DE102006042190A1

DE102006042190A1 - Rotoreinrichtung einer Pumpe

Info

Publication number: DE102006042190A1
Application number: DE102006042190A
Authority: DE
Inventors: Chikashi Wako Sato; Masahiro Kasahara
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2026-09-09
Also published as: US7717689B2; CN1928367B; GB0617562D0; GB2430012A; JP4545072B2; US20070059194A1; DE102006042190B4; GB2430012B; CN1928367A; JP2007077805A

Abstract

Zur Bereitstellung einer Rotoreinrichtung einer Pumpe, bei welcher eine Druckentlastung in dem Luftspalt zwischen einer Öldichtung und einem inneren Rotor glatt erfolgt, und eine zufriedenstellende Standfestigkeit und Dichtungsfähigkeit der Öldichtung aufrechterhalten wird, und die eine sehr einfache Konstruktion aufweist, und ermöglicht, dass eine Zunahme der Abmessungen vermindert wird, weist die Rotoreinrichtung für eine Pumpe auf: eine Antriebswelle, bei welcher mehrere bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitte, die zu einem Zentrum in Axialrichtung zentriert sind, und mehrere ebene Oberflächenabschnitte abwechselnd angeordnet sind; und einen inneren Rotor, der ein Montageloch aufweist, in welches die Antriebswelle eingefügt ist. In dem Montageloch sind bobenförmige Innenumfangsabschnitte entsprechend den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten und mit gleicher Anzahl wie diese, sowie ebene, innere Innenumfangsoberflächenabschnitte entsprechend den ebenen Oberflächenabschnitten und mit gleicher Anzahl wie diese abwechselnd vorgesehen. Zentren der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte sind in Bezug auf ein Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors verschoben angeordnet, und weiterhin sind Radien der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte größer gewählt als die Radien der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte, so dass das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors zwischen jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt und einem Zentrum des Radius entsprechend ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotoreinrichtung einer Pumpe, die glatt die Druckentlastung in einem Luftspaltabschnitt zwischen einer Öldichtung und einem inneren Rotor durchführen kann, und eine gute Standfestigkeit und Dichtungsleistung der Öldichtung aufrechterhalten kann, und darüber hinaus sehr einfach aufgebaut ist, und es ermöglicht, eine Vergrößerung der Abmessungen zu vermeiden.

Die Druckentlastung von einem Luftspaltabschnitt zwischen einer Öldichtung und einem inneren Rotor stellt eine der Aufgaben dar, die bei Rotoreinrichtungen von Pumpen und dergleichen auftreten. Bei der Konstruktion einer Rotoreinrichtung einer Pumpe sind der innere Rotor und die Antriebswelle (Kurbelwelle) der Rotoreinrichtung der Pumpe miteinander verbunden, jedoch ist bei Ölpumpen eine Öldichtung, die aus einem elastischen Körper (Gummi oder dergleichen) hergestellt ist, auf dem Pumpenkörper der Ölpumpe angebracht, und ist eine Antriebswelle (Kurbelwelle) in den offenen Abschnitt der Ölpumpe eingeführt. Die Randbereiche der Öldichtung werden durch das Öl geschmiert, das sich innerhalb der Ölpumpe befindet, und die Öldichtung verhindert, dass das in der Ölpumpe befindliche Öl zur Außenseite der Pumpe fließt (dass ein Ölleck auftritt).

Eine Druckentlastung in dem Luftspaltabschnitt, der zwischen einer Rotoreinrichtung, beispielsweise einem inneren Rotor und einem äußeren Rotor, die an einer Rotorkammer angebracht ist, und der Öldichtung auftritt, die an dem Pumpengehäuse angebracht ist, ist eine der Aufgaben, die bei Pumpen vorhanden sind, die einen Rotormechanismus des Typs mit innerem Kontakt aufweisen. Bei einer Pumpe, die einen Rotormechanismus des Typs mit innerem Kontakt aufweist, sind daher ein innerer Rotor und eine Antriebswelle (Kurbelwelle) miteinander verbunden, und ist eine Öldichtung, die aus einem elastischen Körper (Gummi oder dergleichen) besteht, an einem Pumpengehäuse der Ölpumpe angebracht.

Die Antriebswelle (Kurbelwelle) wird in einen offenen Abschnitt der Öldichtung eingeführt. Die Randbereiche der Öldichtung werden durch das Öl geschmiert, das sich innerhalb der Ölpumpe befindet, und die Öldichtung verhindert, dass sich das in der Ölpumpe befindende Öl heraus zur Außenseite der Pumpe fließt (das ein Ölleck auftritt).

