DE102007023679B4

DE102007023679B4 - Verstellbare Flügelpumpe

Info

Publication number: DE102007023679B4
Application number: DE102007023679A
Authority: DE
Inventors: Norikatsu Hoshina; Takao Muto; Yukio Uchida; Jun Soeda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: JP2008128024A; US7993116B2; CN101182842A; CN100538076C; DE102007023679A1; US20080118372A1; FR2908844A1

Abstract

Eine verstellbare Flügelpumpe umfasst eine Rotor, einen Nockenring und ein Pumpengehäuse mit ersten und zweiten Seitenwänden, die auf beiden Seiten des Nockenrings angeordnet sind, und eine Umfangswand, die den Nockenring umgibt und erste und zweite Druckkammern definiert. Eine Druckeinleitungsnut ist in einer Gleitkontaktfläche zwischen dem Nockenring und der ersten oder zweiten Seitenwand ausgebildet und so angeordnet, dass ein Druck, der niedriger als ein Auslassdruck ist, eingeleitet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Flügelpumpe, die als eine Druckquelle für verschiedene Vorrichtungen verwendet wird.
Eine derartige verstellbare Flügelpumpe ist aus der Druckschrift DE 10 2004 035 743 A1 bekannt. Diese beschreibt eine variable Verdrängungspumpe mit einer Förderleistung, die durch Veränderung des Volumens eines Hauptteils der Pumpe gesteuert und geregelt wird.
Eine weitere verstellbare Flügelpumpe ist aus der Druckschrift DE 199 42 466 A1 bekannt. Diese beschreibt eine variable Verdrängerpumpe mit fallender Kennlinie, so dass bei zunehmender Drehzahl der Pumpe der Förderstrom geringer wird. Analog zu oben geschieht dies ebenfalls durch Veränderungen des Volumens eines Hauptteils der Pumpe.
Das japanische Patentdokument JP 2003-021076A zeigt eine verstellbare Flügelpumpe, die angeordnet ist, um das Volumen von Pumpenkammern durch eine Schwenkbewegung eines Nockenrings zu variieren, und die gesteuert wird, um eine Auslassmenge zu verringern, wenn die Pumpe bei hoher Geschwindigkeit angetrieben wird. In einer Innen-Anlagefläche eines hinteren Körpers, in einem Bereich zwischen einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, ist eine vertiefte Nut ausgebildet, um einen hohen Druck einzuleiten, um eine Kraft, die den Nockenring in Richtung zum hinteren Körper drückt, zu mindern und somit eine interne Undichtigkeit zu beschränken.
Jedoch treten bei der oben genannten Flügelpumpe die folgenden Probleme auf:

(i) Da der Auslassdruck als der hohe Druck in die vertiefte Nut zwischen dem hinteren Körper und dem Nockenring eingeleitet wird, kann der Auslassdruck über den Zwischenraum zwischen dem hinteren Körper und dem Nockenring zur Niederdruckseite entweichen und somit den Wirkungsgrad der Pumpe verringern.
(ii) Da der Öffnungsbereich des Einlassanschlusses, der wie ein Halbmond geformt ist, sehr groß ist, ist außerdem die Steifigkeit des Gehäuses um den Einlassanschluss herum unzureichend. Wenn der Rotor und die Antriebwelle durch die Aufbringung einer Druckdifferenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck zu einer gekrümmten Form verformt werden, werden der hintere Körper und die Druckplatte durch die gekrümmte Verformung beeinflusst, und eine radiale Innenseite des Einlassanschlusses wird in der axialen Richtung der Antriebswelle nach außen verformt. Da eine einen Gegendruck einleitende Nut in der radialen Innenseite des Einlassanschlusses ausgebildet und angeordnet ist, um einen hohen Druck zu empfangen, so dass jeder Flügel vom Rotor vorsteht, wirkt dieser hohe Druck, der zur Gegendruck einleitenden Nut zugeführt wird, außerdem so, dass die radiale Innenseite des Einlassanschlusses weiter in der axialen Richtung der Antriebswelle nach außen verformt wird. Deshalb steht die radiale Außenseite des Einlassanschlusses in der axialen Richtung relativ nach innen vor und schiebt somit den schwenkbaren Nockenring, wodurch ein punktueller Verschleiß erzeugt wird.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verstellbare Flügelpumpe bereitzustellen, die ausgelegt ist, eine Kraft zum Schieben eines Nockenrings zu einem Pumpengehäuse, wie z. B. einem hinteren Körper, zu vermindern und ein Entweichen über einen Zwischenraum zwischen dem Pumpengehäuse und dem Nockenring zu einer Niederdruckseite zu beschränken. Ein weiteres Ziel ist, eine verstellbare Flügelpumpe bereitzustellen, die ausgelegt ist, einen nicht einheitlichen Verschleiß zu beschränken.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine verstellbare Flügelpumpe eine Antriebswelle; einen Rotor, der von der Antriebwelle angetrieben wird, wobei der Rotor mit einer Vielzahl von Schlitzen und einer Vielzahl von Flügeln ausgebildet ist, von denen jeder gleitfähig in einem der Schlitze aufgenommen wird; einen ringförmigen Nockenring, der den Rotor drehbar aufnimmt, wobei der Nockenring so angeordnet ist, dass er um eine Schwingachse schwingt und eine Vielzahl von Pumpenkammern mit den Flügeln zwischen dem Rotor und dem Nockenring definiert; eine Drucksteuervorrichtung; und ein Pumpengehäuse, das den Nockenring und den Rotor umgibt, wobei das Pumpengehäuse erste und zweite Seitenwände, die auf beiden Seiten des Nockenrings angeordnet sind, so dass der Nockenring axial zwischen den ersten und zweiten Seitenwänden liegt, einen Einlassanschluss, der in der ersten oder der zweiten Seitenwand ausgebildet ist, einen Auslassanschluss, der in der ersten oder der zweiten Seitenwand ausgebildet ist, und eine Umfangswand umfasst, welche den Nockenring umgibt und erste und zweite Druckkammern definiert, die zwischen der Umfangswand und dem Nockenring ausgebildet sind, wobei die erste oder zweite Druckkammer mit dem Steuerventil verbunden ist, so dass ein Fluiddruck vom Steuerventil gesteuert wird. Das Pumpengehäuse umfasst ferner eine Druckeinleitungsnut, die in einer Gleitkontaktoberfläche zwischen dem Nockenring und der ersten oder zweiten Seitenwände ausgebildet ist. In diese Druckeinleitungsnut wird ein Druck eingeleitet, der geringer als der Auslassdruck ist. Dabei handelt es sich bei der Druckeinleitungsnut um eine bogenförmige Nut auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses oder des Auslassanschlusses-Ferner ist eine Abzweigungsnut vorhanden, die von der bogenförmigen Nut zur radialen Außenseite abzweigt und mit der ersten oder der zweiten Druckkammer in Verbindung steht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine verstellbare Flügelpumpe eine Antriebswelle; einen Rotor, der von der Antriebwelle angetrieben wird, wobei der Rotor mit einer Vielzahl von Schlitzen und einer Vielzahl von Flügeln ausgebildet ist, von denen jeder gleitfähig in einem der Schlitze aufgenommen wird; einen ringförmigen Nockenring, der den Rotor drehbar aufnimmt, wobei der Nockenring so angeordnet ist, dass er um eine Schwingachse schwingt und eine Vielzahl von Pumpenkammern mit den Flügeln zwischen dem Rotor und dem Nockenring definiert; eine Drucksteuervorrichtung; und ein Pumpengehäuse, das den Nockenring und den Rotor umgibt, wobei das Pumpengehäuse einen Pumpenkörper mit einer Innenbohrung, einen hinteren Körper und eine Druckplatte umfasst. Der Nockenring liegt dabei zwischen der Druckplatte und dem hinteren Körper in einer axialen Richtung der Antriebswelle. Ferner umfasst das Pumpengehäuse einen Einlassanschluss in der Druckplatte oder dem hinteren Körper und einen Auslassanschluss in der Druckplatte oder dem hinteren Körper. Außerdem ist eine Umfangswand um den Nockenring angeordnet, die eine erste und zweite Druckkammer definiert, die zwischen der Umfangswand und dem Nockenring ausgebildet sind. Das Pumpengehäuse umfasst ferner einen ersten, zweiten, dritten und vierten Bolzen, die sich entlang der Antriebswelle erstrecken und einen ersten Körper und einen zweiten Körper miteinander verbinden, um einen Pumpenkörper zu bilden. Der erste und der zweite Bolzen liegen auf der Seite des Einlassanschlusses (z. B. auf der Oberseite der Antriebswelle), und der dritte und der vierte Bolzen liegen auf der Seite des Auslassanschlusses (z. B. auf der Unterseite der Antriebswelle). Der erste, zweite, dritte und vierte Bolzen sind so angeordnet, dass ein erster durchschnittlicher Abstand L1, der ein Durchschnitt eines Abstands zwischen den Achsen zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen und eines Abstands zwischen den Achsen zwischen dem dritten und dem vierten Bolzen ist, oder ein zweiter durchschnittlicher Abstand L2, der ein Durchschnitt eines Abstands zwischen den Achsen zwischen dem ersten und dem dritten Bolzen und eines Abstands zwischen den Achsen zwischen dem zweiten und dem vierten Bolzen ist, kürzer ist als der andere ist. Die Druckeinleitungsnut ist in einem Bereich ausgebildet, der durch die Antriebswelle und ein erstes oder zweites Paar von Bolzen, welche den kürzeren des ersten oder zweiten durchschnittlichen Abstands definieren, definiert ist.
Der ringförmige Nockenring nimmt den Rotor drehbar auf, wobei der Nockenring so angeordnet ist, dass er in einer ersten Richtung um eine Schwingachse schwingt, die sich entlang der Mittelachse erstreckt und von der Mittelachse in einer zweiten Richtung beabstandet ist.
In der Innenbohrung des Pumpenkörpers kann der Nockenring um die Schwingachse schwingen. Die erste und zweite Druckkammer sind zwischen der Umfangswand und dem Nockenring ausgebildet und liegen jeweils auf der ersten und zweiten Seiten, die sich in der ersten Richtung über der Mittelachse gegenüberliegen, so dass ein erster Fluiddruck in der ersten Druckkammer den Nockenring veranlasst, in Richtung zur zweiten Seite in der ersten Richtung zu schwingen, und ein zweiter Fluiddruck in der zweiten Druckkammer den Nockenring veranlasst, in Richtung zur ersten Seite in der ersten Richtung zu schwingen. Die erste Richtung kann eine Richtung entlang einer ersten imaginären Achse (wie die Y-Achse) sein, die senkrecht zur Mittelachse ist, und die zweite Richtung kann eine Richtung entlang einer zweiten imaginären Achse (wie die Z-Achse) sein, die senkrecht zur ersten imaginären Achse (Y-Achse) und zur Mittelachse der Antriebswelle ist.
Im Folgenden wird die Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 eine Längsschnittansicht einer verstellbaren Flügelpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittansicht quer durch eine in 1 gezeigte Linie F2-F2 ist;
3A und 3B Ansichten zur Erläuterung der Schwingbewegung oder Exzentrizität eines Nockenrings relativ zu einem Rotor in der Flügelpumpe der 1 sind;
4 eine vergrößerte Ansicht ist, die ein Steuerventil der Flügelpumpe der 1 zeigt;
5 eine Ansicht ist, die eine Gleitkontaktfläche einer Druckplatte der Flügelpumpe der 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 eine Ansicht ist, die eine Gleitkontaktfläche eines hinteren Körpers der Flügelpumpe der 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche der Druckplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche des hinteren Körpers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
9 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche der Druckplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche des hinteren Körpers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
11 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche der Druckplatte gemäß einer ersten Variation zeigt;
12 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche des hinteren Körpers gemäß der ersten Variation zeigt;
13 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche der Druckplatte gemäß einer zweiten Variation zeigt;
14 eine Ansicht ist, die die Gleitkontaktfläche des hinteren Körpers gemäß der zweiten Variation zeigt;
15 eine Längsschnittansicht einer Flügelpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Querschnittsansicht der Flügelpumpe der 15 ist (maximaler Schwingzustand);
17 eine Querschnittsansicht der Flügelpumpe der 15 ist (minimaler Schwingzustand);
18 eine Ansicht eines hinteren Körpers der Flügelpumpe der 15 ist, um eine negative X-Achsenseite des hinteren Körpers (oder zweiten Gehäuses) zu zeigen;
19 eine Ansicht zur Darstellung der Verformungsverteilung in dem hinteren Körper der Flügelpumpe der 15 ist;
20 eine Ansicht zur Darstellung der Verformungsverteilung in dem hinteren Körper der Flügelpumpe in einem Vergleichsbeispiel der früheren Technologie ist;
21 eine Ansicht des hinteren Körpers der Flügelpumpe gemäß einer Variation 4-1 ist, um eine negative X-Achsenseite des hinteren Körpers (oder zweiten Gehäuses) zu zeigen;
22 eine Ansicht des hinteren Körpers der Flügelpumpe gemäß einer Variation 4-2 ist, um eine negative X-Achsenseite des hinteren Körpers zu zeigen;
23 eine Ansicht des hinteren Körpers der Flügelpumpe gemäß einer Variation 4-3 ist, um eine negative X-Achsenseite des hinteren Körpers zu zeigen;
24 eine Ansicht einer Druckplatte der Flügelpumpe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel ist, um eine positive X-Achsenseite des hinteren Körpers zu zeigen;
25A und 25B Ansichten zur Darstellung der Druckverteilung in der Druckplatte in einem Vergleichsbeispiel der früheren Technologie sind;
26A und 26B Ansichten zur Darstellung der Druckverteilung in der Druckplatte gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sind;
27 eine Ansicht der Druckplatte der Flügelpumpe gemäß einer Variation 5-1 ist, um die positive X-Achsenseite des hinteren Körpers zu zeigen;
28 eine Ansicht eines Nockenrings der Flügelpumpe gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, um die positive X-Achsenseite des Nockenrings zu zeigen; und
29 eine Ansicht des Nockenrings der Flügelpumpe gemäß einer Variation 6-1 ist, um die positive X-Achsenseite des Nockenrings zu zeigen.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 bis 6 sind Ansichten zur Darstellung einer verstellbaren Flügelpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Aufbau der verstellbaren Flügelpumpe
1 zeigt in der Form eines axialen Schnitts eine verstellbare Flügelpumpe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und 2 ist eine Schnittansicht quer durch eine in 1 gezeigte Linie F2-F2.
Die verstellbare Flügelpumpe 1 umfasst eine Antriebswelle 2, einen Rotor 3, einen Nockenring 4, einen Adapterring 5, eine Druckplatte 6 und einen Pumpenkörper 10, bestehend aus einem vorderen Körper 11 und einem hinteren Körper 12. Der hintere Körper 12 kann als eine erste Platte dienen, und die Druckplatte 6 kann als eine zweite Platte dienen.
Nachfolgend wird die axiale Richtung der Antriebswelle 2 als eine X-Achse definiert und die Richtung, in welcher die Antriebswelle 2 von der Seite des hinteren Körpers eingesetzt wird, wird als eine negative Richtung definiert. Eine axiale Richtung einer Feder 201 (gezeigt in 2) zum Regulieren der Schwingbewegung des Nockenrings 4 wird als ein Y-Achse definiert, und die Richtung, in welche die Feder 201 den Nockenring 4 drängt, wird als eine positive Richtung definiert. Die Richtung senkrecht zur X-Achse und zur Y-Achse wird als Z-Achse definiert, und eine positive Richtung ist ein Richtung hin zu einem Einlass IN.
