DE102005027439B4

DE102005027439B4 - Flügelpumpe

Info

Publication number: DE102005027439B4
Application number: DE102005027439A
Authority: DE
Inventors: Norikazu Ide; Tomoyuki Fujita; Hideyasu Ihira
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-06-15
Also published as: JP2006002646A; US7347677B2; US20050281690A1; ES2279687A1; DE102005027439A1; ES2279687B1

Abstract

Flügelpumpe, mit:
einem Körper (1),
einem Nockenring (4), der in einer Körperbohrung (2) in dem Körper (1) angeordnet ist,
einem Läufer (6), der innerhalb des Nockenrings (4) angeordnet ist,
einer Vielzahl von Flügeln (7), die auf einer Außenfläche des Läufers (6) angeordnet sind, wobei sich die Vielzahl der Flügel (7) mit einer Drehung des Läufers (6) entlang einer Innenfläche des Nockenrings (4) nach innen und nach außen bewegt,
einer Abdeckung (9), die an dem Körper (1) befestigt ist, um eine Öffnungsfläche der Körperbohrung (2) zu bedecken, und
einer Verstärkungsplatte (8) aus Eisen, die in der Körperbohrung (2) befestigt ist, um zwischen dem Nockenring (4) und der Abdeckung (9) platziert zu werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstärkungsplatte (8) aus einem gesinterten Eisen hergestellt ist,
ein Aufnahmestufenteil (2a) in der Öffnungsfläche der Körperbohrung (2) ausgebildet ist, um die Verstärkungsplatte (8) aufzunehmen,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Flügelpumpe ist bereits aus der DE 295 05 568 U1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt einen Körper, einen Nockenring, der in einer Körperbohrung in dem Körper angeordnet ist, einen Läufer, der innerhalb des Nockenringes angeordnet ist, eine Vielzahl von Flügeln, die auf einer Außenfläche des Läufers angeordnet sind, eine Abdeckung und eine Verstärkungsplatte.

Gewöhnlich umfasst eine Abdeckung für eine Flügelpumpe komplexe Ölleitungen, wodurch die Festigkeit der Abdeckung möglicherweise beeinträchtigt wird. Deshalb ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP7-279871 AA eine Pumpe angegeben, bei der die Festigkeit der Abdeckung aufrechterhalten wird.

Diese Pumpe ist mit einem konkaven Teil versehen, der an einer Verbindungsfläche zwischen der Abdeckung und dem Pumpenkörper vorgesehen ist, wobei eine Außenseitenplatte aus einer gesinterten Eisenlegierung als Verstärkungsglied in den konkaven Teil eingesetzt ist. Die Festigkeit der Abdeckungsseite mit der Außenseitenplatte wird also aufrechterhalten, indem die Außenseitenplatte in den konkaven Teil der Abdeckung aufgenommen wird. Die Außenseitenplatte dient außerdem dazu, die rillenförmigen Ölleitungen in der Abdeckung zu bedecken.

Die den Ölleitungen entsprechenden Teile der Außenseitenplatte sind nicht in Kontakt mit der Abdeckung. Weil also ein Teil der Außenseitenplatte nicht in Kontakt mit der Abdeckung ist, ist die Kontaktfläche zwischen der Außenseitenplatte und der Abdeckung kleiner.

Wenn die Außenseitenplatte wie oben beschrieben in der Abdeckung aufgenommen ist, wird die Dicke der Abdeckung dort, wo die Außenseitenplatte aufgenommen ist, wesentlich dünner. Wenn die Dicke der Abdeckung dünner wird, wird die Festigkeit des dünneren Teils der Abdeckung reduziert. Und weil die Kontaktfläche zwischen der Außenseitenplatte und der Abdeckung klein ist, treten Verformungen der Abdeckung mit größerer Wahrscheinlichkeit auf, wenn die Flügelpumpe als Hochdruckpumpe verwendet wird.