Da das Fluid (Öl und dergleichen) in dem Luftspalt festgehalten wird, der zwischen der Öldichtung und dem Rotor vorhanden ist, und der Druck des Fluids, das sich in diesem Luftspalt befindet, in Betrieb zunimmt, wirkt eine durch diesen Druck hervorgerufene, übermäßige Belastung auf die Öldichtung ein, wodurch das Risiko hervorgerufen wird, dass die Standfestigkeit und die Dichtungseigenschaften der Öldichtung beeinträchtigt werden. Daher wird in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 2005-16448 vorgeschlagen, den Luftspalt mit der Pumpenkammer über einen Zwischenraum zu verbinden, der sich entlang der Axialrichtung der Antriebswelle zwischen der Innenumfangsoberfläche des Axialloches des Rotors, beispielsweise eines inneren Rotors, und der Antriebswelle erstreckt, welche den Rotor dreht, und das Fluid unter hohem Druck, das sich innerhalb des Luftspalts befindet, aus dem Luftspalt in die Pumpenkammer zu entfernen, als Maßnahme zur Durchführung einer Druckentlastung, die eine Erhöhung des Druckes des Fluids verhindert, das sich in dem Luftspalt befindet.

Die technische Lehre der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 2005-16448 zeichnet sich dadurch aus, dass das Montageloch des inneren Rotors eine Querschnittsform aufweist, welche vier Hauptkreisbogenabschnitte und vier gerade Verbindungsabschnitte zum Verbinden der benachbarten Hauptkreisbogenabschnitte auf demselben Kreis aufweist. In dem inneren Rotor sind vier Ecken in den Drehrichtungsorten vorhanden, die durch die Hauptkreisbogenabschnitte und die geradlinigen Verbindungsabschnitte gebildet werden, und wird eine Spannungskonzentration von der Antriebswelle (Kurbelwelle) abgebaut.

Wenn der Zwischenraum (Verbindungskanal) zwischen der Antriebswelle und dem inneren Rotor eng ist, ist jedoch in einigen Fällen die Druckentlastung unvollständig. Aus diesem Grund lässt sich überlegen, den Zwischenraum zu vergrößern, um den Druck abzulassen. Wenn jedoch der Zwischenraum gegenüber der Antriebswelle bei der Konstruktion der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 2005-16448 vergrößert wird, durch Vergrößerung der vier Hauptkreisbogenabschnitte des Montageloches des inneren Rotors, nimmt die Dicke der Hauptkreisbogenabschnitte des Montageloches und der Zahnunterseiten des Verzahnungsprofils (beispielsweise eines Trochoiden-Zahnprofils) am Außenumfang des inneren Rotors ab, wodurch die Festigkeit negativ beeinflusst wird.

Falls eine ausreichende Dicke angesichts der voranstehenden Umstände sichergestellt werden soll, muss der Durchmesser des inneren Rotors vergrößert werden, was zu einer ungewünschten Erhöhung der Abmessungen und des Gewichts der Ölpumpe führt. Daher besteht das von der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Problem darin, eine ausreichende Druckentlastung zu ermöglichen, und eine gute Beständigkeit gegen Öl und eine gute Dichtungsfähigkeit der Öldichtung beizubehalten, ohne dass eine Vergrößerung der Abmessungen des inneren Rotors auftritt.

Daher lösten die Erfinder das voranstehend geschilderte Problem durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung, die eine Rotoreinrichtung einer Pumpe betrifft, bei welcher vorgesehen sind: eine Antriebswelle, bei welcher mehrere bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitte, zentriert zu einem Zentrum in Axialrichtung, und mehrere ebene Oberflächenabschnitte abwechselnd angeordnet sind; und ein innerer Rotor, der ein Montageloch aufweist, in welches die Antriebswelle eingeführt ist, wobei in dem Montageloch bogenförmige Innenumfangsabschnitt entsprechend den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten und in gleicher Anzahl wie diese, sowie ebene, innere Innenumfangsoberflächenabschnitte entsprechend den ebenen Oberflächenabschnitten und in gleicher Anzahl wie diese abwechselnd vorgesehen sind, und Zentren der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte in Bezug auf ein Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors versetzt angeordnet sind, und Radien der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte größer ausgebildet sind als die Radien der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte, so dass das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors zwischen jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt und einem Zentrum des Radius entsprechend jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt angeordnet ist.

Vorzugsweise, wie im Anspruch 2 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei das Zentrum des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts auf eine Position eingestellt ist, die annähernd identisch mit jener einer Linie ist, die durch einen Mittelpunkt einer Bogenspannweitenlänge des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts und des Zentrums in Axialrichtung des inneren Rotors hindurchgeht. Vorzugsweise, wie im Anspruch 3 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen der Zentren sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte gleich sind.