Die Antriebswelle 2 erstreckt sich durch ein Lager 82, ein Dichtelement 81, einen Lagerbereich 116, der im vorderen Körper 11, der Druckplatte 6 und dem Rotor 3 ausgebildet ist, in der Reihenfolge der Nennung entlang der X-Achse von der negativen Seite zur positiven Seite und wird von einem Lagerbereich, der im hinteren Körper 12 ausgebildet ist, gelagert. Somit erstreckt sich die Antriebswelle 2 entlang der X-Achse von einem ersten Wellenende zu einem zweiten Wellenende, das vom hinteren Körper 12 gelagert ist. Das erste Wellenende der Antriebswelle 2 auf der negativen X-Achsenseite ist ausgelegt, um mit einem Antriebsmotor, wie einem Verbrennungsmotor, verbunden zu werden und von dem Antriebsmotor angetrieben zu werden.
Das Dichtelement 81 ist zwischen dem Lager 82 und der Druckplatte 6 angeordnet, und die Antriebswelle 2 verläuft durch das Dichtelement 81. Das Dichtelement 81 verschließt einen Pumpenelement-Aufnahmebereich 112, der durch eine Innenumfangsfläche des vorderen Körpers 11 auf der positiven X-Achsenseite (rechte Seite in 1) des Dichtelements 81 ausgebildet ist, flüssigkeitsdicht.
Eine Vielzahl von Schlitzen 31 in der Form von axialen Nuten ist radial in einem Außenumfangsbereich des Rotors 3 ausgebildet. In jeden Schlitz 31 ist ein Flügel 32 radial eingesetzt, so dass der Flügel 32 sich in den Schlitz 31 hinein und aus diesem heraus bewegen kann. Jeder Schlitz 31 weist eine Gegendruckkammer 33 auf, die am radial inneren Ende des Schlitzes 31 ausgebildet und angeordnet ist, um den entsprechenden Flügel 32 in die radial nach außen gerichtete Richtung zu drängen, wenn ein Öldruck auf die Gegendruckkammer 33 aufgebracht wird (vgl. 2).
Der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 bilden den Pumpenkörper 10. Der Pumpenkörper 11 ist wie eine Schale geformt, mit einem Boden 111 und einer Öffnung in Richtung zur positiven X-Achsenseite (nach rechts in 1, in Richtung zum hinteren Körper 12). Die Druckplatte 6 in der Form einer kreisförmigen Scheibe ist auf dem Boden 111 im vorderen Körper 11 angeordnet. Der vordere Körper 11 umfasst eine Umfangswand, die den Pumpenelement-Aufnahmebereich 112 im vorderen Körper 11 umgibt und somit definiert. Der Pumpenelement-Aufnahmebereich 112 enthält den Adapterring 5, den Nockenring 4 und den Rotor 3 auf der positiven X-Achsenseite der Druckplatte 6.
Der hintere Körper 12 liegt flüssigkeitsdicht von der positiven X-Achsenseite (von der rechten Seite in 1) auf dem Adapterring 5, dem Nockenring 4 und dem Rotor 3 an. Somit sind der Adapterring 5, der Nockenring 4 und der Rotor 3 axial zwischen der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 angeordnet und von der Umfangswand des vorderen Körpers 11 umgeben.
Der hintere Körper 12 umfasst einen Fluiddurchgang bzw. Öldurchgang 13, der zwischen einem ersten Bolzen B1 und einem zweiten Bolzen B2 ausgebildet ist. Der Fluiddurchgang 13 erstreckt sich entlang einer imaginären Linie (in der Z-Achsenrichtung), welche einen Punkt, der im Wesentlichen an der Mitte, in der Umfangsrichtung, von zumindest einem der Einlassanschlüsse 62, 121 liegt, und einen Punkt, der im Wesentlichen an der Mitte von zumindest einem der Auslassanschlüsse 63, 122 in der Umfangsrichtung liegt, verbindet.
Die Einlassanschlüsse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122 sind jeweils in einer Gleitkontaktfläche 61, welche eine Seitenfläche der Druckplatte 6 auf der positiven X-Achsenseite ist und welche in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist, bzw. einer Gleitkontaktfläche 120, welche eine Seitenfläche des hinteren Körpers 12 auf der negativen X-Achsenseite ist und welche in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist, geöffnet. Die Einlassanschlüsse 62 und 121 sind mit einer Einlassöffnung IN verbunden. Die Auslassanschlüsse 63 und 122 sind mit einer Auslassöffnung OUT verbunden. Die Einlass- und Auslassanschlüsse 62, 121, 63 und 122 dienen dazu, das Betriebsfluid (Öl) zu einer Pumpenkammer B, die zwischen dem Rotor 3 und dem Nockenring 4 ausgebildet ist, zuzuführen und von dieser abzuleiten (vgl. 2).
Der Adapterring 5 (der als eine Umfangswand des Pumpengehäuses dienen kann) ist ein ringförmiges Element, das wie eine Ellipse mit einer Hauptachse entlang der Y-Achse und einer Nebenachse entlang der Z-Achse geformt ist. Der Adapterring 5 ist auf der radialen Außenseite von der Umfangswand des vorderen Körpers 11 umgeben und der Adapterring 5 umgibt den Nockenring 4 auf der radialen Innenseite.
Der Nockenring 4 ist ein ringförmiges Element, das wie ein Kreis geformt ist und der Außendurchmesser des Nockenrings 4 ist im Wesentlichen gleich zur Nebenachse des Adapterrings 5. Der Nockenring 4 wird durch einen Positionierungsstift 40 positioniert. Der kreisförmige Nockenring 4 wird in der elliptischen Innenbohrung des Adapterrings 5 aufgenommen und dort ist zwischen dem Außenumfang des Nockenrings 4 und dem Innenumfang des Adapterrings 5 eine Fluiddruckkammer A ausgebildet. Der Nockenring 4 kann im Adapterring 5 in der Y-Achsenrichtung schwingen.
Ein (erstes) Dichtelement 50 ist in einem Endbereich in der positiven Z-Achsenrichtung (oberer Endbereich in 2) einer Innenumfangsfläche 53 des Adapterrings 5 vorgesehen. In einem Endbereich in der negativen Z-Achsenrichtung (unterer Endbereich in 2) der Innenumfangsfläche 53 des Adapterrings 5 ist eine Lagerfläche N ausgebildet (dem Dichtelement 50 diametral gegenüberliegend). An dieser Lagerfläche N hält oder lagert der Adapterring 5 einen Endbereich (oder ein unteres Ende) in der negativen Z-Achsenrichtung des Nockenrings 4. Der oben erwähnte Positionierungsstift 40 ist in der Lagerfläche N des Adapterrings 5 vorgesehen. Durch den Positionierungsstift 40 und das (erste) Dichtelement 50 wird die Fluiddruckkammer A zwischen dem Nockenring 4 und dem Adapterring 5 in eine erste Fluiddruckkammer A1 auf der negativen Y-Achsenseite (linke Seite in 2) und eine zweite Fluiddruckkammer A2 auf der positiven Y-Achsenseite (rechte Seite in 2), die näher zur Feder 201 liegt, unterteilt.
Der Rotor 3 wird, wie in 2 gezeigt, im Nockenring 4 aufgenommen und ist axial zwischen der Gleitkontaktfläche 61 der Druckplatte 6 und der Gleitkontaktfläche 120 des hinteren Körpers 12, welche flache Oberflächen sind, die sich, wie in 1 gezeigt, axial gegenüberliegen, eingegrenzt. Der Außendurchmesser des Rotors 3 ist kleiner als der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4. Der Rotor 3 mit dem kleineren Außendurchmesser wird somit im Nockenring 4 mit dem größeren Innendurchmesser aufgenommen. Der Rotor 3 ist so ausgelegt, dass der Außenumfang des Rotors 3 nicht auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 anliegt, auch wenn der Nockenring 4 schwingt, und der Rotor 3 und der Nockenring 4 bewegen sich relativ zueinander.
3A und 3B zeigen die exzentrische Bewegung des Nockenrings 4 in Bezug auf den Rotor 3. Die Exzentrizität (bzw. das Ausmaß der Exzentrizität) des Nockenrings 4 in Bezug auf den Adapterring 5 ist am geringsten in dem in 3A gezeigten Zustand, und die Exzentrizität ist am größten in dem in 3B gezeigten Zustand.
Wenn sich der Nockenring 4 an der in 3A gezeigten Position befindet, in welcher der Nockenring 4 maximal zur negativen Y-Achsenseite (der rechten Seite) schwingt, stimmen die Position einer Achse (O1) des Rotors 3 und die Position einer Achse (O2) des Nockenrings 4 im Wesentlichen miteinander überein, so dass die Exzentrizität am geringsten ist. In diesem Zustand ist der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 und der Außenumfangsfläche des Rotors 3 zwischen der negativen Y-Achsenseite und der positiven Y-Achsenseite (zwischen der linken und rechten Seite in 3A) im Wesentlichen gleich. Wenn der Nockenring 4 zur positiven Y-Achsenseite (zur linken Seite) schwingt, wie in 3B gezeigt, weichen die Achse (O1) des Rotors 3 und die Achse (O2) des Nockenrings 4 voneinander ab, und der Nockenring 4 befindet sich in einer außermittigen oder exzentrischen Position in Bezug auf den Rotor 3.
Die Flügel 32 sind auf dem Rotor 3 befestigt und radial angeordnet. Die radiale Länge jedes Flügels 32 ist größer als der maximale Wert des Abstandes zwischen der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 und der Außenumfangsfläche des Rotors 3. Dementsprechend bleibt jeder Flügel 32 in dem Zustand, in dem ein radialer Innenbereich des Flügels 32 in dem entsprechenden Schlitz 31 des Rotors 3 aufgenommen ist, ungeachtet von Veränderungen in der relativen Position zwischen dem Nockenring 4 und dem Rotor 3, und ein radialer Außenbereich des Flügels 32 liegt auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 an. Jeder Flügel 32 nimmt immer den Gegendruck der entsprechenden Gegendruckkammer 33 auf und liegt flüssigkeitsdicht auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 an. Deshalb definieren zwei benachbarte Flügel der Flügel 32 in dem ringförmigen Raum zwischen dem Nockenring 4 und dem Rotor 3 eine Pumpenkammer B, die immer flüssigkeitsdicht abgedichtet ist.
In dem exzentrischen Zustand (in 3B gezeigt), in dem der Nockenring 4 zur negativen Y-Achsenseite schwingt, verändert sich das Volumen jeder der Pumpenkammern B, die jeweils von zwei benachbarten Flügeln der Flügel 32 definiert werden, in Übereinstimmung mit der Drehung des Rotors 3. Durch die Volumenveränderung jeder Pumpenkammer B wird das Betriebsfluid durch die Einlassanschlüsse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122, die entlang des Außenumfangs des Rotors 3 in der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 ausgebildet sind, zugeführt oder zurückgeführt.
Ein radiales Durchgangsloch 51 ist in einem Endbereich in der negativen Y-Achsenrichtung des Adapterrings 5 ausgebildet. Ein Stopfeneinführloch 114 ist in einem Endbereich in der positiven Y-Achsenrichtung des vorderen Körpers 11 ausgebildet. Ein Stopfenelement 83, das wie eine Schale mit einem Boden geformt ist, wird in das Stopfeneinführloch 114 des vorderen Körpers 11 eingesetzt und angeordnet, um die Innenseite der Flügelpumpe 1 mit dem vorderen Körper 11 und dem hinteren Körper 12 flüssigkeitsdicht abzudichten.
Die oben genannte Feder 201 wird in dem Stopfenelement 83 aufgenommen, so dass die Feder 201 sich in der Y-Achsenrichtung ausdehnen und kürzen kann. Die Feder 201 erstreckt sich durch das radiale Durchgangsloch 51 des Adapterrings 5 und liegt auf dem Nockenring 4 an. Diese Feder 201 drängt den Nockenring 4 in der positiven Y-Achsenrichtung in Richtung zu der Schwingposition, in welcher der Nockenring 4 am meisten zur positiven Seite der Y-Achse schwingt und die Exzentrizität maximal ist, und stabilisiert somit die Auslassmenge (die Schwingposition des Nockenrings 4) in einem Betriebszustand beim Starten der Pumpe, wenn der Druck unstabil ist. In diesem Beispiel wird die Öffnung des radialen Durchgangslochs 51 des Adapterrings 5 als ein Anschlag zum Begrenzen der Schwingbewegung des Nockenrings 4 in der negativen Y-Achsenrichtung verwendet. Jedoch ist es optional möglich, das Stopfenelement 83 als Anschlag zu verwenden. In diesem Fall erstreckt sich das Stopfenelement 83, um als Anschlag zu dienen, durch das radiale Durchgangsloch 51 und steht in die radiale Innenseite des Adapterrings 5 vor.
Ein Druckkammer-Verbindungsloch 52 ist in einem positiven Z-Achsenseitenbereich (oder oberen Bereich) des Adapterrings 5 an einer Position auf der negativen Y-Achsenseite des ersten Dichtelements 50 (auf der linken Seite des Dichtelements 50 in 2) ausgebildet. Dieses Druckkammer-Verbindungsloch 52 ist über einen im vorderen Körper 11 ausgebildeten Fluiddurchgang bzw. Öldurchgang 113 mit einem Steuerventil 7 verbunden. Dieses Druckkammer-Verbindungsloch 52 verbindet die erste Druckkammer A1 auf der positiven Y-Achsenseite (auf der linken Seite in 2) mit dem Steuerventil 7. Der Fluiddurchgang 113 öffnet sich zu einer Ventilaufnahmebohrung 115, welche das Steuerventil 7 enthält. In einem Antriebsbetrieb der Pumpe wird ein Steuerdruck Pv in die erste Fluiddruckkammer A1 eingeleitet. Das Steuerventil 7 dient als eine Drucksteuereinrichtung.
Steuerventil
4 ist eine vergrößerte Ansicht des Steuerventils 7. Das Steuerventil 7 ist ein Ventil mit einem Ventilelement 70 in der Form eines Kolbens. Das Steuerventil 7 wird durch das Ventilelement 70 und ein Entlastungsventil 71 gebildet. Das Ventilelement 70 ist wie ein Schale mit einem Boden geformt und öffnet sich in der negativen Y-Achsenrichtung. Eine Vorspannfeder 72 drängt das Ventilelement 70 in die positive Y-Achsenrichtung. Das Entlastungsventil 71 wird in dem Ventilelement 70 aufgenommen. Das Ventilelement 70 umfasst erste und zweite Gleitbereiche 73 und 74, die im Außenumfang ausgebildet und so angeordnet sind, dass das Ventilelement 70 flüssigkeitsdicht in der Ventilaufnahmebohrung 115 mit den ersten und zweiten Gleitbereichen 73 und 74 gleiten kann.