Weil weiterhin der konkave Teil in der Abdeckung ausgebildet ist und die Außenseitenplatte in dem konkaven Teil aufgenommen ist, können die Geradheit der Bodenfläche in dem konkaven Teil bzw. der Parallelismus der Bodenfläche in dem konkaven Teil zu einer mit dem Körper in Kontakt gebrachten Seitenfläche der Abdeckung genau gehandhabt werden. Wenn sich die dimensionale Genauigkeit verschlechtert, wird die Außenseitenplatte nicht senkrecht zu einer Antriebswelle gehalten, sodass ein Zwischenraum zwischen der Außenseitenplatte und einem Nockenring erzeugt wird, wodurch möglicherweise die Volumeneffizienz der Pumpe reduziert wird. Und wenn die senkrechte Ausrichtung der Außenseitenplatte zu der Antriebswelle nicht wie oben beschrieben aufrechterhalten wird, tritt ein metallischer Kontakt zwischen der Außenseitenplatte und einem Läufer auf, wodurch möglicherweise ein Fraß verursacht wird.

Es besteht also ein Bedarf für eine Flügelpumpe, die die oben genannten Probleme aus dem Stand der Technik beseitigt. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese und andere Aufgaben, wie dem Fachmann beim Lesen der vorliegenden Beschreibung deutlich werden sollte.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flügelpumpe anzugeben, die die Festigkeit einer Abdeckung ohne genaue dimensionale Kontrolle der Abdeckung erhöhen kann.

Die zuvor genannten und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch eine Flügelpumpe gemäß Anspruch 1. Eine bevorzugte Ausführungsform wird durch den Unteranspruch beansprucht.

Weil gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Verstärkungsplatte aus Eisen in eine Körperbohrung aufgenommen ist, entspricht die Festigkeit der Abdeckung mit der Verstärkungsplatte aus Eisen der Festigkeit einer wesentlich dickeren Platte. Durch die Erhöhung der Festigkeit der Abdeckung wird die Verzerrungsgröße der Abdeckung reduziert. Eine Reduktion der Verzerrungsgröße der Abdeckung ermöglicht eine Reduktion des Ölleckens in der Abdeckung, wodurch die Volumeneffizienz der Pumpe verbessert wird und ein Öllecken von einem Kontaktteil zwischen dem Körper und der Abdeckung verhindert wird. Weil kein konkaver Teil zum Aufnehmen einer Platte an einer Abdeckungsseite wie bei der herkömmlichen Pumpe erforderlich ist, ist keine genaue dimensionale Kontrolle in Bezug auf die Abdeckung erforderlich.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann durch die folgende ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.

1 ist eine Querschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Ansicht einer Kontaktfläche zwischen einer Verstärkungsplatte und einem Läufer.

3 ist eine Ansicht, die eine Kontaktfläche zwischen einer Verstärkungsplatte und einer Abdeckung zeigt.