Vorzugsweise, wie im Anspruch 4 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung m zumindest eines der Zentren sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte sich von der gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernung anderer unterscheidet. Vorzugsweise, wie im Anspruch 5 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei die Radien sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte gleich sind.

Vorzugsweise, wie im Anspruch 6 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei der Radius zumindest eines sämtlicher bogenförmigen Innenumfangsabschnitte anders ist als die Radien anderer. Vorzugsweise, wie im Anspruch 7 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei ein Mittelpunkt einer Sogenspannweitenlänge sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte an einem Ort entsprechend dem tiefsten Abschnitt einer Zahnunterseite des inneren Rotors angeordnet ist.

Vorzugsweise, wie im Anspruch 8 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei Ecken sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte und ebener, innerer Innenumfangsoberflächenabschnitte ausgenommene, bogenförmige Eckabschnitte sind. Vorzugsweise, wie im Anspruch 9 angegeben, wird das voranstehend geschilderte Problem durch eine Rotoreinrichtung einer Pumpe mit der voranstehend geschilderten Konstruktion gelöst, wobei in dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt eine Ausströmnut entlang der Axialrichtung vorgesehen ist, und die Ausströmnut in dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt und an einem Ort entsprechend einer Position einer Zahnspitze des inneren Rotors vorgesehen ist.

Bei der Erfindung, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist, ist ein Zwischenraum eines besonders großen Öffnungsoberflächenbereichs zwischen den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten zwischen der Antriebswelle und den bogenförmigen Innenumfangsabschnitten des Montageloches des inneren Rotors vorgesehen, und kann dieser Zwischenraum als ein Druckentlastungskanalabschnitt dienen. Der Druckentlastungskanalabschnitt gibt das unter hohem Druck stehende Fluid frei, das in dem Luftspalt festgehalten wird, der zwischen der Rotorkammer und der Öldichtung vorhanden ist, wodurch ein Anstieg des Drucks innerhalb des Luftspalts verhindert wird, und ermöglicht wird, gute Dichtungseigenschaften und eine gute Standfestigkeit der Öldichtung aufrechtzuerhalten.

Weiterhin wird dieser Druckentlastungskanalabschnitt durch die bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte der Antriebswelle und die bogenförmigen Innenumfangsabschnitte des inneren Rotors gebildet. Weiterhin ist das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors zwischen jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt und Zentren der Radien entsprechend jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt angeordnet, sind die Zentren der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte in Bezug auf das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors verschoben, und sind darüber hinaus die Radien der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte größer gewählt als die Radien der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte. Daher kann die Öffnung, die von den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten und den bogenförmigen Innenumfangsabschnitten umgeben wird, eine Form annehmen, die sich allmählich zu beiden Seiten hin vom Zentrum in der Bogenspannweitenlänge der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte und der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte aufweitet. Ein derartiger Druckentlastungskanalabschnitt ermöglicht es, eine Verringerung der Dicke in Radialrichtung des inneren Rotors zu minimieren, und ist kleiner als der Druckentlastungskanalabschnitt, der durch die bogenförmigen Innenumfangsabschnitte gebildet wird, die durch den Kreis gebildet werden, der konzentrisch zum Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors verläuft (auf Grundlage der herkömmlichen Technik).

Gemäß Anspruch 2 liegt das Zentrum in Radialrichtung des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts auf einer Linie, die durch einen Mittelpunkt b einer Bogenspannweitenlänge des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts und des Zentrums in Axialrichtung des inneren Rotors hindurchgeht. Daher kann, wenn das Montageloch des inneren Rotors ausgeformt wird, dieser Vorgang einfach und wirksam durchgeführt werden. Weiterhin sind gemäß Anspruch 3 die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen in Bezug auf das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors im Zentrum sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte gleich, wodurch ein innerer Rotor mit gleichmäßiger Form erhalten wird, und die Produktivität verbessert werden kann.

Gemäß Anspruch 4 ist die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung zumindest eines der Zentren unter den Zentren sämtlicher bogenförmigen Innenumfangsabschnitte gegenüber dem Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors verschieden von der gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernung anderer Zentren. Daher kann der Druckentlastungskanalabschnitt, der zwischen dem Montageloch des inneren Rotors und der Antriebswelle vorhanden ist, jeweils unterschiedliche Öffnungsflächenbereiche aufweisen, und kann der Rhythmus während des Vorgangs der Druckentlastung unterbrochen werden, so dass das Auftreten pulsierender Schwingungen verhindert werden kann. Weiterhin ist gemäß Anspruch 5 eine Rotoreinrichtung einer Pumpe vorhanden, bei welcher die Radien der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte bei der voranstehend geschilderten Konstruktion gleich sind, so dass der Vorgang des Ausformens des Montageloches effizient durchgeführt werden kann.