Die ersten und zweiten Gleitbereiche 73 und 74 des Ventilelements 70 sind Bereiche mit großem Durchmesser, die wie ein Außenflansch vergrößert sind. Das Ventilelement 70 umfasst ferner einen Bereich 75 mit kleinem Durchmesser, der axial (d. h. in der Y-Achsenrichtung) zwischen dem ersten Gleitbereich 73 und dem zweiten Gleitbereich 74 ausgebildet ist, so dass eine ringförmige Vertiefung um den Bereich mit kleinem Durchmesser zwischen dem ersten Gleitbereich 73 und dem zweiten Gleitbereich 74 ausgebildet ist. Somit wird die Ventilaufnahmebohrung 115 durch die ersten und zweiten Gleitbereiche 73 und 74 in drei Fluidkammern bzw. Ölkammern D1, D2 und D3 unterteilt. Die erste Fluidkammer D1 ist auf der positiven Y-Achsenseite des ersten Gleitbereichs 73 ausgebildet; die zweite Fluidkammer D2 ist auf der negativen Y-Achsenseite des zweiten Gleitbereichs 74 ausgebildet; und die dritte Fluidkammer D3 wird durch den Bereich 75 mit kleinem Durchmesser zwischen dem ersten Gleitbereich 73 und dem zweiten Gleitbereich 74 gebildet.
Die erste Fluidkammer D1 ist über einen Fluiddurchgang 21 mit den Auslassanschlüssen 63 und 122 verbunden. Die zweite Fluidkammer D2 ist über einen Fluiddurchgang 22 mit den Auslassanschlüssen 63 und 122 verbunden. Eine Öffnung 8 ist im Fluiddurchgang 22 vorgesehen. Dadurch wird ein Auslassdruck Pout in die erste Fluidkammer D1 eingeleitet. Ein Druck Pfb stromabwärts der Öffnung auf einer stromabwärtigen Seite der Öffnung 8 wird in die zweite Fluidkammer D2 eingeleitet. Dieser Druck Pfb stromabwärts der Öffnung ist aufgrund einer durch die Öffnung 8 verursachten Druckverringerung niedriger als der Auslassdruck Pout.
Die dritte Fluidkammer D3 ist über einen Fluiddurchgang 23 mit der Einlassöffnung IN verbunden, so dass ein Einlassdruck Pin in die dritte Fluidkammer D3 eingeleitet wird. Die dritte Fluidkammer D3 ist ferner über ein radiales Loch 76, das in dem Bereich 75 mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, mit dem Innenhohlraum des Ventilelements 70 verbunden. Im Innenhohlraum des Ventilelements 70 ist das Entlastungsventil 71 angeordnet, durch welches die zweite Fluidkammer D2 und die dritte Fluidkammer D3 getrennt sind.
Der erste Fluidkammerdurchgang 113 und ein erstes Fluiddruckkammer-Verbindungsloch 52 sind jeweils im vorderen Körper 11 und im Adapterring 5 an einer Position in den positiven Z-Achsenseitenbereichen (oberen Bereichen) des vorderen Körpers 11 und des Adapterrings 5 auf der positiven Y-Achsenseite des Dichtelements 50 ausgebildet. Der erste Fluidkammerdurchgang 113 erstreckt sich zu einem offenen Ende 113a, das sich in die Ventilaufnahmebohrung 115 öffnet. Im Nichtantriebszustand der Pumpe liegt dieses offene Ende 113a des ersten Fluidkammerdurchgangs 113 dem Bereich 75 mit kleinem Durchmesser des Ventilelements 70 an einer Position, welche den Bereich 75 mit kleinem Durchmesser in der Y-Achsenrichtung überlappt, gegenüber und öffnet sich somit in die dritte Fluidkammer D3. Wenn sich das Ventilelement 70 in die negative Y-Achsenrichtung bewegt und der erste Gleitbereich 73 sich in die negative Y-Achsenrichtung über das offene Ende 113a hinaus bewegt, öffnet sich der erste Fluiddurchgang 113 in die erste Fluidkammer D1.
Das Ventilelement 70 nimmt eine Kraft Fv1 in der negativen Y-Achsenrichtung von der ersten Fluidkammer D1, eine Kraft Fv2 in der positiven Y-Achsenrichtung von der zweiten Fluidkammer D2 und eine Drängkraft Fc1 der Feder 72 in der positiven Y-Achsenrichtung auf. Die Ausgleichsbedingung wird ausgedrückt als: Fv1 = Fv2 + Fc1
Wenn also Fv1 > Fv2 + Fc1 (a) dann liegt das offene Ende 113a auf der positiven Y-Achsenseite des ersten Gleitbereichs 73 und ist somit mit der ersten Fluidkammer D1 verbunden.
Wenn andererseits Fv1 ≤ Fv2 + Fc1 (b) dann bewegt sich das Ventilelement 70 in die positive Y-Achsenrichtung und das offene Ende 113a liegt auf der negativen Y-Achsenseite des ersten Gleitbereichs 73. Somit ist der erste Fluiddurchgang 113 mit der dritten Fluidkammer D3 verbunden. Durch Anpassung der drängenden oder elastischen Kraft der Ventilelement-Drängfeder 72 ist es möglich, die Verbindungsbedingungen des erste Fluiddurchgangs 113 mit der ersten Fluidkammer D1 oder der dritten Fluidkammer D3 anzupassen.
Entlastungsventil
Das Entlastungsventil 71 umfasst einen Ventilsitz 77, ein Kugelventilelement 78, einen Federrückhaltebereich 79 und eine Entlastungsventilfeder 80, die in dieser Reihenfolge von der negativen Y-Achsenrichtung angeordnet sind. Der Ventilsitz 77 wird gleitend im Ventilelement 70 des Steuerventils 7 aufgenommen, so dass der Ventilsitz 77 in Bezug auf das Ventilelement 70 axial (in der Y-Achsenrichtung) gleiten kann. Der Ventilsitz 77 trennt die zweite Fluidkammer D2 und den Innenhohlraum des Ventilelements 70 flüssigkeitsdicht voneinander. Der Ventilsitz 77 ist mit einem axialen Durchgangsloch 77a ausgebildet, das so angeordnet ist, dass es die Kraft Fv2 aufgrund des Fluiddrucks in der zweiten Fluidkammer D2 auf das Kugelelement 78 aufbringt.
Die Entlastungsventilfeder 80 hat ein Ende in der positiven Y-Achsenrichtung, das von einem Boden 70a des Ventilelements 70 gehalten wird. Die Entlastungsventilfeder 80 drängt das Kugelelement 78 durch den Federrückhaltebereich 79 in die negative Y-Achsenrichtung. Dadurch nimmt das Kugelelement 78 die Kraft Fv2 des Fluiddrucks in der zweiten Fluidkammer D2 von der negativen Y-Achsenseite und eine Drängkraft Fc2 der Entlastungsventilfeder 80 von der positiven Y-Achsenseite auf.
Wenn also Fv2 ≤ Fc2 (c) dann schließt das Kugelelement 78 das axiale Durchgangsloch 77a durch Anlage auf dem Ventilsitz 77 und isoliert damit die zweite Fluidkammer D2 und die dritte Fluidkammer D3 voneinander.
Wenn andererseits Fv2 > Fc2 (d) dann bewegt sich das Kugelelement 78 vom Ventilsitz 77 weg und verbindet die zweite Fluidkammer D2 und die dritte Fluidkammer D3 miteinander. Dadurch steht die dritte Fluidkammer D3 mit der Einlassöffnung IN und der zweiten Fluidkammer D2 in Verbindung. Somit ist es durch Anpassen der Drängkraft Fc2 in der Entlastungsventilfeder 80 möglich, den Ventilöffnungszustand des Entlastungsventils 71 anzupassen.
Verbindung zwischen Steuerventil und erster Fluidkammer

(i) Wenn die erste Fluidkammer D1 und der erste Fluiddurchgang 113 verbunden sind (Bedingung (a) ist erfüllt): In diesem Fall wird der Auslassdruck Pout (der Druck auf der stromaufwärtigen Seite der Öffnung 8) immer von der ersten Fluidkammer D1 über den ersten Fluiddurchgang 113 und das erste Fluiddruckkammer-Verbindungsloch 52 in die erste Fluiddruckkammer A1 eingeleitet.
(ii) Wenn die dritte Fluidkammer D3 und der erste Fluiddurchgang 113 verbunden sind (Bedingung (b) ist erfüllt): In diesem Fall verändert sich der Druck der dritten Fluidkammer D3 in Abhängigkeit von dem geöffneten oder geschlossenen Zustand des Entlastungsventils 71 und der in die erste Fluiddruckkammer A1 eingeleitete Druck ist unterschiedlich.
(ii-i) Wenn sich das Entlastungsventil 71 im geschlossenen oder abgesperrten Zustand befindet (Bedingung (c) ist erfüllt): Die zweite Fluidkammer D2 und die dritte Fluidkammer D3 sind voneinander isoliert und der Einlassdruck Pin wird über den Fluiddurchgang 23 und die dritte Fluidkammer D3 in die erste Fluiddruckkammer A1 eingeleitet.
(ii-ii) Wenn sich das Entlastungsventil 71 im offenen oder verbundenen Zustand befindet (Bedingung (d) ist erfüllt): Die dritte Fluidkammer D3 ist mit dem Fluiddurchgang 23 und der zweiten Fluidkammer D2 verbunden. Der Druck der dritten Fluidkammer D3 wird als ein gemischter Druck Pm des Einlassdrucks Pin und des Drucks Pfb stromabwärts der Öffnung der zweiten Fluidkammer D2 eingeleitet (Auslassdruck Pout > Pm > Einlassdruck Pin).

Somit führt das Steuerventil 7 der ersten Fluiddruckkammer A1 den Steuerventildruck Pv, der gleich dem Auslassdruck Pout (Pv = Pout) ist, im Falle von (i), den Einlassdruck Pin (Pv = Pin) im Falle von (ii-i) und den gemischten Druck Pm (Pv = Pm) im Falle von (ii-ii) zu. Das Steuerventil 7 empfängt nämlich den Auslassdruck Pout in der ersten Fluidkammer D1, den Druck Pfb stromabwärts der Öffnung in der zweiten Fluidkammer D2 und den Einlassdruck Pin in der dritten Fluidkammer D3 und steuert den Druck P1 der ersten Fluiddruckkammer A1 durch Erzeugen des Steuerventildrucks Pv unter Ausnutzung des Druckunterschieds zwischen diesen drei Drücken Pout, Pfb und Pin.
Da der Steuerventildruck Pv durch die Federkraft Fc1 der Ventilelement-Drängfeder 72 und die Federkraft Fc2 der Entlastungsventilfeder 80 begrenzt ist, ist es möglich, die Verbindungsbedingungen des ersten Fluiddurchgangs 113 mit der ersten Fluidkammer D1 und der dritten Fluidkammer D3 und den Ventilöffnungszustand des Entlastungsventils 71 durch geeignetes Einstellen der Federkräfte Fc1 und Fc2 zu verändern und somit den Steuerventildruck Pv zu ändern.
Aufbau der Druckeinleitungsnut(en)
5 ist eine Ansicht der Druckplatte 6, betrachtet von der positiven X-Achsenrichtung (von der rechten Seite in 1), welche die Gleitkontaktfläche 61 zeigt, die in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist und welche in die positiven X-Achsenrichtung (Richtung nach rechts in 1) weist. 6 ist eine Ansicht des hinteren Körpers 12, betrachtet von der negativen X-Achsenseite, welche die Gleitkontaktfläche 120 zeigt, welche in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist und welche in die negative X-Achsenrichtung (Richtung nach links in 1) weist. In diesem Beispiel sind die Gleitkontaktflächen 61 und 120 im Wesentlichen flach und parallel zueinander, und die Mittelachse der Flügelpumpe ist im Wesentlichen senkrecht zu diesen Gleitkontaktflächen 61 und 120. Diese Gleitkontaktflächen 61 und 120 sind einander gegenüberliegend in der axialen Richtung der Antriebswelle 2.
Wie in 5 gezeigt, ist die Gleitkontaktfläche 61 der Druckplatte 6 mit einer ersten Druckeinleitungsnut 65 und einer zweiten Druckeinleitungsnut 66 ausgebildet, die auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 62 und des Auslassanschlusses 63, der sich in diese Gleitkontaktfläche 61 öffnet, liegen. Die erste Druckeinleitungsnut 65 ist an einer Position ausgebildet, die der ersten Fluiddruckkammer A1 entspricht. Die zweite Druckeinleitungsnut 66 ist an einer Position ausgebildet, die der zweiten Fluiddruckkammer A2 entspricht. Außerdem ist die Gleitkontaktfläche 61 mit einem Stiftloch 68, das den Positionierungsstift 40 aufnimmt, an einer Position auf der radialen Außenseite der Mitte des Auslassanschlusses 63 ausgebildet.
Wie in 6 gezeigt, ist die Gleitkontaktfläche 120 des hinteren Körpers 12 mit einer ersten Druckeinleitungsnut 124 und einer zweiten Druckeinleitungsnut 125 ausgebildet, die auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 und des Auslassanschlusses 122, der sich in diese Gleitkontaktfläche 120 öffnet, liegen. Die erste Druckeinleitungsnut 124 ist an einer Position ausgebildet, die der ersten Fluiddruckkammer A1 entspricht. Die zweite Druckeinleitungsnut 125 ist an einer Position ausgebildet, die der zweiten Fluiddruckkammer A2 entspricht. Außerdem ist die Gleitkontaktfläche 120 mit einem Stiftloch 127, das den Positionierungsstift 40 aufnimmt, an einer Position auf der radialen Außenseite der Mitte des Auslassanschlusses 122 ausgebildet.
Die erste und zweite Druckeinleitungsnut 65 und 66 sind in einem Gleitkontaktbereich ausgebildet, in dem die Druckplatte 6 und der Nockenring 4 in Bereichen zwischen dem Auslassanschluss 63 und dem Einlassanschluss 62 in Gleitkontakt miteinander sind. In ähnlicher Weise sind die erste und zweite Druckeinleitungsnut 124 und 125 in einem Gleitkontaktbereich ausgebildet, in dem der hintere Körper 12 und der Nockenring 4 in Bereichen zwischen dem Auslassanschluss 122 und dem Einlassanschluss 121 in Gleitkontakt miteinander sind. Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124 und 66, 125 sind so angeordnet, dass ein Fluiddruck, der geringer ist als der Auslassdruck Pout, eingeleitet wird.
Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 umfasst eine Abzweigungsnut 67 oder 126 mit einem Fluid (oder Öl) sammelnden Bereich 67a oder 126a, die auf der radialen Außenseite der ersten Druckeinleitungsnuten 65 oder 124 ausgebildet sind. Diese Abzweigungsnuten 67 und 126 sind so ausgebildet, dass diese Abzweigungsnuten 67 und 126 immer an der Position liegen, die der ersten Druckkammer A1 entspricht, und der Steuerdruck Pv kann zu den ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 sogar im Schwingzustand zugeführt werden, wenn der Nockenring 4 am weitesten in der positiven X-Achsenrichtung zur größten Exzentrizität schwingt. Um den Steuerdruck Pv wirksam in die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 einzuleiten, sind außerdem die Fluidsammelbereiche 67a und 126a mit einem in 5 und 6 gezeigten kreisförmigen Querschnitt jeweils an den vorderen (radial äußeren) Enden der Abzweigungsnuten 67 und 126 ausgebildet.
Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 stehen mit der ersten Druckkammer A1 in Verbindung und der vom Steuerventil 7 geregelte Steuerdruck Pv wird zu den ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 125 zugeführt. Andererseits stehen die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 mit der zweiten Druckkammer A2 in Verbindung und der Einlassdruck Pin wird den zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 zugeführt. Der in die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 eingeleitete Steuerdruck ist gleich dem Auslassdruck Pout, wenn der Auslassdruck hoch ist und die oben genannte Bedingung (a) erfüllt ist. Wenn der Auslassdruck Pout niedrig ist und die oben genannte Bedingung (b) erfüllt ist, dann ist der Steuerdruck Pv gleich einem Zwischendruck, der höher als der Einlassdruck Pin und niedriger als der Auslassdruck Pout ist.
Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65 und 66 werden gleichzeitig mit der Druckplatte 6, die durch Sintern gebildet wird, einstückig in der Druckplatte 6 ausgebildet. Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 124 und 125 werden gleichzeitig mit dem hinteren Körper 12, der mittels Gießen aus Aluminium gebildet wird, einstückig im hinteren Körper 12 ausgebildet.
Die erste Druckkammer A1 wird auf der Seite ausgebildet, auf welcher die Exzentrizität des Nockenrings 4 zunimmt, und die zweite Druckkammer A2 wird auf der Seite ausgebildet, auf der die Exzentrizität des Nockenrings 4 abnimmt. Auf der Seite der zweiten Druckkammer A2 wird in dem Bereich zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Einlassanschluss 62 oder 121 jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 oder 124 so ausgebildet, dass sie in der radialen Richtung mit dem Auslassanschluss und dem Einlassanschluss überlappen und in der Umfangsrichtung nicht mit dem Auslassanschluss und dem Einlassanschluss überlappen.
Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 können auf der Seite der Antriebswelle 2 ausgebildet sein, und das mit Druck beaufschlagte Öl kann sogar dann in die Zwischenzonen zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 und der Druckplatte 6 eingeleitet werden, wenn die Exzentrizität des Nockenrings 4 in Bezug auf den Rotor 3 groß ist.
Der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 sind miteinander durch erste, zweite, dritte und vierte Bolzen B1, B2, B3 und B4 verbunden, die sich entlang der X-Achse erstrecken. Der erste Bolzen B1 und der zweite Bolzen B2 liegen auf der Seite der Einlassanschlüsse 62 und 121 (d. h. auf der oberen Seite). Der dritte Bolzen B3 und der vierte Bolzen B4 liegen auf der Seite der Auslassanschlüsse 63 und 122 (auf der unteren Seite). Der erste Bolzen B1 und der dritte Bolzen B3 liegen auf der ersten oder zweiten Seite, während der zweite Bolzen B2 und der vierte Bolzen B4 auf der anderen ersten oder zweiten Seite liegen, welche gegenüberliegende (linke und rechte) Seiten sind, die sich über der Antriebswelle 2 entlang der Y-Achse gegenüberstehen.
In 5 und 6 ist L(B1-B2) ein Abstand zwischen den Achsen zwischen den (Achsen der) ersten und zweiten Bolzen B1 und B2 in jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 der Druckplatte 6 und des hinteren Körpers 12, und L(B3-B4) ist ein Abstand zwischen den Achsen zwischen den (Achsen der) dritten und vierten Bolzen B3 und B4 in jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 der Druckplatte 6 und des hinteren Körpers 12. Ein erster Durchschnittsabstand L1 ist der Durchschnitt von L(B1-B2) und L(B3-B4).
In ähnlicher Weise ist in 5 und 6 L(B1-B3) ein Abstand zwischen den Achsen zwischen den (Achsen der) ersten und dritten Bolzen B1 und B3 in jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 der Druckplatte 6 und des hinteren Körpers 12, und L(B2-B4) ist ein Abstand zwischen den Achsen zwischen den (Achsen der) zweiten und vierten Bolzen B2 und B4 in jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 der Druckplatte 6 und des hinteren Körpers 12. Ein zweiter Durchschnittsabstand L2 ist der Durchschnitt von L(B1-B3) und L(B2-B4).
Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 6, 124 und 66, 125 sind in einem Bereich ausgebildet, der von der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Bolzenpaaren, die einen kleineren des ersten oder zweiten Durchschnittsabstands L1 oder L2 definieren, umgeben ist. In diesem Beispiel sind die Abstände zwischen den Achsen L(B1-B2) und L(B3-B4) in der Y-Achsenrichtung länger als die Abstände zwischen den Achsen L(B1-B3) und L(B2-B4) in der Z-Achsenrichtung, und der erste Durchschnittsabstand L1 ist länger als der zweite Durchschnittsabstand L2 (L1 > L2).
Deshalb sind in jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65 oder 124 und 66 oder 125 in einem Bereich Ds ausgebildet (in 5 und 6 schraffiert dargestellt), bestehend aus einem ersten Dreiecksbereich, der durch Verbinden der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Achsen der ersten und dritten Bolzen 31 und 33 durch gerade Liniensegmente gebildet wird, und einem zweiten Dreiecksbereich, der durch Verbinden der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Achsen der zweiten und vierten Bolzen B2 und B4 durch gerade Liniensegment gebildet wird. In jeder der Gleitkontaktflächen 61 und 120 sind die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65 oder 124 und 66 oder 125 zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Einlassanschluss 62 oder 121 ausgebildet.
Funktionsweise
In der verstellbaren Pumpe 1 neigt der Nockenring 4 dazu, entlang der Y-Achse verschoben zu werden, da ein Teil des Nockenrings 4 die Einlassanschlüsse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122 überlappt. Insbesondere da der Druck auf der Seite des hinteren Körpers 12, auf der die Einlassöffnung IN ausgebildet ist, niedrig ist, wird der Nockenring 4 auf den hinteren Körper 12 gedrückt und ein Zwischenraum zwischen dem Nockenring 4 und der Druckplatte 6 wird gebildet, der ein Entweichen des mit Druck beaufschlagten Öls verursachen kann.
Deshalb wurde die verstellbare Pumpe der früheren Technologie so angeordnet, dass der Nockenring 4 in Richtung zur Druckplatte 6 gedrückt wird, indem der Auslassdruck Pout in eine vertiefte Druckeinleitungsnut zugeführt wird, die in der Gleitkontaktfläche zwischen dem hinteren Körper 12 und dem Nockenring 4 ausgebildet ist.
Jedoch kann der Auslassdruck Pout, der in die vertiefte Druckeinleitungsnut zugeführt wird, über einen Zwischenraum zwischen dem hinteren Körper 12 und dem Nockenring 4 zur Niederdruckseite (zur Seite des Einlassdrucks Pin) entweichen und somit den Wirkungsgrad der Pumpe verringern.
Deshalb sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Druckplatte 6 und der hintere Körper 12 mit den ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 und den zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 ausgebildet, und der Steuerventildruck Pv wird den ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten zugeführt.
Deshalb ist die Druckdifferenz zwischen dem Einlassdruck Pin und dem Steuerdruck Pv, der den ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 zugeführt wird, gering, da der Steuerdruck Pv ein Mittelwert zwischen dem Auslassdruck Pout und dem Einlassdruck Pin ist, wenn der Auslassdruck Pout niedrig ist. Mit dieser kleinen Druckdifferenz kann die Nutstruktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Entweichen begrenzen. Außerdem sind die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 und die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 von den Auslassanschlüssen getrennt und so angeordnet, dass der Auslassdruck Pout nicht zu den ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 zugeführt wird. Deshalb kann diese Nutstruktur ein Entweichen des Auslassdrucks Pout begrenzen und den Wirkungsgrad der Pumpe verbessern.
Wenn der Auslassdruck Pout hoch ist, ist der Steuerdruck Pv gleich dem Auslassdruck Pout. Wenn der Auslassdruck Pout hoch ist, wird die Auslassmenge durch Verringern der Exzentrizität des Nockenrings 4 verringert. Deshalb verringert die Flügelpumpe ihren Wirkungsgrad nicht, auch wenn das Entweichen des Auslassdrucks Pout nicht begrenzt wird. Außerdem kann das mit Druck beaufschlagte Öl, das den Nuten 65, 124, 66 und 125 zugeführt wird, als ein Schmiermittel für die Gleitkontaktflächen zwischen dem Nockenring 4 und der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 verwendet werden. Deshalb ermöglicht dieser Aufbau eine problemlose Schwingbewegung des Nockenrings und verbessert die Steuerfähigkeit der Durchflussrate. Außerdem sind die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 so angeordnet, dass der Zwischendruck, der niedriger als der Auslassdruck Pout und höher als der Einlassdruck Pin ist, eingeleitet wird. Deshalb kann dieser Aufbau die ausreichende Kraft zum Schieben des Nockenrings 4 in Richtung zur Druckplatte 6 sicherstellen und gleichzeitig das Entweichen verhindern, indem die Druckdifferenz zwischen dem Zwischendruck und dem Einlassdruck Pin verringert wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird der vom Steuerventil 7 gesteuerte Druck (Steuerdruck Pv) als der Zwischendruck zu den ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 zugeführt. Deshalb vereinfacht diese Anordnung den Aufbau der Flügelpumpe, da keine Notwendigkeit besteht, einen besonderen Mechanismus zum Erzeugen des Zwischendrucks hinzuzufügen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beinhaltet jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124, die in den gegenüberstehenden Gleitkontaktflächen 61 und 120 der Druckplatte 6 oder des hinteren Körpers 12 mit dem Nockenring 4 ausgebildet sind, die gekrümmte Hauptnut, die wie ein Kreisbogen gekrümmt ist und in einer imaginären äußeren ringförmigen Zone, die eine imaginäre innere ringförmige Zone umgibt, in welcher der Einlassanschluss 62 oder 121 und der Auslassanschluss 63 oder 122 definiert sind, abgegrenzt ist. Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 umfasst ferner die Abzweigungsnut 67 oder 126, die sich radial nach außen von der gekrümmten Hauptnut erstreckt. Ungeachtet der exzentrischen Position des Nockenrings 4 in Bezug auf den Rotor werden die Abzweigungsnuten 67 und 126 immer an den Positionen gehalten, die der Druckkammer A entgegenstehen. Deshalb kann das mit Druck beaufschlagte Öl sicher in die Nuten 65 und 124 zugeführt werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden die ersten Nuten 65 und 124 und die zweiten Nuten 66 und 125 jeweils gleichzeitig mit der Druckplatte 6 bzw. dem hinteren Körper 12 ausgebildet. Deshalb gibt es keine Notwendigkeit, Herstellungsschritte für diese Nuten hinzuzufügen und die Anzahl der erforderlichen Herstellungsschritte kann verringert werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Ölsammelbereiche 67a und 126a jeweils an den Außenenden der Abzweigungsnuten 67 und 126 ausgebildet. Die Ölsammelbereiche 67a und 126a dienen dazu, die Effizienz der Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Öls in die ersten Nuten 65 und 124 zu verbessern.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Nuten 65, 124, 66 und 125 in der äußeren ringförmigen Zone, welche die Einlassanschlüsse 61 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122 umgibt, ausgebildet. Deshalb können die Nuten das mit Druck beaufschlagte Öl über fast den gesamten Umfang des Nockenrings 4 zuführen. Deshalb kann durch diesen Aufbau der gesamte Umfang der Gleitkontaktflächen zwischen dem Nockenring 4 und der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 geschmiert werden und die Bewegung des Nockenrings 4 wird leichtgängig.
Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels

(1) Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 und die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 sind jeweils in der Druckplatte 6 bzw. dem hinteren Körper 12 ausgebildet und so angeordnet, dass ein Fluiddruck, der niedriger ist als der Auslassdruck Pout, in jede der ersten und zweiten Nuten 65, 124, 66 und 125 eingeleitet wird. Diese Nutstruktur kann ein Entweichen durch Verringerung der Druckdifferenz zwischen dem Einlassdruck Pin und dem Druck, der zu diesen Nuten zugeführt wird, begrenzen. Ferner werden die Nuten 65, 124, 66 und 125 nicht mit dem Auslassdruck Pout versorgt. Deshalb kann diese Nutstruktur ein Entweichen des Auslassdrucks Pout begrenzen und den Wirkungsgrad der Pumpe verbessern. Außerdem kann das diesen Nuten 65, 124, 66 und 125 zugeführte, mit Druck beaufschlagte Öl als Schmiermittel zum Schmieren der Gleitkontaktflächen zwischen dem Nockenring 4 und der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 genutzt werden. Deshalb ermöglicht dieser Aufbau eine problemlose Schwingbewegung des Nockenrings 4 und verbessert die Steuerfähigkeit der Durchflussrate.
(2) Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 sind so angeordnet, dass der (Steuer-)Druck Pv, der niedriger als der Auslassdruck Pout und höher als der Einlassdruck Pin ist, in jede dieser Nuten eingeleitet wird. Deshalb kann dieser Aufbau die Kraft zum Schieben des Nockenrings 4 in Richtung zur Druckplatte 6 mit dem (Steuer)-Druck Pv sicherstellen und gleichzeitig das Entweichen begrenzen, indem die Druckdifferenz zwischen dem (Steuer)-Druck Pv und dem Einlassdruck Pin verringert wird.
(3) Die ersten und zweiten Nuten 65, 124, 66 und 125 sind so angeordnet, dass der vom Steuerventil 7 gesteuerte Steuerdruck Pv zu diesen Nuten zugeführt wird. Diese Nutstruktur kann den Aufbau der Flügelpumpe vereinfachen, da keine Notwendigkeit für einen zusätzlichen Mechanismus zum Erzeugen eines Zwischendrucks (der niedriger als der Auslassdruck Pout ist, oder der niedriger als der Auslassdruck Pout und höher als der Einlassdruck Pin ist) besteht.
(4) Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckeinleitungsnut zumindest die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124, die in der gegenüberliegenden Gleitkontaktfläche der Druckplatte 6 oder des hinteren Körpers 12 mit dem Nockenring 4 ausgebildet ist und welche die gekrümmte Hauptnut, die wie ein Kreisbogen geformt. ist und in einer imaginären äußeren ringförmigen Zone, die einen inneren Bereich umgibt, in welcher der Einlassanschluss 62 oder 121 und der Auslassanschluss 63 oder 122 definiert sind, abgegrenzt ist, umfasst. Die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 umfasst ferner die Abzweigungsnut 67 oder 126, die sich radial nach außen von der gekrümmten Hauptnut erstreckt und mit der ersten Druckkammer A1 oder der zweiten Druckkammer A2 in Verbindung steht. Deshalb wird die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124, ungeachtet der exzentrischen Position des Nockenrings 4 in Bezug auf den Rotor 3, immer an den Positionen gehalten, die der Druckkammer A1 oder A2 entgegenstehen. Deshalb kann das mit Druck beaufschlagte Öl sicher in die Druckeinleitungsnut geführt werden.
(5) In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Ölsammelbereiche 67a und 126a jeweils an den Außenenden der Abzweigungsnuten 67 bzw. 126 ausgebildet. Diese Nutstruktur kann die Effizienz der Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Öls in die ersten Nuten 65 und 124 verbessern.
(6) Im ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Nuten 65, 124, 66 und 125 in der äußeren ringförmigen Zone, welche die Einlassanschlüsse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122 umgibt, ausgebildet. Diese Nutstruktur kann die Verformung in der positiven X-Achsenrichtung im gesamten Umfang des Gleitkontaktbereichs D der Druckplatte 6 oder des hinteren Körpers 12 vereinheitlichen und somit den Gleitkontaktbereich D flach und senkrecht zur Mittelachse halten. Dadurch kann diese Nutstruktur den uneinheitlichen Verschleiß verringern, indem der Nockenring 4 veranlasst wird, gleichmäßig auf dem hinteren Körper 12 über den gesamten Umfang anzuliegen. Außerdem kann diese Nutstruktur durch Einleiten des Auslassdrucks zu den Gleitkontaktflächen zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 oder der Kontaktplatte 6 die Schmierung verbessern und somit den uneinheitlichen Verschleiß weiter verringern.