4 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft ist, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die in 1 bis 3 gezeigt wird, ist eine Körperbohrung 2 in einem aus Aluminium ausgebildeten Körper 1 vorgesehen, wobei eine Seitenplatte 3 aus Eisen und ein Nockenring 4 aus Eisen in der Körperbohrung 2 aufgenommen sind.
Eine Antriebswelle 5 ist in dem Körper 1 vorgesehen und erstreckt sich durch die Seitenplatte 3 und den Nockenring 4. Ein Läufer 6 aus Eisen ist an der Antriebswelle 5 in dem Nockenring 4 befestigt, um sich gemeinsam mit der Antriebswelle 5 zu drehen, wobei außerdem eine Vielzahl von Rillen radial auf einem Außenumfang des Läufers 6 ausgebildet sind. Flügel 7 sind in den Rillen aufgenommen, um sich in und aus denselben zu bewegen.
Ein Aufnahmestufenteil (konkaver Teil) 2a ist in einer Öffnung der Körperbohrung 2 entlang einer Innenumfangsfläche ausgebildet, um eine Verstärkungsplatte 8 aufzunehmen. Die Verstärkungsplatte 8 wird in dem Aufnahmestufenteil 2a aufgenommen, wobei weiterhin eine Außenseite des Verstärkungsglieds 2a durch eine Abdeckung 9 bedeckt wird.
Der Aufnahmestufenteil 2a zum Aufnehmen der Verstärkungsplatte 8 weist eine Stufe (Tiefe) auf, die etwas größer als die Dicke der Verstärkungsplatte 8 ist. Wenn die Stufe kleiner als die Dicke der Verstärkungsplatte 8 ist, steht die Verstärkungsplatte 8 von der Körperbohrung 2 in eine Seite der Abdeckung 9 vor. Wenn die Verstärkungsplatte 8 derart in die Seite der Abdeckung 9 vorsteht, wird ein Zwischenraum in einer entsprechenden Fläche zwischen der Abdeckung 9 und dem Körper 1 erzeugt, sodass ein Öllecken durch den Zwischenraum auftritt.
Weil O-Ringe 14a und 14b an einer Kontaktfläche zwischen der Seitenplatte 3 und der Körperbohrung 2 in der Richtung der Antriebswelle angeordnet sind, werden Variationen in der Dicke der Seitenplatte 3, des Nockenrings 4, der Verstärkungsplatte 8 oder ähnlichem absorbiert, wodurch die Verstärkungsplatte 8 in Kontakt mit der Abdeckung 9 gebracht wird.
2 zeigt eine Kontaktfläche der Verstärkungsplatte 8 an der Läuferseite, und 3 zeigt entsprechend eine Kontaktfläche an der Abdeckungsseite, wobei ein Paar von Saugöffnungen 12 in der Verstärkungsplatte 8 ausgebildet sind. Diese Saugöffnungen 12 kommunizieren mit einer Saugleitung 10, die mit einer Tunnelform innerhalb der Abdeckung 9 ausgebildet ist. Ein Paar von Stiftöffnungen 13 sind in der Verstärkungsplatte 8 ausgebildet, und Stifte (nicht gezeigt) zum Positionieren der Verstärkungsplatte 8 sind jeweils in die Stiftöffnungen 13 eingesetzt. Auf der Abdeckungsseite vorstehende Stifte (nicht gezeigt) sind in die Stiftöffnungen 13 sowie in den Nockenring 4 und die Seitenplatte 3 eingesetzt, die dadurch in Bezug aufeinander positioniert werden. Ein Durchgangsloch 15 ist in einem Zentrum der Verstärkungsplatte 3 ausgebildet, wobei sich die Antriebswelle 5 durch dieses Durchgangsloch 15 erstreckt.
Die Verstärkungsplatte 8 ist aus einem gesinterten Eisen hergestellt, sodass die dimensionale Kontrolle der Verstärkungsplatte 8 korrekt vorgenommen werden kann. Weil die Seitenplatte 3, der Nockenring 4, der Läufer Ei und die Verstärkungsplatte 8 aus Eisen hergestellt sind, wird die dimensionale Kontrolle korrekt durchgeführt. Wenn also der Aufnahmestufenteil 2a vorgesehen wird, werden die Verstärkungsplatte 8 und der Aufnahmestufenteil 2a genau positioniert.
Die Abdeckung 9 schließt eine Öffnungsseite der Körperbohrung 2 und ist aus Aluminium hergestellt. Durch das Schließen der Öffnungsseite mit der Abdeckung 9 wird ein Aufbau vorgesehen, in dem die Verstärkungsplatte 8 zwischen dem Nockenring 4 und der Abdeckung 9 angeordnet ist, wobei eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit an der Seite der Abdeckung 9 durch die Verstärkungsplatte 8 vorgesehen wird.