Weiterhin ist gemäß Anspruch 6 der Radius zumindest eines sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte verschieden von dem Radius anderer bogenförmiger Innenumfangsabschnitte. Daher können die Druckentlastungskanalabschnitte unterschiedliche Oberflächenbereiche in jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt aufweisen, und kann, ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 5, der Rhythmus während des Vorgangs der Druckentlastung unterbrochen werden, so dass das Auftreten pulsierender Schwingungen verhindert werden kann. Weiterhin befindet sich gemäß Anspruch 7 ein Mittelpunkt einer Bogenspannweitenlänge sämtlicher bogenförmiger, Innenumfangsabschnitte an einem Ort entsprechend dem tiefsten Abschnitt einer Zahnunterseite des inneren Rotors. Daher kann die Verringerung der Dicke bei dem Zahnunterseitenabschnitt des inneren Rotors minimiert werden, nimmt der Öffnungsoberflächenbereich des Druckentlastungskanalabschnitts allmählich zu beiden Seiten in Richtung der Breite des tiefsten Abschnitts zu, und kann ein zufrieden stellender Druckentlastungsvorgang beibehalten werden.

Weiterhin sind gemäß Anspruch 8 die Ecken sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte und sämtlicher ebener, innerer Innenumfangsoberflächenabschnitte als ausgenommene, bogenförmige Eckabschnitte ausgebildet, wodurch die Eckabschnitte der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte und der ebenen Oberflächenabschnitte der Antriebswelle nicht miteinander in Berührung versetzt werden, und ein Fressen verhindert werden kann. Weiterhin ist gemäß Anspruch 9 eine Ausströmnut vorgesehen, ohne die Dicke des inneren Rotors an dem Ort zu verringern, an welchem die Antriebswelle und das Montageloch bei der Drehung in Berührung miteinander gelangen, und ohne eine Verringerung der Festigkeit des inneren Rotors, wobei mit einer derartigen Ausströmnut die Entlastung des Drucks in den Luftspalten glatter durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1A eine vordere Vertikalschnittansicht der Antriebswelle und des inneren Rotors gemäß der vorliegenden Erfindung, und 1B eine vordere Vertikalschnittansicht der Antriebswelle, und 1C eine vordere Vertikalschnittansicht des inneren Rotors;
2A eine vergrößerte Querschnittsansicht des Ortes des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts des inneren Rotors, und 2B eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Druckentlastungskanalabschnittsortes, der durch den bogenförmigen Innenumfangsabschnitt des inneren Rotors und den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitt der Antriebswelle gebildet wird;
3A eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils eines inneren Rotors, bei welchem die Entfernung der Versetzung gegenüber dem Zentrum sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte gleich ist, und 3B eine vergrößerte Ansicht, bei welcher ein Teil der Ansicht von 3A weggeschnitten ist;
4A eine Vertikalschnittansicht von vorn des inneren Rotors, bei welchem die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung eines geeigneten, bogenförmigen Innenumfangsabschnitts sich von den gegenüber dem Zentrum verschobenen Entfernungen anderer bogenförmiger, Innenumfangsabschnitte unterscheidet, und 4B eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils von 4A;
5A eine Vertikalschnittansicht von vorn, bei welcher die Antriebswelle und das Montageloch des inneren Rotors eine Fünfeckform aufweisen, und 5B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils von 5A;
6A eine vertikale Schnittansicht von vorn, bei welcher die Antriebswelle und das Montageloch des inneren Rotors ellipsenförmig ausgebildet sind, und 6B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils von 6A;
7A eine vertikale Schnittansicht von vorn der Antriebswelle und des inneren Rotors, bei welchen eine Ausströmnut vorgesehen ist, und 7B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils von 7A; und
8A eine Vorderansicht des Pumpengehäuses, und 8B eine seitliche Vertikalschnittansicht des Pumpengehäuses.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebswelle A und einen inneren Rotor B. Wie in den 8A und 8B gezeigt, ist ein Rotor in einer Rotorkammer 11 vorgesehen, die in einem Pumpengehäuse 10 vorhanden ist, und ist eine Antriebswelle A für den Drehantrieb des Rotors daran angebracht.
Der Rotor weist eine Rotorkonstruktion des Typs mit innerem Kontakt auf, und stellt spezieller eine Kombination eines inneren Rotors B und eines äußeren Rotors 12 dar, welche Trochoidenzähne aufweisen. In dem Pumpengehäuse 10 ist eine Öldichtung 13 zur Abdichtung eines äußeren Abschnitts und eines inneren Abschnitts an einem Vorsprungsort der Antriebswelle A angebracht. Ein Abstandsstück ist zwischen der Rotorkammer 11 und der Öldichtung 13 angeordnet, und dieses Abstandsstück wird als ein Spaltabschnitt 14 bezeichnet (vgl. 8B).