(7) Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 sind in einer Oberfläche des hinteren Körpers 12 oder der Druckplatte 6 ausgebildet. Diese Anordnung sichert die oben genannte Wirkung (6) noch zuverlässiger.
(8) Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 werden gleichzeitig mit dem hinteren Körper 12 oder der Druckplatte 6 ausgebildet. Dadurch wird das Herstellungsverfahren vereinfacht und die Anzahl der erforderlichen Herstellungsschritte wird verringert, da keine Notwendigkeit für Herstellungsschritte für diese Nuten besteht.
(9) Jede der ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 ist wie in Kreisbogen entsprechend der Form des Nockenrings 4 gekrümmt. Der höhere Druck, der in die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 eingeleitet wird, bewirkt, dass ein Reaktionskraft auf den Nockenring 4 erzeugt wird. Deshalb ist es durch Formen der ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 in Übereinstimmung mit der Form des Nockenrings 4 möglich, die Verformung des hinteren Körpers 12 oder der Druckplatte 6 (die Größe eines Schritts zwischen der radialen Innenseite und der radialen Außenseite im Einlassanschluss 62 oder 121) zu beschränken.
(10) Die ersten Druckeinleitungsnuten 65, 124 haben die Form des Kreisbogens, welche der Form des Nockenrings in dem Zustand entspricht, in dem die Exzentrizität am größten ist. Dadurch kann die Nutstruktur die Verformung des hinteren Körpers 12 oder der Druckplatte 6 im Zustand der größten Exzentrizität sicher begrenzen.
(11) Die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 sind in einer äußeren ringförmigen Zone ausgebildet, welche eine innere ringförmige Zone umgibt, in der die Einlassanschlüsse und Auslassanschlüsse 62, 121, 63 und 122 ausgebildet sind. Durch diese Nutstruktur kann das mit Druck beaufschlagte Öl über den gesamten Umfang des Nockenrings 4 zugeführt werden, wodurch der gesamte Umfang jeder Gleitkontaktfläche zwischen dem Nockenring 4 und dem rückwärtigen Körper 12 oder der Druckplatte 6 geschmiert wird und die Gleitbewegung des Nockenrings 4 damit leichtgängig wird.
(12) Die erste Druckkammer A1 ist auf der Seite ausgebildet, auf der die Exzentrizität des Nockenrings 4 zunimmt, und die zweite Druckkammer A2 ist auf der Seite ausgebildet, auf der die Exzentrizität des Nockenrings 4 abnimmt. In einem Bereich zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Einlassanschluss 62 oder 121 auf der Seite der zweiten Druckkammer A2 ist jede Druckeinleitungsnut 65 oder 124 so ausgebildet, dass der Auslassanschluss und der Einlassanschluss in der radialen Richtung überlappen, aber in der Umfangsrichtung nicht überlappen. Dadurch ist es möglich, die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 auf der Seite der Antriebswelle 2 (oder näher zur Antriebswelle 2) auszubilden und somit das mit Druck beaufschlagte Öl in den Zwischenraum zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 oder der Druckplatte 6 einzuleiten, auch wenn die Exzentrizität groß ist.
(13) Jede erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 ist im folgenden Bereich ausgebildet. Der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 sind durch erste und zweite Bolzen B1 und B2 miteinander verbunden, die auf der Seite des Einlassanschlusses 62 oder 121 vorgesehen sind. Der Einlassanschluss 62 oder 121 ist auf der positiven (oberen) Z-Achsenseite der Antriebswelle 2 ausgebildet und die ersten und zweiten Bolzen B1 und B2 liegen auf der gleichen positiven (oberen) Z-Achsenseite der Antriebswelle 2. Der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 sind weiterhin durch dritte und vierte Bolzen B3 und B4, die auf der Seite des Auslassanschlusses 63 oder 122 vorgesehen sind, miteinander verbunden. Der Auslassanschluss 63 oder 122 ist auf der negativen (unteren) Z-Achsenseite der Antriebswelle 2 ausgebildet und die dritten und vierten Bolzen B3 und B4 liegen auf der gleichen negativen (unteren) Z-Achsenseite der Antriebswelle 2. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Bolzen B1 bis B4 sind so angeordnet, dass der erste Durchschnittsabstand, welcher der Durchschnitt des Abstands zwischen den Achsen zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen und einem Abstand zwischen den Achsen zwischen dem dritten und dem vierten Bolzen ist, oder der zweite Durchschnittsabstand, welcher der Durchschnitt des Abstands zwischen den Achsen zwischen dem ersten und dem dritten Bolzen und des Abstands zwischen den Achsen zwischen dem zweiten und dem vierten Bolzen ist, kürzer ist als der jeweils andere, erste oder zweite, Durchschnittsabstand. Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 ist in einem Bereich ausgebildet, der durch die Mittelachse der Antriebswelle 2 und dem ersten oder zweiten Paar von Bolzen, welches einen kürzeren des ersten oder zweiten Durchschnittsabstands definiert, definiert, so dass der Durchschnittsabstand des Abstands zwischen den Achsen zwischen den zwei Bolzen des ersten Paars und des Abstands zwischen den Achsen zwischen den zwei Bolzen des zweiten Paars der kürzere aus erstem oder zweitem Durchschnittsabstand ist, welcher kürzer als der andere ist.
(14) Der erste Durchschnittsabstand L1 ist größer als der zweite Durchschnittsabstand L2; und die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 121 sind zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Einlassanschluss 62 oder 121 ausgebildet.
(15) Der hintere Körper 12 ist mit dem Fluiddurchgang 13 ausgebildet, der sich entlang einer imaginären Linie, welche einen Punkt im Wesentlichen an einer Umfangsmitte des Einlassanschlusses 62 oder 121 und einen Punkt im Wesentlichen an einer Umfangsmitte des Auslassanschlusses 63 oder 122 in einem Bereich zwischen den ersten und zweiten Bolzen B1 und B2 verbindet, erstreckt; und die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 ist zwischen dem Auslassanschluss und dem Einlassanschluss ausgebildet.
(16) In der Gleitkontaktfläche zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 oder der Druckplatte 6 ist die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 vorgesehen, die auf der Seite des Einlassanschlusses 62 oder 121 ausgebildet ist.
(17) Die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 ist so angeordnet, dass sie einen Druck, der niedriger als der Auslassdruck ist, aufnimmt.

Zweites Ausführungsbeispiel
7 und 8 zeigen eine verstellbare Flügelpumpe 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau ist der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels. Dementsprechend erhalten entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen. 7 ist eine Ansicht der Druckplatte 6, betrachtet von der positiven X-Achsenseite, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen. 8 ist ein Ansicht des hinteren Körpers 12, betrachtet von der negativen X-Achsenseite, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124, im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel, in Umfangsrichtung, während jede der zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 in der Umfangslänge kürzer sind.
Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 erstreckt sich in Umfangsrichtung von einem Ende auf der Seite des Auslassanschlusses auf der radialen Außenseite des Auslassanschlusses 63 oder 122 zu einem Ende auf der Seite des Einlassanschlusses auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 62 oder 121. Das einlassanschlussseitige Ende jeder der ersten Nuten 65 und 124 liegt auf der negativen Y-Achsenseite der Mitte des Einlassanschlusses 62 oder 121. Das auslassanschlussseitige Ende jeder der ersten Nuten 65 und 124 liegt auf der negativen Y-Achsenseite der Mitte des Auslassanschlusses 63 oder 122. Auf der radialen Außenseite des Auslassanschlusses 63 oder 122 erstreckt sich jede der ersten Nuten 65 oder 124 zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Stiftloch 68 oder 127, welches den Stift 40 aufnimmt. Dementsprechend ist der Winkel, der an der Mitte (O) von jeder der ersten Nuten 65 und 124, die wie ein Kreisbogen geformt sind, geschnitten wird, ein überstumpfer Winkel, der größer als 180° und kleiner als 360° ist.
Jede der zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 erstreckt sich in Umfangsrichtung von einem Ende auf der Seite des Auslassanschlusses zu einem Ende auf der Seite des Einlassanschlusses. Keine der zweiten Nuten 66 oder 125 erstreckt sich in Umfangsrichtung über das negative Y-Achsenseitenende des Einlassanschlusses 62 oder 121 hinaus in Richtung zur Mitte des Einlassanschlusses 62 oder 121 und überlappt somit den Einlassanschluss 62 oder 121 in der Umfangsrichtung nicht. Ferner ist das auslassanschlussseitige Ende jeder zweiten Nut 66 oder 125 in Umfangsrichtung von dem negativen Y-Achsenseitenende des Auslassanschlusses 63 oder 122 getrennt, so dass keine Überlappung zwischen der zweiten Nut 66 oder 125 und dem Auslassanschluss 63 oder 122 in der Umfangsrichtung entsteht. Sowohl in der Druckplatte 6 als auch in dem hinteren Körper 12 ist die zweite Druckeinleitungsnut 66 oder 125 in einem Sektor beschränkt, der durch einen Kreisbogen zwischen den negativen Y-Achsenseitenenden des Einlassanschlusses 62 oder 121 und des Auslassanschlusses 63 oder 122 definiert ist, und die zweite Druckeinleitungsnut 66 oder 125 erstreckt sich weder in den durch den bogenförmigen Einlassanschluss 62 oder 121 definierten Sektor noch in den durch den bogenförmigen Auslassanschluss 63 oder 122 definierten Sektor. Mit dieser Nutanordnung ist es möglich, die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 an einer radialen Position näher an der Antriebswelle 2 auszubilden.
Funktionsweise
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist jede der Druckeinleitungsnuten 65 und 124 auf der Seite des Auslassanschlusses 63 oder 122 zwischen dem Auslassanschluss 63 oder 122 und dem Stiftloch 68 oder 127 zum Lagern des Positionierungsstifts 40 ausgebildet. Die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 kann so angeordnet sein, dass die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 vom Stiftloch 68 oder 127 ohne Überlappung getrennt ist, so dass es möglich ist, ein Entweichen von Druck aus der ersten Druckeinleitungsnut 65 oder 124 zu vermeiden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel endet jede auf der Seite der zweiten Druckkammer A2 ausgebildete zweite Druckeinleitungsnut 66 oder 125 am einlassanschlussseitigen Ende in Bezug auf das negative Y-Achsenseitenende des Einlassanschlusses, um nicht mit dem Einlassanschluss 62 oder 121 in der Umfangsrichtung zu überlappen. Deshalb ist es möglich, die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 an einer radialen Position näher an der Antriebswelle 2 auszubilden und somit das mit Druck beaufschlagte Öl sogar in einem Zustand größerer Exzentrizität zu dem Zwischenraum zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 oder der Druckplatte 6 zuzuführen.
Der Positionierungsstift 40 wird von den Stiftlöchern 68 und 127 gelagert, die auf der radialen Außenseite der Auslassanschlüsse 63 und 122 in dem hinteren Körper 12 und der Druckplatte 6 ausgebildet sind, und ist so angeordnet, dass eine relative Drehung des Nockenrings 4 in Bezug auf den hinteren Körper 12 und die Druckplatte 6 verhindert wird. Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 sind zwischen den Auslassanschlüssen 63 und 122 und den Stiftlöchern 68 und 127 ausgebildet. Die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 kann so angeordnet sein, dass die erste Druckeinleitungsnut 65 oder 124 von dem Stiftloch 68 oder 127 ohne Überlappung getrennt ist, so dass es möglich ist, ein Entweichen von Druck aus den ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 zu vermeiden.
Drittes Ausführungsbeispiel
9 und 10 zeigen eine verstellbare Flügelpumpe 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau ist der gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Dementsprechend werden entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen. 9 ist eine Ansicht der Druckplatte 6, betrachtet von der positiven X-Achsenrichtung, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen. 10 ist ein Ansicht des hinteren Körpers 12, betrachtet von der negativen X-Achsenseite, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen.
Im dritten Ausführungsbeispiel umfasst, anders als im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 eine Vielzahl von Abzweigungsnuten 67 oder 126. Jede der Abzweigungsnuten 67 oder 126 umfasst einen Fluid (oder Öl) sammelnden Bereich 67a oder 126a, der auf der radialen Außenseite der ersten Druckeinleitungsnut 65 oder 124 ausgebildet ist. Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 umfasst eine gebogene Hauptnut, die wie ein Kreisbogen in Übereinstimmung mit der Querschnittsform des Nockenrings 4 gekrümmt ist, und jede Abzweigungsnut 67 oder 126 erstreckt sich von der gebogenen Hauptnut radial nach außen.
Funktionsweise
Jede der ersten Druckeinleitungsnuten 65 oder 124 erstreckt sich wie ein Kreisbogen entlang der Querschnittsform des Nockenrings 4 und umfasst eine Vielzahl von Abzweigungsnuten 67 oder 126, die sich radial nach außen erstrecken. Dieser Nutaufbau kann den Bereich der Druckzufuhr und die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Öl zu den Gleitkontaktflächen sicher vergrößern, ungeachtet der exzentrischen Position des Nockenrings 4 in Bezug auf den Rotor 3. Die vielen Abzweigungsnuten 67 und 126 können das mit Druck beaufschlagte Öl zuverlässiger zu den Druckeinleitungsnuten zuführen und die oben genannte Wirkung (4) sicherer bereitstellen.
Im Folgenden werden Variationen des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels erläutert.
Variation 1
11 ist eine Ansicht der Druckplatte 6, betrachtet von der positiven X-Achsenrichtung, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen. 12 ist eine Ansicht des hinteren Körpers 12, betrachtet von der negativen X-Achsenrichtung, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen.
In der in 11 und 12 gezeigten Variation 1 sind die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 jeweils mit Auslassanschlüssen 63 bzw. 122 verbunden und so angeordnet, dass sie den Auslassdruck Pout als hohen Druck aufnehmen. Jede der zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 erstreckt sich in Umfangsrichtung von dem Auslassanschluss 63 oder 122 und endet an dem einlassanschlussseitigen Ende, ohne sich über das negative Y-Achsenseitenende des Einlassanschlusses 62 oder 121 hinaus zu erstrecken. Deshalb ist keine Überlappung mit dem Einlassanschluss in der Umfangsrichtung gegeben.
Somit sind die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125, die den Auslassdruck Pout als hohen Druck aufnehmen, von den Einlassanschlüssen 62 und 121, welche den niedrigeren Einlassdruck aufnehmen, getrennt. Dieser Nutaufbau kann ein Entweichen des Auslassdrucks Pout zur Seite des Einlassdrucks Pin begrenzen und somit den Wirkungsgrad der Pumpe erhöhen.
Außerdem stehen die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 mit den Auslassanschlüssen 63 und 122 in Verbindung, so dass der Auslassdruck Pout zu den zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 zugeführt wird. Die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 wirken hauptsächlich in dem Zustand der kleinsten Exzentrizität, um den Auslassdruck Pout zu verringern. Somit kann dieser Nutaufbau die Kraft zum Schieben des Nockenrings 4 in Richtung zur Druckplatte 6 mit der Zufuhr von Auslassdruck Pout aufrechterhalten und gleichzeitig einen Anstieg des Entweichens begrenzen, auch wenn der Auslassdruck Pout zugeführt wird.