Die Saugleitung 10 ist mit einer Tunnelform in der Abdeckung 9 ausgebildet, wobei eine Kontaktfläche der Abdeckung 9 mit der Verstärkungsplatte 8 größer vorgesehen werden kann.
Im Folgenden wird der Betrieb der Flügelpumpe erläutert. Die Antriebswelle 5 wird durch die Kraft einer Antriebsquelle wie etwa eines Motors gedreht, sodass sich der Läufer 6 dreht. Wenn sich der Läufer 6 dreht, bewegen sich die Flügel 7 in dem Läufer 6 nach außen, bis die Flügel 7 aufgrund einer Zentrifugalkraft eine Innenumfangsfläche des Nockenrings 4 kontaktieren. Jeder Flügel 7 bewegt sich entlang des Innenumfangs des Nockenrings 4 aufgrund der Drehung des Läufers 6 nach innen und nach außen.
Die nach innen und nach außen gerichtete Bewegung der Flügel 7 entlang des Nockenrings 4 erlaubt eine Expansion oder Kontraktion der zwischen den Flügeln 7 definierten Kammern. Wenn die Kammer expandiert, wird der Druck reduziert, sodass Hydrauliköl aus der Saugleitung 10 der Abdeckung 9 durch die Saugöffnungen 12 in der Verstärkungsplatte 8 in die Kammer gesaugt wird. Und wenn die Kammer kontrahiert, wird der Druck in der Kammer erhöht, sodass das Hydrauliköl aus einer Ausgabeöffnung (nicht gezeigt) durch eine Verbindungsbohrung 11 in der Seitenplatte 3 ausgestoßen wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Verstärkungsplatte 8 wie oben beschrieben aus einem gesinterten Eisen hergestellt, wodurch die Gleiteigenschaft der Verstärkungsplatte 8 in Bezug auf den Läufer 6 oder die Flügel 7 sowie die Beständigkeit der Verstärkungsplatte 8 gegenüber einem Fraß verbessert werden. Und weil der Läufer 6 oder die Flügel 7 in Kontakt mit einer Seite der Verstärkungsplatte 8 gebracht werden, ist es nicht erforderlich, die Gleitverschleißbeständigkeit der Abdeckung 9 zu erhöhen. Wenn die Gleitverschleißbeständigkeit auf der Seite der Abdeckung 9 verbessert werden soll, kann zum Beispiel der Silikonanteil in der Abdeckung 9 erhöht werden, wodurch jedoch die Abdeckung 9 verteuert wird. In der bevorzugten Ausführungsform muss jedoch keine teuere Abdeckung 9 vorgesehen werden.
Und weil in der bevorzugten Ausführungsform die Saugleitung 10 in der Abdeckung mit einer Tunnelform ausgebildet ist, wird die Verstärkungsplatte 8 in einen gleichmäßigen Kontakt mit der gesamten Fläche der Abdeckung 9 gebracht. Wenn jedoch der Öldurchgang in der Abdeckung 9 als Rille verwendet wird, die durch die Verstärkungsplatte 8 bedeckt wird, schwimmt die Verstärkungsplatte 8 um die Breite der Rille. Mit anderen Worten wird die Festigkeit des Teils der Verstärkungsplatte 8 in Entsprechung zu der Rille gemindert. In der bevorzugten Ausführungsform dagegen wird die Verstärkungsplatte 8 gleichmäßig in Kontakt mit der Abdeckung 9 gebracht, sodass die Festigkeit der Verstärkungsplatte 8 nicht gemindert wird.
Wenn die Rille wie oben beschrieben weiterhin als Saugleitung verwendet wird und zu der Kontaktflächenseite der Abdeckung geöffnet ist, wird die Festigkeit des geöffneten Teils der Abdeckung vermindert. Die Verminderung der Festigkeit der Abdeckung verursacht eine Verzerrung der Abdeckung, wenn diese unter Druck verwendet wird, was zu einem Öllecken führt. In der bevorzugten Ausführungsform ist jedoch die Verstärkungsplatte 8 aus Eisen in der Körperbohrung 2 aufgenommen, wodurch die Festigkeit der Abdeckung ähnlich wie bei einer wesentlichen Verstärkung der Dicke der Abdeckung 9 erhöht wird. Die Festigkeit des Abdeckungsteils, der sich aus der Verstärkungsplatte 8 und der Abdeckung 9 zusammensetzt, wird also wesentlich erhöht, wodurch die Verzerrungsgröße des Abdeckungsteils reduziert wird. Wenn die Verzerrungsgröße des Abdeckungsteils reduziert wird, wird das Öllecken in der Abdeckung reduziert, wodurch die Volumeneffizienz der Pumpe verbessert wird und wodurch weiterhin ein Öllecken an dem Kontaktteil zwischen dem Körper 1 und der Abdeckung 9 verhindert wird. Weil im Gegensatz zu der herkömmlichen Pumpe weiterhin kein konkaver Teil zum Aufnehmen der Platte in die Abdeckungsseite erforderlich ist, ist keine genaue dimensionale Kontrolle der Abdeckung 9 erforderlich.