Die Antriebswelle A weist, wie in 1B gezeigt, mehrere bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitte 1 und mehrere ebene Oberflächenabschnitte 2 auf, die abwechselnd angeordnet sind, um die Außenumfangsseitenoberfläche der Welle auszubilden. Genauer gesagt, sind vier bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitte 1, 1, ... und vier ebene Oberflächenabschnitte 2, 2, ... abwechselnd angeordnet, wodurch die Außenumfangsseitenoberfläche der Welle ausgebildet wird. Der bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitt 1 weist eine Kreisbogenkonstruktion mit geeigneten Abmessungen auf, die so ausgebildet ist, dass das Zentrum Pa in Axialrichtung der Antriebswelle A ihr Zentrum in Radialrichtung bildet, und innerhalb eines Bereiches, der enger ist als etwa (1/4) des Kreisbogenabschnitts. Der ebene Oberflächenabschnitt 2 stellt eine Zone mit einer ebenen Oberfläche dar, und wenn diese bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte 1 und diese ebenen Oberflächenabschnitte 2 im Querschnitt orthogonal zur Axialrichtung der Antriebswelle A betrachtet werden, bilden sie eine Konstruktion, bei welcher ein Kreisbogen und gerade Linien abwechselnd angeordnet sind.
Die Ausbildungsbereiche der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte 1, 1, ... sind in gleichen Winkelabständen und in gleichen Abständen in Bezug auf das Zentrum Pa in Axialrichtung der Antriebswelle A angeordnet. Weiterhin ist die Anzahl an bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten 1 gleich jener der ebenen Oberflächenabschnitte 2. Wie in 1B gezeigt, werden hauptsächlich die Antriebswelle A, die aus vier bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten 1, 1, .., und vier ebenen Oberflächenabschnitten 2, 2, ... besteht, und der innere Rotor B entsprechend dieser Antriebswelle A hauptsächlich erläutert, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf diese Anzahlen beschränkt ist.
So ist beispielsweise eine Kombination einer Antriebswelle A, die aus fünf oder mehr bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten 1 besteht, und aus den ebenen Oberflächen 2 mit einer Anzahl entsprechend jener der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte 1, und eines entsprechenden inneren Rotors B möglich. Als Beispiel zeigt 5 eine Konstruktion mit einen fünfeckigen Querschnitt der Antriebswelle A, die aus fünf bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten 1 und fünf ebenen Oberflächenabschnitten 2 besteht. Weiterhin ist das nachstehend genauer erläuterte Montageloch B₁ ebenfalls als fünfeckiges Loch ausgebildet. In 6 besteht eine Antriebswelle A aus zwei bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten 1 und zwei ebenen Oberflächenabschnitten 2.
Weiterhin weist der innere Rotor B, wie in 1C bezeichnet, einen trochoidenförmigen Zahnabschnitt 3 auf, der auf seiner Außenumfangsseitenoberfläche vorgesehen ist; wobei bei diesem Trochoiden-Zahnabschnitt 3 Zahnspitzen 3a und Zahnunterseiten 3b abwechselnd vorgesehen sind. Der tiefste Abschnitt der Zahnunterseite 3b wird als ein tiefster Abschnitt 3b₁ bezeichnet. Ein Trochoiden-Zahnprofil 12a ist auf der Innenumfangsseitenoberfläche des äußeren Rotors 12 vorgesehen. Wenn der innere Rotor durch die Antriebswelle A gedreht wird, wird auch der äußere Rotor 12 gedreht, wird eine Zelle durch die beiden trochoidenförmigen Zahnprofile gebildet, und wird ein Fluid wie beispielsweise Öl durch die Zelle von einer Saugöffnung, die innerhalb der Rotorkammer vorgesehen ist, zu einer Auslassöffnung transportiert.
Um ein Zentrum Pb in Axialrichtung, welches das Zentrum in Radialrichtung des inneren Rotors P darstellt, ist ein Montageloch B₁ ausgebildet. Das Montageloch B₁ besteht, wie in 1C gezeigt, aus bogenförmigen, inneren Innenumfangsabschnitten 4 und ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitten 5. Die Antriebswelle A wird in das Montageloch B₁ eingefügt, die bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte 1 und die bogenförmigen, inneren Umfangsabschnitte 4 werden auf entsprechende Positionen eingestellt, und die ebenen Oberflächenabschnitte 2 und die ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitte 5 werden auf entsprechende Positionen eingestellt (siehe 1A). In einem Zustand, in welchem die Antriebswelle A in das Montageloch B₁ des inneren Rotors B eingeführt ist, passen die Positionen des Zentrums Pb in Axialrichtung des inneren Rotors B und des Zentrums Pa in Axialrichtung der Antriebswelle A zusammen. Allerdings wird auch eine Gleitverschiebung des Zentrums Pa in Axialrichtung und des Zentrums Pb in Axialrichtung, hervorgerufen durch einen Zwischenraum, der zwischen dem Montageloch B₁ und der Antriebswelle A vorhanden ist, ebenfalls innerhalb eines Übereinstimmungsbereiches berücksichtigt (siehe 1A).
Wenn das Zentrum des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 in dem Montageloch B₁ als Zentrum P₄ des bogenförmigen, inneren Umfangsabschnitts 4 angesehen wird, so passt dieser bogenförmige, Innenumfangsabschnitt 4, wie in 2A gezeigt, nicht zur Position des Zentrums Pb in Axialrichtung des inneren Rotors B, und ist das Zentrum P₄ des bogenförmigen, inneren Umfangsabschnitts an einer Position angeordnet, die in Bezug auf das Zentrum Pb in Axialrichtung verschoben ist. Spezieller ist das Zentrum Pb in Axialrichtung des inneren Rotors B zwischen dem bogenförmigen, inneren Umfangsabschnitt 4 und dem Zentrum P₄ angeordnet.
Weiterhin ist in diesem Zustand das Zentrum P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 an einem Ort vorhanden, der gegenüber dem Zentrum Pb in Axialrichtung verschoben ist. Anders ausgedrückt, befindet sich die Position des Zentrums P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 weiter entfernt als das Zentrum Pb in Axialrichtung und näher an dem anderen, bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4, der an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, welche diesem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 zugewandt ist, und nimmt dieses Zentrum P₄ eine Position ein, die in Bezug auf das Zentrum Pb in Axialrichtung verschoben ist (siehe 1C).