Variation 2
13 ist eine Ansicht der Druckplatte 6, betrachtet von der positiven X-Achsenrichtung, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen. 14 ist eine Ansicht des hinteren Körpers 12, betrachtet von der negativen X-Achsenrichtung, um die Gleitkontaktfläche zum Kontakt mit dem Rotor 3 zu zeigen. Bei der Variation 2 sind die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 jeweils mit den Einlassanschlüssen 62 bzw. 121 verbunden und so angeordnet, dass sie den Einlassdruck Pin aufnehmen; und die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 sind so angeordnet, dass der Einlassdruck Pin in die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 eingeleitet wird, wie im ersten bis dritten Ausführungsbeispiel.
Der Einlassdruck Pin, der niedriger ist als der Auslassdruck Pout, wird in die ersten Nuten 65 und 124 und die zweiten Nuten 66 und 125 eingeleitet. Dieser Nutaufbau kann ein Entweichen des mit Druck beaufschlagten Öls aus den ersten Nuten 65 und 124 und den zweiten Nuten 66 und 125 verhindern und somit den Wirkungsgrad der Pumpe verbessern.
Viertes Ausführungsbeispiel
15 bis 20 zeigen eine verstellbare Flügelpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau der verstellbaren Flügelpumpe des vierten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich denjenigen des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels. Während die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66, 125 des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet sind, um einen Zwischendruck aufzunehmen, ist der hintere Körper 12 des vierten Ausführungsbeispiels mit einer Hochdruck-Einleitungsnut 300 ausgebildet, die angeordnet ist, um den Auslassdruck aufzunehmen. Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 erstreckt sich vom Außenumfang des Auslassanschlusses 122 und weiter in einen Bereich auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 (wie in 18 gezeigt).
Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen sind der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 durch erste und zweite Bolzen B1 und B2 auf der Seite der Einlassanschlüsse 62 und 121 und durch dritte und vierte Bolzen B3 und B4 auf der Seite der Auslassanschlüsse 63 und 122 miteinander verbunden; und der erste Durchschnittsabstand L1 der Abstände zwischen den Achsen L(B1-B2) und L(B3-B4) in der Y-Achsenrichtung ist größer als der zweite Durchschnittsabstand L2 der Abstände zwischen den Achsen L(B1-B3) und L(B2-B4) in der Z-Achsenrichtung (L1 > L2).
Deshalb ist, wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen, die Hochdruck-Einleitungsnut 300 in einem Bereich ausgebildet, der von der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Bolzenpaaren, welche einen kleineren aus erstem oder zweiten Durchschnittsabstand L1 und L2 definieren, umgeben ist. In diesem Beispiel ist die Hochdruck-Einleitungsnut 300 in der Gleitkontaktfläche 120 in dem Bereich Ds (gezeigt durch Schraffierung in 18), bestehend aus einem ersten Dreiecksbereich, der durch Verbinden der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Achsen der ersten und dritten Bolzen B1 und B3 durch gerade Liniensegmente gebildet wird, und einem zweiten Dreiecksbereich, der durch Verbinden der Mittelachse O der Antriebswelle 2 und den Achsen der zweiten und vierten Bolzen B2 und B4 durch gerade Liniensegment gebildet wird, ausgebildet. In der Gleitkontaktfläche 120 ist die Hochdruck-Einleitungsnut 300 zwischen dem Auslassanschluss 122 und dem Einlassanschluss 121 ausgebildet.
Aufbau der verstellbaren Flügelpumpe
15 zeigt, in der Form einer axialen Schnittansicht, eine Flügelpumpe 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 16 und 17 sind Querschnittsansichten. 16 zeigt den Zustand, in dem der Nockenring 4 an der Grenzposition in der negativen Y-Achsenrichtung liegt und die Exzentrizität des Nockenrings 4 am größten ist, und 17 zeigt den Zustand, in dem der Nockenring 4 an der Grenzposition in der positiven Y-Achsenrichtung liegt und die Exzentrizität des Nockenrings 4 am kleinsten ist.
Die axiale Richtung der Antriebswelle 2 ist die X-Achse, und die Richtung, in welcher die Antriebswelle 2 in den vorderen Körper 11 und den hinteren Körper 12 eingesetzt ist, wird als die positive Richtung definiert. Die axiale Richtung der Feder 201 (gezeigt in 16) zum Regulieren der Schwingbewegung des Nockenrings 4 wird als Y-Achse festgelegt. Die Z-Achse ist senkrecht zur X-Achse und zur Y-Achse.
Die in 15 gezeigte Flügelpumpe 1 umfasst die Antriebswelle 2, den Rotor 3, den Nockenring 4, den Adapterring 5, die Druckplatte 6 und den Pumpenkörper 10. Die Antriebswelle 2 ist so ausgelegt, dass sie über einen Riemenantrieb mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, und der Rotor 3 ist auf der Antriebswelle 2 befestigt und mit der Antriebswelle 2 gekoppelt, so dass der Rotor 3 und die Antriebswelle 2 als eine Einheit drehen.
Eine Vielzahl von radialen Schlitzen 31 in der Form von sich radial erstreckenden Nuten sind radial im Rotor 3 ausgebildet.
Jeder radiale Schlitz 31 erstreckt sich radial nach außen und öffnet sich in den Außenumfang des Rotors 3. Jeder radiale Schlitz 31 nimmt einen der Flügel 32 auf, so dass der Flügel 32 im Schlitz 31 radial beweglich ist. Jeder Schlitz 31 hat eine Gegendruckkammer 33, die am radial inneren Ende des Schlitzes 31 ausgebildet und angeordnet ist, um den entsprechende Flügel 32 in der radialen Richtung nach außen zu drängen, wenn der Auslassdruck zur Gegendruckkammer 33 geführt wird.
Eine Gegendruck-Einleitungsnut 170 ist in der positiven X-Achsenseitenoberfläche (Gleitkontaktfläche) 61 der Druckplatte 6 ausgebildet und eine Gegendruck-Einleitungsnut 130 ist in der negativen X-Achsenseitenoberfläche (Gleitkontaktfläche) 120 des hinteren Körpers 12 ausgebildet, wie in 18 gezeigt ist. Diese Gegendruck-Einleitungsnuten 130 (und 170) führen den Auslassdruck in die Gegendruckkammer 33.
Der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 (erstes Plattenelement oder eine Seitenwand definierendes Element) sind zusammengefügt, um den Pumpenkörper 10 zu bilden. Der vordere Körper 11 ist wie eine Schale geformt und umfasst einen Boden 111 und eine Umfangswand (oder einen Umfangswandbereich), der sich axial vom Boden 111 in der positiven X-Achsenrichtung erstreckt und in Richtung zur positiven X-Achsenseite öffnet (nach rechts in 15, hin zum hinteren Körper 12). Die Druckplatte 6 (zweites Plattenelement oder eine Seitenwand definierendes Element) ist auf dem Boden 111 in dem Innenhohlraum, der durch die Umfangswand des vorderen Körpers 11 umgeben ist, angeordnet. Die Umfangswand des vorderen Körpers 11 definiert darin den Pumpenelement-Aufnahmebereich 112 in der Form eines zylindrischen Hohlraums. Der Adapterring 5, der Nockenring 4 und der Rotor 3 sind in dem Pumpenelement-Aufnahmebereich 112 auf der positiven X-Achsenseite der Druckplatte 6 angeordnet.
Der hintere Körper 12 liegt flüssigkeitsdicht auf dem Adapterring 5, dem Nockenring 4 und dem Rotor 3 von der positiven X-Achsenseite an (von der rechten Seite in 15). Somit liegen der Adapterring 5, der Nockenring 4 und der Rotor 3 axial zwischen der Druckplatte 6 und dem hinteren Körper 12 und sind von der Umfangswand des vorderen Körpers 11 umgeben.
Der hintere Körper 12 umfasst einen Fluiddurchgang bzw. Öldurchgang 13, der sich zwischen dem ersten Bolzen 31 und dem zweiten Bolzen 32 entlang der Z-Achse erstreckt. Der Fluiddurchgang 13 erstreckt sich entlang einer imaginären Linie (in der Z-Achsenrichtung), welche einen Punkt, der im Wesentlichen an der Mitte, in der Umfangsrichtung, des Einlassanschlusses 121 liegt, und einen Punkt, der im Wesentlichen an der Mitte eines Auslassanschlusses 122 in der Umfangsrichtung liegt, verbindet.
Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 ist in der negativen X-Achsenseitenoberfläche (Gleitkontaktfläche) 120 des hinteren Körpers 12 ausgebildet (wie in 15 und 18 gezeigt). Diese Hochdruck-Einleitungsnut 300 ist in einem Bereich der negativen X-Achsenseitenoberfläche 120 ausgebildet, der immer mit dem Nockenring 4 in Gleitkontakt ist, und mit dem Auslassanschluss 122 verbunden. Somit leitet die Hochdruck-Einleitungsnut 300 den Auslassdruck in die Gleitkontakt-Zwischenzone zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12. Der Auslassdruck wird den Gleitkontaktflächen zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12 im Wesentlichen über die gesamte Umfangslänge zugeführt und vereinheitlicht somit den Druck, der auf die Gleitkontaktflächen wirkt.
Die Einlassanschlusse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122 sind jeweils in die Gleitkontaktfläche 61, welche die Seitenfläche der Druckplatte 6 auf der positiven X-Achsenseite ist und welche in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist, bzw. die Gleitkontaktfläche 120, welche die Seitenfläche des hinteren Körpers 12 auf der negativen X-Achsenseite ist und welche in Gleitkontakt mit dem Rotor 3 ist, geöffnet. Die Einlass- und Auslassanschlusse 61, 121, 62 und 122 dienen dazu, das Betriebfluid (151) zu der zwischen dem Rotor 3 und dem Nockenring 4 ausgebildeten Pumpenkammer B zuzuführen oder aus dieser abzulassen (vgl. 2).
Der Adapterring 5 weist die Innenbohrung auf, die wie eine Ellipse geformt ist, die eine Hauptachse entlang der Y-Achse und eine Nebenachse entlang der Z-Achse aufweist. Der Adapterring 5 ist auf der radialen Außenseite von der Umfangswand des vorderen Körpers 11 umgeben und der Adapterring 5 nimmt darin den Nockenring 4 auf. Der Adapterring 5 ist in die Umfangswand des vorderen Körpers 11 eingepasst, so dass der Adapterring 5 in Bezug auf den vorderen Körper 11 nicht drehen kann. Der Adapterring 5 wird im Pumpenbetrieb feststehend im vorderen Körper 11 gehalten. Der Adapterring 5 kann als eine Umfangswand dienen, die den Nockenring 4 umgibt und die ersten und zweiten Druckkammern A1 und A2 definiert.
Der kreisförmige Nockenring 4 ist ein ringförmiges Element, das wie ein Kreis geformt ist und dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich der Nebenachse des Adapterrings 5 ist. Der kreisförmige Nockenring 4 wird in der elliptischen Bohrung des Adapterrings 5 aufgenommen und die Fluiddruckkammer A wird zwischen dem Außenumfang des Nockenrings 4 und dem Innenumfang des Adapterrings 5 ausgebildet. Der Nockenring 4 kann im Adapterring 5 in der Y-Achsenrichtung schwingen.
Das erste Dichtelement 50 und der Stift 40 (Positionierungsstift oder Drehpunktstift) liegen jeweils in einem positiven Z-Achsenendbereich (oberer Endbereich) und einem negativen Z-Achsenendbereich (unterer Endbereich) in der Innenumfangsfläche 53 des Adapterrings 5. Der positive Z-Achsenendbereich (oberer Endbereich) und der negative Z-Achsenendbereich (unterer Endbereich) in der Innenumfangsfläche 53 des Adapterrings 5 sind zwei Bereiche, die diametral entgegengesetzt zueinander entlang der Z-Achse über der Mittelachse O der Antriebswelle 2 liegen. Durch den Stift 40 und das erste Dichtelement 50 wird die Fluiddruckkammer A zwischen der Außenumfangsfläche des Nockenrings 4 und der Innenumfangsfläche 53 des Adapterrings 5 in die erste Fluiddruckkammer A1 auf der negativen Y-Achsenseite (linke Seite in 16) und die zweite Fluiddruckkammer A2 auf der positiven Y-Achsenseite (rechte Seite in 16) geteilt.
Der Rotor 3 wird, wie in 16 gezeigt, in dem Nockenring 4 aufgenommen und axial zwischen der Gleitkontaktfläche 61 der Druckplatte 6 und der Gleitkontaktfläche 120 des hinteren Körpers 12 begrenzt, welche flache Oberflächen sind, die sich axial gegenüberliegen, wie in 15 gezeigt. Der Außendurchmesser des Rotors 3 ist kleiner als der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4. Der Rotor 3 mit dem kleineren Außendurchmesser wird somit in dem Nockenring 4 mit dem größeren Innendurchmesser aufgenommen. Der Rotor 3 ist so ausgelegt, dass der Außenumfang des Rotors 3 nicht auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 anliegt, auch wenn der Nockenring 4 schwingt, und der Rotor 3 und der Nockenring 4 bewegen sich relativ zueinander.
Wenn sich der Nockenring 4 an der Position befindet, in welcher der Nockenring 4 maximal zur positiven Y-Achsenseite schwingt, ist der Abstand (oder die Trennung) L zwischen der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 und der Außenumfangsfläche des Rotors 3 auf der negativen Y-Achsenseite am größten. Wenn sich der Nockenring 4 an der Position befindet, in welcher der Nockenring 4 maximal zur negativen Y-Achsenseite schwingt, ist der Abstand (oder die Trennung) L zwischen der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 und der Außenumfangsfläche des Rotors 3 auf der positiven Y-Achsenseite am größten.
Die radiale Länge jedes Flügels 32 ist größer als der maximale Wert des Abstands L zwischen der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 und der Außenumfangsfläche des Rotors 3. Dementsprechend verbleibt jeder Flügel 32, ungeachtet von Veränderungen in der relativen Position zwischen dem Nockenring 4 und dem Rotor 3, in dem Zustand, in dem der radial innere Bereich des Flügels 32 in dem entsprechenden Schlitz 31 des Rotors 3 aufgenommen wird, und der radial äußere Bereich des Flügels 32 steht von dem Schlitz 31 vor und liegt auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 an. Jeder Flügel 32 nimmt immer den Gegendruck in der entsprechenden Gegendruckkammer 33 auf und liegt auf der Innenumfangsfläche 41 des Nockenrings 4 flüssigkeitsdicht an.
Deshalb definieren zwei aneinandergrenzende Flügel 32 in dem ringförmigen Raum zwischen Nockenring 4 und Rotor 3 eine Pumpenkammer B, die immer flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Wenn der Rotor 3 und der Nockenring 4 durch die Schwingbewegung im exzentrischen Zustand sind, verändert sich das Volumen jeder Pumpenkammer B mit der Drehung des Rotors 3.
Durch die Volumenveränderung jeder Pumpenkammer B wird Betriebsfluid durch die Einlassanschlüsse 62 und 121 und die Auslassanschlüsse 63 und 122, die entlang des Außenumfangs des Rotors 3 ausgebildet sind, in die Druckplatte 6 und den hinteren Körper 12 zugeführt oder zurückgeführt.