Die Stiftöffnungen 13 für die Positionierung sind in der Verstärkungsplatte 8 einander gegenüber in der Umfangsrichtung der Verstärkungsplatte 8 vorgesehen, wobei sich jeder Positionierungsstift jeweils durch zwei Stiftöffnungen 13 zwischen der Seitenplatte 3 und der Abdeckung 9 erstreckt. Die Verstärkungsplatte 8 sowie die Seitenplatte 3 sind aus einem gesinterten Metall hergestellt, sodass die Verbindungsbohrung 11 und die Saugöffnung 12 genau und relativ einfach in Übereinstimmung mit einer Änderung der Drücke in den Kammern zwischen den Flügeln 7 positioniert werden können. Auf diese Weise können Schwankungen der Pumpenausgabedrücke reduziert werden.
Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform mit Bezug auf 4 erläutert, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
In dieser Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Verstärkungsplatte 8 gleich demjenigen des Nockenrings 4. Deshalb kann die Verstärkungsplatte 8 direkt in die Körperbohrung 2 aufgenommen werden, die dann den Nockenring 4 aufnimmt, sodass der Aufnahmestufenteil 2a von 1 nicht vorgesehen zu werden braucht.
Wenn die Verstärkungsplatte 8 auf diese Weise direkt in die Körperbohrung 2 aufgenommen wird, kann die Dicke der Verstärkungsplatte 8 innerhalb der Komprimierungsgröße des O-Rings 14a zu dem Zwischenraum zwischen dem Nockenring 4 und der Abdeckung 9 variieren. Der Läufer 6 und auch die Verstärkungsplatte 8 werden zu der Seite der Abdeckung 9 gedrückt, wenn der Pumpenausgabedruck zu der Seite der Seitenplatte 3 hin angelegt wird. Es wird also kein Zwischenraum zwischen der Verstärkungsplatte 8 und der Abdeckung 9 erzeugt. Mit anderen Worten ist die Verstärkungsplatte 8 in engem Kontakt mit der Abdeckung 9, wodurch ein Lecken von Öl vollständig verhindert werden kann.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-179187. Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-179187 ist hier unter Bezugnahme eingeschlossen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, wobei dem Fachmann deutlich sein sollte, dass verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass der durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Flügelpumpe, mit: einem Körper (1), einem Nockenring (4), der in einer Körperbohrung (2) in dem Körper (1) angeordnet ist, einem Läufer (6), der innerhalb des Nockenrings (4) angeordnet ist, einer Vielzahl von Flügeln (7), die auf einer Außenfläche des Läufers (6) angeordnet sind, wobei sich die Vielzahl der Flügel (7) mit einer Drehung des Läufers (6) entlang einer Innenfläche des Nockenrings (4) nach innen und nach außen bewegt, einer Abdeckung (9), die an dem Körper (1) befestigt ist, um eine Öffnungsfläche der Körperbohrung (2) zu bedecken, und einer Verstärkungsplatte (8) aus Eisen, die in der Körperbohrung (2) befestigt ist, um zwischen dem Nockenring (4) und der Abdeckung (9) platziert zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatte (8) aus einem gesinterten Eisen hergestellt ist, ein Aufnahmestufenteil (2a) in der Öffnungsfläche der Körperbohrung (2) ausgebildet ist, um die Verstärkungsplatte (8) aufzunehmen, wobei eine Tiefe des Stufenteils (2a) etwas größer als die Dicke der Verstärkungsplatt (8) ist, und ein O-Ring (14a, 14b) in die Körperbohrung (2) eingefügt ist, um den Nockenring (4) an die Verstärkungsplatte (8) zu pressen.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugleitung (10) mit einer Tunnelform in der Abdeckung (9) ausgebildet ist und eine mit der Saugleitung (10) kommunizierende Saugöffnung (12) in der Verstärkungsplatte (8) ausgebildet ist.