Wenn hier eine Konstruktion beschrieben wird, bei welcher das Zentrum Pb in Axialrichtung des inneren Rotors B zwischen. dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 und dem Zentrum P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 angeordnet ist, so bedeutet der Ausdruck "zwischen dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 und dem Zentrum P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4" nicht einen Abschnitt, der auf eine Linie begrenzt ist, die einen geeigneten Punkt des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 und das Zentrum P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 verbindet, und umfasst den gesamten Bereich des fächerförmigen Abschnitts, der durch den Bereich des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 und des Zentrums P₄ des Radius entsprechend dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 gebildet wird. Weiterhin ist der Radius Rb des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 größer als der Radius Ra des bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitts 1. Daher gilt die Beziehung Radius Rb > Ra (vgl. 2B).
Der bogenförmige Innenumfangsabschnitt 4, der so ausgebildet wird, weist Stufen in Bezug auf die ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitte 5, 5 auf, die sich an beiden Seiten des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 befinden, so dass sich der bogenförmige Innenumfangsabschnitt zur Seite des Außenumfangs in Radialrichtung des inneren Rotors B zurückzieht. Die Orte der Stufen zwischen dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 und dem benachbarten ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitten 5 werden als bogenförmige Eckabschnitte 6 bezeichnet. Die bogenförmigen Eckabschnitte 6 weisen vorzugsweise die Form annähernd kreisförmiger Bögen auf, wie dies in 1C und 2A gezeigt ist. Die bogenförmigen Eckabschnitte 6 sorgen für eine glatte Verbindung des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 und der ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitte 5, und dienen auch als Raum für eine Druckentlastung. Weiterhin dient der Winkel des bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitts 1 und des ebenen Oberflächenabschnitts 2 der Antriebswelle A, die in das Montageloch B₁ eingeführt ist, dazu, einen direkten Kontakt mit dem Innenumfang des Montageloches B₁ zu verhindern.
Wie in 2B gezeigt, ist ein Druckentlastungskanalabschnitt S zwischen dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4, der durch die voranstehend geschilderte Konstruktion gebildet wird, und dem bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitt 1 der Antriebswelle A vorhanden, die in das Montageloch B₁ eingeführt ist. Die Druckentlastungsoberfläche des Druckentlastungskanalabschnitts S weitet sich allmählich zu beiden Seiten in Richtung der Bogenspannweite zwischen dem bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitt 1 und dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 auf. In einem Zustand, in welchem die Antriebswelle A in das Montageloch B₁ eingeführt ist, wird ein Spalt zwischen dem ebenen Oberflächenabschnitt 2 und dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt 5 als ein Spalt t bezeichnet.
Wenn ein Zwischenraum an dem Mittelpunkt a der Bogenspannweitenlänge Wa des bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitts 1 und des Mittelpunkts b der Bogenspannweitenlänge Wb des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 als ein Zwischenraum k bezeichnet wird, kann der Druckentlastungskanalabschnitt S als Kanal für eine ausreichende Fluidmenge ausgebildet werden, selbst wenn der Zwischenraum t so gewählt ist, dass er gleich dem Zwischenraum k ist. Tatsächlich wird die Breite des Zwischenraums k häufig größer eingestellt als jene des Zwischenraums t. Daher gilt folgende Beziehung dieser Abmessungen: k ≥ t (vgl. 2B). Der Druckentlastungskanalabschnitt S weist eine solche Form auf, dass dessen Öffnungsoberflächenbereich allmählich zu seinen beiden Seiten hin zunimmt, wobei der Mittelpunkt a der Bogenspannweitenlänge Wa des bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitts 1 und der Mittelpunkt b der Bogenspannweitenlänge Wb des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 als Zentren dienen, und diese Form eine ebene, offene Form ist (siehe 2B).
Der Zwischenraum t dient dazu, die Antriebswelle A in das Montageloch B₁ einzuführen. Daher kann ein Druckentlastungskanalabschnitt S, bei dem eine ausreichende Druckentlastung möglich ist, zwischen dem bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitt 1 und dem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt 4 ausgebildet werden, während ein Zwischenraum (der Zwischenraum t) beibehalten wird, der dazu erforderlich ist, die Antriebswelle A in das Montageloch B₁ einzuführen.