Der Adapterring 5 ist mit einem radialen Durchgangsloch 51 ausgebildet, das sich zur positiven Y-Achsenseite (zur rechten Seite in 16) öffnet. Der vordere Körper 11 ist mit einem Stopfeneinführloch 114 auf der positiven Y-Achsenseite ausgebildet. Ein Stopfenelement 200, das wie eine Schale mit einem Boden geformt ist, wird in das Stopfeneinführloch 114 des vorderen Körpers 11 eingesetzt und angeordnet, um die Innenseite der Flügelpumpe 1 mit dem vorderen Körper 11 und dem hinteren Körper 12 flüssigkeitsdicht abzudichten.
Die oben genannte Feder 201 wird in dem Stopfenelement 200 aufgenommen, so dass die Feder 201 sich in der Y-Achsenrichtung ausdehnen und kürzen kann. Die Feder 201 erstreckt sich durch das radiale Durchgangsloch 51 des Adapterrings 5 und liegt auf dem Nockenring 4 an. Diese Feder 201 drängt den Nockenring 4 in der negativen Y-Achsenrichtung in Richtung zu der Schwingposition, in welcher die Exzentrizität am größten ist.
In diesem Beispiel wird die Öffnung des radialen Durchgangslochs 51 des Adapterrings 5 als ein Anschlag zum Begrenzen der Schwingbewegung des Nockenrings 4 in der positiven Y-Achsenrichtung verwendet. Jedoch ist es auch möglich, das Stopfenelement 200 als Anschlag zu nutzen. In diesem Fall erstreckt sich das als Anschlag dienende Stopfenelement 200 durch das radiale Durchgangsloch 51 und steht in die radiale Innenseite des Adapterrings 5 vor.
Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Öl zur ersten und zweiten Druckkammer
Das Druckkammer-Verbindungsloch 52 ist in dem positiven X-Achsenseitenbereich (oder oberen Bereich) des Adapterrings 5 an einer Position auf der negativen Y-Achsenseite des ersten Dichtelements 50 ausgebildet (auf der linken Seite des Dichtelements 50 in 16). Dieses Verbindungsloch 52 ist über den im vorderen Körper 11 ausgebildeten Fluiddurchgang bzw. Öldurchgang 113 mit dem Steuerventil 7 (als einem Hauptbestandteil der Drucksteuereinrichtung) verbunden. Dieses Verbindungsloch 52 verbindet die erste Druckkammer A1 auf der negativen Y-Achsenseite (auf der linken Seite in 16) mit dem Steuerventil 7.
Der Einlassdruck und der Auslassdruck der Flügelpumpe 1 werden zum Steuerventil 7 geführt, das angeordnet ist, um einen in die erste Druckkammer A1 eingeleiteten Fluiddruck zu verändern. In der negativen X-Achsenseitenfläche (Gleitkontaktfläche) 120 des hinteren Körpers 12 ist eine Einlassdruck-Einleitungsnut 123 (wie in 18 gezeigt) ausgebildet, um den Einlassdruck immer in die zweite Druckkammer A2 einzuleiten.
Dadurch wird der Nockenring 4 in der Druckkammer A durch den Druck in der ersten Kammer A1, die auf der negativen Y-Achsenseite liegt, in die positive Y-Achsenrichtung gedrängt, und durch den Druck in der zweiten Druckkammer A2, die auf der positiven Y-Achsenseite liegt, in die negative Y-Achsenrichtung gedrängt.
Schwingbewegung des Nockenrings
Wenn eine Drängkraft F1 in der positiven Y-Achsenrichtung, welche der Nockenring 4 von dem Öldruck P1 in der ersten Druckkammer A1 empfängt, größer ist als eine Summe F2 in der negativen Y-Achsenrichtung einer Drängkraft aufgrund des Öldrucks P2 in der zweiten Druckkammer A2 und einer Drängkraft der Feder 201, dann schwingt der Nockenring 4 um den Stift 40 in der positiven Y-Achsenrichtung in Richtung zur Feder 201. Durch diese Schwingbewegung des Nockenrings 4 wird das Volumen einer Pumpenkammer By+ auf der positiven Y-Achsenseite vergrößert und das Volumen einer Pumpenkammer By– auf der negativen Y-Achsenseite wird verringert (vgl. 16).
Wenn das Volumen der Pumpenkammer By– auf der negativen Y-Achsenseite abnimmt, verringert sich die Menge an Öl, die pro Zeiteinheit von den Einlassanschlüssen 62 und 121 zu den Auslassanschlüssen 63 und 122 zugeführt wird, und somit nimmt der Auslassdruck ab. Dementsprechend verringert sich der Druck P1 in der ersten Druckkammer A1, in welche der Auslassdruck eingeleitet wird. Wenn der Druck P1 in der ersten Druckkammer A1 auf ein so niedriges Niveau abfällt, dass er der gesamten Drängkraft F2 in der negativen Y-Achsenrichtung durch den Druck in der zweiten Druckkammer A1 und der Feder 201 nicht mehr widerstehen kann, dann schwingt der Nockenring 4 um die Achse des Stifts 40 in der negativen Y-Achsenrichtung (vgl. 17).
Die entgegengesetzten Drängkräfte F1 und F2 in der positiven und negativen Y-Achsenrichtung werden ungefähr gleich, und der Nockenring 4 kommt im ausgeglichenen Zustand der entgegengesetzten Drängkräfte entlang der Y-Achse zur Ruhe. Wenn der Auslassdruck weiter abnimmt, schwingt der Nockenring 4 weiter in der negativen Y-Achsenrichtung zur (koaxialen) Position, an der die Achse des Nockenrings 4 mit der Achse des Rotors 3 übereinstimmt. An dieser (koaxialen) Position werden die Volumen der Pumpenkammern By+ und By– auf der positiven Y-Achsenseite und der negativen Y-Achsenseite gleich und somit wird der Auslassdruck gleich dem Einlassdruck (Einlassdruck = Auslassdruck = 0).
Deshalb wird der Druck P1 in der ersten Druckkammer A1 gleich einem minimalen Wert (0) und der Nockenring 4 wird von der Drängkraft F der Feder 201 in die negative Y-Achsenrichtung gedrängt. Auf diese Weise wird die Exzentrizität des Nockenrings 4 eingestellt, um so eine Druckdifferenz auf beiden Seiten einer Auslassöffnung konstant zu halten.
Einzelheiten der Hochdruck-Einleitungsnut
18 ist eine Vorderansicht, welche die negative Y-Achsenseite des hinteren Körpers 12 zeigt. Ein Bereich D, der von einer durchbrochenen Linie umgeben ist, ist ein Gleitbereich der Gleitbewegung des Nockenrings 4. Wie oben erwähnt, ist die negative X-Achsenseitenfläche (Gleitkontaktfläche) 120 des hinteren Körpers 12 mit der Hochdruck-Einleitungsnut 300 ausgebildet, um den Druck, der auf die Gleitkontaktfläche wirkt, einheitlich zu halten. Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 wird einstückig im hinteren Körper 12 gleichzeitig mit der Ausbildung des hinteren Körpers 12 durch ein Herstellungsverfahren wie Aluminium-Druckgießen ausgebildet, um die Anzahl der Herstellungsschritte zu verringern.
Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 dieses Beispiels umfasst eine erste Nut 310 auf der positiven Y-Achsenseite der Mittelachse O und eine zweite Nut 320 mit einem Segment auf der negativen Y-Achsenseite der Mittelachse O. Jeder der ersten und zweiten Nuten 310 und 320 erstreckt sich vom Auslassanschluss 122 zu einem Nutbereich, der auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 ausgebildet ist. Der Einlassanschluss 121 ist fast vollständig von den ersten und zweiten Nuten 310 und 320 umgeben. Um einen hohen Druck sicher in die Gleitkontakt-Zwischenzone zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12 zuzuführen, ist die Hochdruck-Einleitungsnut 300 innerhalb des Gleitkontaktbereichs D ausgebildet, und jede der ersten und zweiten Nuten 310 und 320 ist in der Form eines Kreisbogens um die Mittelachse O gebogen.
Der Einlassanschluss 121 und der Auslassanschluss 122 dieses Beispiels sind wie ein Kreisbogen geformt und erstrecken sich so, dass sie Bögen des gleichen Kreises um die Mittelachse O des Mittellochs, das die Antriebswelle 2 aufnimmt, beschreiben. Der radiale Abstand des Einlassanschlusses 121 von der Mittelachse O ist gleich dem radialen Abstand des Auslassanschlusses 122 von der Mittelachse O. Deshalb würde die Hochdruck-Einleitungsnut 300, wenn sie sich in Umfangsrichtung am radialen Abstand des Auslassanschlusses 122 in Richtung zum Einlassanschluss 121 erstrecken würde, dem Einlassanschluss 121 so nahe kommen, dass ein Entweichen des in die Hochdrucknut 300 eingeleiteten Auslassdrucks in den Einlassanschluss 121 möglich ist.
Um ein solches Entweichen zu vermeiden, umfasst die erste Nut 310 dieses Beispiels ein erstes Nutsegment 311, das den Einlassanschluss 121 in der radialen Richtung überlappt, ein zweites Nutsegment 312, das das erste Nutsegment 311 mit dem Auslassanschluss 122 verbindet, und einen Stufenbereich 313, durch den das erste Nutsegment 311 und das zweite Nutsegment 312 verbunden sind. Das erste Nutsegment 311 hat die Form eines Bogens eines größeren Kreises und das zweite Nutsegment 312 hat die Form eines Bogens eines kleineren Kreises, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des größeren Kreises des ersten Nutsegments 311.
Auch wenn das zweite Nutsegment 312 an der radialen Position des Auslassanschlusses 122 liegt, ist das erste Nutsegment 311 radial vom Einlassanschluss 121 durch einen ausreichenden radialen Abstand getrennt, um das Entweichen des Auslassdrucks in den Einlassanschluss 121 zu begrenzen.
Einheitliche Verformung und Einschränkung des einseitigen Verschleißes
19 ist ein Ansicht zur Erläuterung einer Verformungsverteilung in der negativen X-Achsenseitenfläche 120 des hinteren Körpers 12 im Pumpenantriebsbetrieb. Wie in 18 wird der Gleitkontaktbereich D mit dem Nockenring 4 durch eine durchbrochene Linie dargestellt. Ein schattierter Bereich ist ein Bereich, in dem die Verformung in der X-Achsenrichtung einheitlich ist.
Der Auslassdruck der Flügelpumpe 1 wird vom Auslassanschluss 122 in die Hochdruck-Einleitungsnut 300 eingeleitet. Die ersten und zweiten Nuten 310 und 320 der Hochdruck-Einleitungsnut 300 sind so angeordnet, dass der Auslassdruck fast über den gesamten Umfang wirkt, einschließlich des Bereichs auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121. Außerdem ist die Gegendruck-Einleitungsnut 130 zum Zuführen des Auslassdrucks zu den Gegendruckkammern 33 des Rotors 3 vom Einlassanschluss 121 und Auslassanschluss 122 umgeben. Somit wirkt der Auslassdruck sowohl auf die radiale Außenseite als auch die radiale Innenseite des Einlassanschlusses 121.
Dadurch wirkt der Auslassdruck in der negativen X-Achsenseitenfläche 120 des hinteren Körpers 12 fast einheitlich über den gesamten Umfang sowohl an der radialen Position eines imaginären kleineren Kreises, der von den Einlass- und Auslassanschlüssen 121 und 122 umgeben ist, als auch an der radialen Position eines imaginären größeren Kreises, der die Einlass- und Auslassanschlüsse 121 und 122 umgibt, so dass die Verformung in der positiven X-Achsenrichtung einheitlich ist. Dadurch wird der Bereich D, der mit dem Nockenring 4 in Gleitkontakt ist, einheitlich über den gesamten Umfang in der positiven X-Achsenrichtung verformt.
Dadurch ist die Verformung entlang der X-Achse des Gleitkontaktbereichs D über den gesamten Bereich einheitlich und der Gleitkontaktbereich D wird flach gehalten, auch wenn der Auslassdruck durch den Antriebsbetrieb der Pumpe auf der negativen X-Achsenseite des hinteren Körpers 12 aufgebracht wird. Dadurch liegt der Nockenring 4 einheitlich auf dem hinteren Körper 12 und symmetrisch um die Mittelachse O derart an, dass ein uneinheitlicher oder asymmetrischer Verschleiß verhindert wird.
Die Einleitung des Auslassdrucks in die Gleitkontakt-Zwischenzone zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12 ist auch wirksam, um die Schmierung zu verbessern und somit den uneinheitlichen Verschleiß weiter zu verhindern. Der hohe Druck, der in die Hochdruck-Einleitungsnut 300 eingeleitet wird, dient dazu, eine Verformung des hinteren Körpers 12 durch Verursachen einer Reaktionskraft am Nockenring 4 zu begrenzen. Dementsprechend kann die Hochdruck-Einleitungsnut 300, die in Übereinstimmung mit der Form des Nockenrings 4 geformt ist, die Verformung des hinteren Körpers 12 begrenzen.
Vergleich zwischen Vergleichsbeispiel und viertem Ausführungsbeispiel
20 zeigt eine Verformungsverteilung in einer negativen X-Achsenseitenfläche 120' eines hinteren Körpers 12' gemäß einem Vergleichsbeispiel der früheren Technologie. Ein schattierter Bereich ist ein Bereich, in dem die Verformung einheitlich ist. In diesem Vergleichsbeispiel ist auch eine Hochdruck-Einleitungsnut 300' in einem Bereich zwischen einem Einlassanschluss 121' und einem Auslassanschluss 122' ausgebildet und angeordnet, um den Auslassdruck zur Pumpe zu leiten.
Jedoch erstreckt sich die Hochdruck-Einleitungsnut 300' nicht in die radiale Außenseite des Einlassanschlusses 121', so dass die Verformung in dem Gleitkontaktbereich D' mit einem Nockenring 4 nicht einheitlich ist. Dadurch können aufgrund der Verformung Unregelmäßigkeiten in dem Gleitkontaktbereich D' gebildet werden, was einen uneinheitlichen Verschleiß zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 verursacht.
Im Gegensatz dazu erstreckt sich die Hochdruck-Einleitungsnut 300 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel von einem Bereich auf der radialen Außenseite des Auslassanschlusses 122 zu einem Bereich auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 und bedeckt den Einlassanschluss fast. Auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 erstreckt sich die Hochdruck-Einleitungsnut 300 durch eine imaginäre Medianebene, welche die Mittelachse enthält, wobei sie sich parallel zur Z-Achse erstreckt und den Einlassanschluss in im Wesentlichen gleiche linke und rechte Hälften von einer Seite (rechte Seite in 19) der Medianebene zur anderen Seite (linke Seite in 19) teilt. Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 erstreckt sich in Umfangsrichtung entlang des Einlassanschlusses 121 auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses und bedeckt somit einen großen Teil des Einlassanschlusses, der eine Umfangslänge aufweist, die größer als eine Hälfte der gesamten Umfangslänge des Einlassanschlusses 121 ist.
Die so aufgebaute Hochdruck-Einleitungsnut 300 kann die Verformung in der positiven X-Achsenrichtung über den gesamten Umfang des Gleitbereichs D des hinteren Körpers 12, der die Gleitkontaktfläche mit dem Nockenring 4 darstellt, einheitlich gestalten und den Gleitbereich im Wesentlich flach halten. Deshalb kann, zusätzlich zu den Wirkungen (1) bis (12) des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels, die Flügelpumpe den Nockenring 4 veranlassen, einheitlich um den Umfang auf dem hinteren Körper 12 anzuliegen und somit einen unerwünschten unregelmäßigen Verschleiß beschränken. Außerdem dient die Einleitung des Auslassdrucks zur Gleitkontaktfläche zwischen dem Nockenring 4 und dem hinteren Körper 12 dazu, die Schmierung zu verbessern und den unregelmäßigen Verschleiß weiter zu beschränken.
