekrümmten Oberflächen der beiden Endflächen des Flügels (7) eine Krümmung mit einer Mitte aufweist, die auf einer proximalen Flügelendseite relativ zur Mitte einer axialen Länge des Flügels (7) angeordnet ist.