Daher kann die Dicke des inneren Rotors B in Radialrichtung, die durch die Ausbildung des Montageloches B₁ verringert wird, auf ein Minimum unterdrückt werden. Dies führt dazu, dass eine ausreichende Dicke zwischen dem tiefsten Abschnitt 3b₁ der Zahnunterseite 3b des inneren Rotors B und dem Montageloch B₁ sichergestellt werden kann, obwohl der Druckentlastungskanalabschnitt S vorhanden ist, und eine Erhöhung des Außendurchmessers des inneren Rotors B verhindert werden kann.
Es gibt verschiedene Arten der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte 4 des Montageloches B₁. Bei der ersten Art ist das Zentrum P₄ des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 auf der Linie L angeordnet, die durch den Mittelpunkt b der Bogenspannweitenlänge Wb des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 und das Zentrum Pb in Axialrichtung des inneren Rotors B hindurchgeht (siehe die 2B und 3A). In Bezug auf das Zentrum P₄ des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4, das auf der Linie L angeordnet ist, bedeutet die Anordnung dieses Zentrums in der Nähe der Linie L die Einstellung auf die beinahe identische Position. Bei dem Montageloch B₁ des inneren Rotors B dieser Art wird der beste Ausgleich erzielt.
Bei der zweiten Art sind die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m der Zentren P₄ der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsoberflächenabschnitte 4 gegenüber dem Zentrum Pb in Axialrichtung des Montageloches B₁ gleich (siehe 3). Weiterhin ist bei der dritten Art die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung m zumindest eines Zentrums P₄ unter den Zentren sämtlicher bogenförmiger Umfangsoberflächenabschnitte verschieden von den gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m der Zentren P₄ anderer bogenförmiger Umfangsoberflächenabschnitte.
Im einzelnen ist, wenn die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung des Zentrums P₄ des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 mit einem geeignet größeren Krümmungsradius mit m₁ bezeichnet wird, und die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung anderer bogenförmiger Innenumfangsabschnitte 4 mit einem kleinen Krümmungsradius mit m₂ bezeichnet wird, die Beziehung zwischen den gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen gleich m₁ > m₂ (vgl. 4B). Bei dieser Art kann die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung m mehrerer gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m, m, ... von den übrigen, gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m verschieden sein, oder können sämtliche gegenüber dem Zentrum verschobene Entfernungen m unterschiedliche Zahlenwerte aufweisen.
Weiterhin sind bei der vierten Art die Radien Rb sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte 4 gleich. Bei der fünften Art ist zumindest ein Radius Rb unter den Radien sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte 4 von einem anderen Radius Rb verschieden. Bei dieser Art kann ein Radius Rb mehrerer Radien Rb, Rb, ... von den übrigen, verbleibenden Radien Rb verschieden sein, oder können sämtliche Radien Rb unterschiedliche Zahlenwerte aufweisen. Weiterhin sind bei der fünften Art die Mittelpunkte b der Bogenspannweitenlänge Wbs sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte 4 so gewählt, dass sie den tiefsten Abschnitten 3b₁ der Zahnunterseiten 3b des inneren Rotors B entsprechen (vgl. die 2A und 3A).
Bei der fünften Art, bei welcher der Mittelpunkt b der Bogenspannweitenlänge Wbs des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts 4 in dem tiefsten Abschnitt 3b₁ der Zahnunterseite 3b des inneren Rotors B angeordnet ist, weitet sich der Druckentlastungskanalabschnitt S, der ausgebildet wird, an seinen beiden Seiten auf, wobei der Mittelpunkt b der Bogenspannweitenlänge Wbs als Zentrum dient, und nimmt die Öffnungsoberfläche des Druckentlastungskanalabschnitts S in dem Abschnitt der Zahnspitze 3a zu. Daher kann eine ausreichende Dicke in dem tiefsten Abschnitt 3b₁ der Zahnunterseite 3b bei der Druckentlastung sichergestellt werden.
Weiterhin gibt es ebenfalls eine Art, bei welcher die Arten von der ersten bis zur fünften Art kombiniert sind. So sind beispielsweise bei der Kombination der zweiten Art und der vierten Art die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m gleich, und sind die Radien Rb gleich. Weiterhin sind bei der Kombination der zweiten Art und der fünften Art die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m gleich, aber sind die Radien Rb verschieden. Bei der Kombination der dritten Art und der vierten Art sind die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m verschieden, und sind die Radien Rb gleich. Weiterhin sind bei der Kombination der dritten Art und der fünften Art die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen m verschieden, und sind die Radien Rb verschieden.
Weiterhin gibt es eine Ausführungsform, bei welcher eine Ausströmnut 7, wie in 7 gezeigt, in dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt 5 des Montageloches B₁ vorgesehen ist. Die Ausströmnut 7 dient dazu, dass Druck glatt von dem Druckentlastungskanalabschnitt S abgegeben wird. Die Ausströmnut 7 ist vorzugsweise an einer Seite in Drehrichtung des inneren Rotors B gegenüber der Zentrumsposition in Richtung der Breite des ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitts 5 vorgesehen. Die Ausströmnut 7 ist in sämtlichen ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitten 5 vorgesehen, oder in irgendeinem der ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitte 5.

Claims

Rotoreinrichtung einer Pumpe, bei welcher vorgesehen sind: eine Antriebswelle, bei welcher mehrere bogenförmige Umfangsoberflächenabschnitte, zentriert zu einem Zentrum in Axialrichtung, und mehrere ebene Oberflächenabschnitte abwechselnd angeordnet sind; und ein innerer Rotor, der ein Montageloch aufweist, in welches die Antriebswelle eingeführt wird, wobei in dem Montageloch bogenförmige Innenumfangsabschnitte entsprechend den bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitten und in gleicher Anzahl wie diese sowie ebene, innere Innenumfangsoberflächenabschnitte entsprechend den ebenen Oberflächenabschnitten und mit gleicher Anzahl wie diese abwechselnd vorgesehen sind, und Zentren der bogenförmigen inneren Umfangsabschnitte in Bezug auf das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors verschoben sind, und Radien der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte größer gewählt sind als die Radien der bogenförmigen Umfangsoberflächenabschnitte, so dass das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors zwischen jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt und dem Zentrum des Radius entsprechend jedem bogenförmigen Innenumfangsabschnitt angeordnet ist.
Rotoreinrichtung einer Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrum des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts auf eine Position eingestellt ist, die im wesentlichen identisch zu jener auf einer Linie ist, die durch einen Mittelpunkt einer Bogenspannweitenlänge des bogenförmigen Innenumfangsabschnitts und durch das Zentrum in Axialrichtung des inneren Rotors hindurchgeht.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernungen von Zentren der bogenförmigen Innenumfangsabschnitte gleich sind.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber dem Zentrum versetzte Entfernung zumindest eines der Zentren sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte sich von der gegenüber dem Zentrum versetzten Entfernung anderer unterscheidet.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte gleich sind.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius zumindest eines Abschnitts unter sämtlichen bogenförmigen Innenumfangsabschnitten sich von dem Radius anderer unterscheidet.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt einer Bogenspannweitenlänge sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte an einem Ort entsprechend einem tiefsten Abschnitt einer Zahnunterseite des inneren Rotors angeordnet ist.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ecken sämtlicher bogenförmiger Innenumfangsabschnitte und sämtlicher ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitte (5) als bogenförmige Eckabschnitte ausgenommen sind.
Rotoreinrichtung für eine Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt eine Ausströmnut entlang der Axialrichtung vorgesehen ist, und die Ausströmnut in dem ebenen, inneren Innenumfangsoberflächenabschnitt und an einem Ort entsprechend einem Ort einer Zahnspitze des inneren Rotors vorgesehen ist.