Weiterhin ist die Hochdruck-Einleitungsnut 300 mit den Auslassanschlüssen 63, 122 verbunden. Dadurch ist es möglich, einen hohen Druck (Auslassdruck) in die Hochdruck-Einleitungsnut 300 einzuleiten.
21, 22 und 23 zeigen Variationen des vierten Ausführungsbeispiels.
Erste Variation 4-1 des vierten Ausführungsbeispiels In einem in 21 gezeigten Beispiel wird das erste Nutsegment 311, das den Einlassanschluss 121 in der radialen Richtung überlappt, weggelassen. Die erste Nut 310 in diesem Beispiel umfasst nur das (zweite) Nutsegment 312, das sich vom Auslassanschluss 122 in Umfangsrichtung erstreckt. Die Hochdruck-Einleitungsnut 300 umfasst ferner die zweite Nut 320, die sich in den Ausschnittsbereich erstreckt, in dem der Einlassanschluss 121 begrenzt ist, und den Einlassanschluss 121 auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121 überlappt. Dadurch kann die Hochdruck-Einleitungsnut 300 dieses Beispiels ebenfalls den Auslassdruck fast über den gesamten Gleitbereich D einleiten, wie bei der in 18 gezeigten Hochdruck-Einleitungsnut 300.
Zweite Variation 4-2 des vierten Ausführungsbeispiels In einem in 22 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine dritte Druckeinleitungsnut 330 auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 122 vorgesehen. Die dritte Druckeinleitungsnut 330 ist so angeordnet, dass ein Zwischendruck, der zwischen dem Auslassdruck und dem Einlassdruck liegt, in die dritte Druckeinleitungsnut 330 eingeleitet wird. Die dritte Druckeinleitungsnut 330 (die als eine Einleitungsnut für einen niedrigeren Druck oder Zwischendruck dient) steht nicht mit dem Auslassanschluss 122 in Verbindung. Wenn der Auslassdruck hoch wird, führt die Aufbringung des Auslassdrucks zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12 durch die Hochdruck-Einleitungsnut 300 möglicherweise dazu, dass der Nockenring 4 und der hintere Körper 12 voneinander getrennt werden, und die Möglichkeit eines Entweichens des Auslassdrucks steigt. Die dritte Druckeinleitungsnut 330, die den Zwischendruck aufnimmt, dient dazu, die Möglichkeit des Entweichens zu verringern. In dem Beispiel der 22 überlappt weder die erste Nut 310 noch die zweite Nut 320 der Hochdruck-Einleitungsnut 300 den Einlassanschluss 121 in der radialen Richtung.
Dritte Variation 4-3 des vierten Ausführungsbeispiels In einem in 23 gezeigten Beispiel ist eine dritte Druckeinleitungsnut 330' vorgesehen, die auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 122 liegt und mit dem Einlassanschluss 121 verbunden ist. Der Einlassdruck wird in diese dritte Druckeinleitungsnut 330' eingeleitet und die Flügelpumpe kann ein Entweichen verhindern, auch wenn der Auslassdruck weiter über den Wert der zweiten Variation 4-2 hinaus erhöht wird.
Diese drei Variationen können die Wirkungen des vierten Ausführungsbeispiels bereitstellen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
24 und 26 (26A, 26B) zeigen eine verstellbare Flügelpumpe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau ist der gleiche wie der des vierten Ausführungsbeispiels. Während die Hochdruck-Einleitungsnut 300 des vierten Ausführungsbeispiels in der negativen X-Achsenseitenfläche 120 des hinteren Körpers 12 ausgebildet ist, umfasst die Flügelpumpe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eine Hochdruck-Einleitungsnut 400, die in der positiven X-Achsenseitenfläche 61 der Druckplatte 6 ausgebildet ist.
Vorderansicht der Druckplatte
24 ist eine Vorderansicht, welche die positive X-Achsenseite der Druckplatte 6 des fünften Ausführungsbeispiels zeigt. Die Hochdruck-Einleitungsnut 400 ist in der positiven X-Achsenseitenfläche 61 der Druckplatte 6 ausgebildet. Wie die Hochdruck-Einleitungsnut 300 des hinteren Körpers 12 im vierten Ausführungsbeispiel umfasst die Hochdruck-Einleitungsnut 400 des fünften Ausführungsbeispiels eine erste Nut 410 auf der positiven Y-Achsenseite der Mittelachse O und eine zweite Nut 420 mit einem Segment auf der negativen Y-Achsenseite der Mittelachse O. Die erste und zweite Nut 410 und 420 erstrecken sich in entgegengesetzter Umfangsrichtung (im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, wie in 24 gezeigt) in einen äußeren Bogenbereich, der ein Teil eines umgebenden ringförmigen Bereichs ist, der einen Innenbereich, in dem der Einlassanschluss 121 ausgebildet ist, umgibt, und der von zwei Radien, zwischen denen der Einlassanschluss 121 eingegrenzt ist, begrenzt wird, so dass sich die erste Nut 410 wie auch die zweite Nut 420 in Umfangsrichtung um die Mittelachse erstreckt, entlang des Einlassanschlusses 121 auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 121, so dass die Umfangslänge des Einlassanschlusses 121 fast vollständig von der ersten und zweiten Nut 410 und 420 bedeckt ist. Um einen hohen Druck sicher in die Gleitkontakt-Zwischenzone zwischen Nockenring 4 und Druckplatte 6 zuzuführen, ist die Hochdruck-Einleitungsnut 400 innerhalb des Gleitkontaktbereichs D ausgebildet und jede der ersten und zweiten Nuten 410 und 420 ist in der Form eines Kreisbogens um die Mittelachse O in Übereinstimmung mit der Form des kreisförmigen Nockenrings 4 gekrümmt.
Wie die erste Nut 310 in 18 umfasst die erste Nut 410 der 24 ein erstes Nutsegment 411, das den Einlassanschluss 62 in der radialen Richtung überlappt, ein zweites Nutsegment 412, welches das erste Nutsegment 411 mit dem Auslassanschluss 63 verbindet, und einen Stufenbereich 413, durch den das erste Nutsegment 411 und das zweite Nutsegment 412 verbunden sind. Das erste Nutsegment 411 hat die Form eines Bogens eines größeren Kreises und das zweite Nutsegment 412 hat die Form eines Bogens eines kleineren Kreises, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des größeren Kreises des ersten Nutsegments 411. Somit ist das erste Nutsegment 412 durch einen ausreichenden radialen Abstand radial vom Einlassanschluss 121 getrennt, um das Entweichen des Auslassdrucks in den Einlassanschluss 62 zu begrenzen.
Einheitliche Verformung und Einschränkung des einseitigen Verschleißes
25A und 25B zeigen eine Verformungsverteilung in einer Druckplatte 6' eines Vergleichsbeispiels, jeweils in der Form einer Vorderansicht von der positiven X-Achsenseite und einer Seitenansicht in der Y-Achsenrichtung. 26A und 26B zeigen eine Verformungsverteilung in der Druckplatte 6 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, jeweils in der Form einer Vorderansicht von der positiven X-Achsenseite und einer Seitenansicht in der Y-Achsenrichtung.
Im Falle des in 25A und 25B gezeigten Vergleichsbeispiels wirkt der Einlassdruck vom Einlassanschluss 62' auf die positive Z-Achsenseite (obere Seite) der Druckplatte 6' und der Auslassdruck vom Auslassanschluss 63' wirkt auf die negative Z-Achsenseite (untere Seite) der Druckplatte 6'.
Dadurch unterscheidet sich der auf die positive Z-Achsenseite aufgebrachte Druck von dem auf die negative Z-Achsenseite aufgebrachten Druck und die Verformung der Druckplatte 6' wird zwischen der positiven Z-Achsenseite und der negativen Z-Achsenseite uneinheitlich. Folglich tritt in dem Gleitkontaktbereich D der Druckplatte 6' eine Uneinheitlichkeit, wie Vorsprünge und Vertiefungen, auf, was zu einem unregelmäßigen Verschleiß der Druckplatte 6' und des Nockenrings 4 führt.
Im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel dient die in der Druckplatte 6 ausgebildete Hochdruck-Einleitungsnut 400 dazu, die Verformung durch Aufbringung des Auslassdrucks fast einheitlich um die Mittelachse auf die Druckplatte 6 einheitlich zu gestalten. Folglich wird die Gleitkontaktfläche D der Druckplatte 6 mit dem Nockenring 4 in der positiven X-Achsenrichtung einheitlich um die Mittelachse verformt, und der Nockenring 4 liegt einheitlich auf der Druckplatte 6 an. Somit kann die Flügelpumpe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel einen uneinheitlichen Verschleiß vermeiden.
27 zeigt eine Variation des fünften Ausführungsbeispiels Variation 5-1 des fünften Ausführungsbeispiels In einem in 27 gezeigten Beispiel wird das erste Nutsegment 411, das den Einlassanschluss 62 in der radialen Richtung überlappt, weggelassen. Die erste Nut 410 in diesem Beispiel umfasst nur das (zweite) Nutsegment 412, das sich vom Auslassanschluss 63 in Umfangsrichtung erstreckt. Die Hochdruck-Einleitungsnut 400 umfasst ferner die zweite Nut 420, die sich in den Ausschnittsbereich erstreckt, in dem der Einlassanschluss 62 begrenzt ist, und den Einlassanschluss 62 auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses 62 überlappt. Dadurch kann die Hochdruck-Einleitungsnut 400 dieses Beispiels ebenfalls den Auslassdruck fast über den gesamten Gleitbereich D einleiten, wie bei der in 18 gezeigten Hochdruck-Einleitungsnut 300.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Die 28 zeigt eine verstellbare Flügelpumpe gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau ist der gleiche wie der des vierten Ausführungsbeispiels. Im sechsten Ausführungsbeispiel ist eine Hochdruck-Einleitungsnut 500 direkt im Nockenring 4 (in zumindest einer der positiven und negativen X-Achsenseiten des Nockenrings 4) ausgebildet. Im sechsten Ausführungsbeispiel ist die Hochdruck-Einleitungsnut 500 so ausgebildet, dass sie sich um die Mittelachse fast über den gesamten Umfang von 360° erstreckt, und so angeordnet, dass der Auslassdruck in die Hochdruck-Einleitungsnut 500 eingeleitet wird. In diesem Beispiel ist der Winkelabstand von einem Ende der Hochdruck-Einleitungsnut 500 zum anderen Ende entlang der bogenförmigen Nut 500 größer als 270° und kleiner als 360°.
Diese Hochdruck-Einleitungsnut 500 kann den Auslassdruck immer in die Gleitkontaktfläche zwischen Nockenring 4 und hinterem Körper 12 oder in die Gleitkontaktfläche zwischen Nockenring 4 und Druckplatte 6 einleiten. Dadurch kann die im Nockenring 4 ausgebildete Hochdruck-Einleitungsnut (oder -nuten) 500 die Verformung in den Gleitkontaktflächen vereinheitlichen und die gleichen Wirkungen wie das vierte oder fünfte Ausführungsbeispiel bereitstellen.
Variation des sechsten Ausführungsbeispiels
29 zeigt eine Variation des sechsten Ausführungsbeispiels, bei dem sich die Form der Hochdruck-Einleitungsnut 500 von der in 28 gezeigten unterscheidet. Die Hochdruck-Einleitungsnut 500 der 29 umfasst einen Bereich 501 zur Aufrechterhaltung der Verbindung mit dem Auslassanschluss 122 während des Gleitkontaktbetriebs. Dieser Bereich 501 steht von einem Hauptbogen-Nutsegment radial nach innen vor.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Viele Modifikationen und Variationen sind weiterhin innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich. Die Gegendruckkammern 33 an den radial inneren Enden der radialen Schlitze 31 des Rotors 3 können so angeordnet sein, dass der Auslassdruck Pout zu den Gegendruckkammern 33 zugeführt wird. Alternativ können die Gegendruckkammern 33 so angeordnet sein, dass der Einlassdruck Pin zu den Gegendruckkammern 33 geführt wird. Im ersten bis dritten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 65, 124, 66 und 125 sowohl in der Druckplatte 6 als auch im hinteren Körper 12 ausgebildet. Jedoch können die ersten und zweiten Nuten auch nur in der Druckplatte 6 oder dem hinteren Körper 12 ausgebildet sein.
Gemäß einem gattungsgemäßen Aspekt aller dargestellten Ausführungsbeispiele und Variationen, die in 1 bis 29 gezeigt sind, umfasst eine verstellbare Flügelpumpe:

(i) eine Antriebswelle, die auf einer Mittelachse der Flügelpumpe dreht;
(ii) einen Rotor, der auf der Antriebswelle befestigt ist, so dass der Rotor von der Antriebswelle angetrieben wird, wobei der Rotor mit einer Vielzahl von radialen Schlitzen ausgebildet ist, die sich in einen Außenumfang des Rotors öffnen und die mit einer Vielzahl von Flügel versehen sind, von denen jeder gleitfähig in einem der Schlitze aufgenommen ist;
(iii) einen ringförmigen Nockenring, der den Rotor drehbar darin aufnimmt, wobei der Nockenring angeordnet ist, um in einer ersten Richtung um eine Schwingachse zu schwingen, die sich entlang der Mittelachse erstreckt und von der Mittelachse in einer zweiten Richtung beabstandet ist, und um eine Vielzahl von Pumpenkammern mit den Flügeln zwischen dem Rotor und dem Nockenring zu definieren; und
(iv) ein Pumpengehäuse, das den Nockenring und den Rotor umgibt. Das Pumpengehäuse umfasst
(iv-a) eine Umfangswand, die den Nockenring umgibt, mit einer Innenbohrung, in welcher der Nockenring auf der Schwingachse schwingen kann, und die erste und zweite Druckkammern definiert, die zwischen der Umfangswand und dem Nockenring ausgebildet sind, und die jeweils auf ersten und zweiten Seiten liegen, die sich in der ersten Richtung über der Mittelachse gegenüberliegen, so dass ein erster Fluiddruck in der ersten Druckkammer wirkt, um den Nockenring zu zwingen, in Richtung zur zweiten Seite in der ersten Richtung zu schwingen, und ein zweiter Fluiddruck in der zweiten Druckkammer wirkt, um den Nockenring zu zwingen, in Richtung zur ersten Seite in der ersten Richtung zu schwingen; und
(iv-b) erste und zweite axiale Seitenwände, die auf beiden Seiten des Nockenrings angeordnet sind, so dass der Nockenring axial zwischen den ersten und zweiten axialen Seitenwänden liegt. Das Pumpengehäuse umfasst ferner einen Einlassanschluss, der in der ersten und/oder zweiten Seitenwand ausgebildet und angeordnet ist, um ein Betriebsfluid in die Pumpenkammern einzulassen; einen Auslassanschluss, der in der ersten und/oder zweiten Seitenwand ausgebildet und angeordnet ist, um das Betriebfluid aus den Pumpenkammern abzulassen; und eine Druckeinleitungsnut, die in einer Gleitkontaktfläche zwischen dem Nockenring und der ersten oder zweiten Seitenwand ausgebildet ist. Die erste Richtung kann eine Richtung entlang einer ersten imaginären Achse (wie die Y-Achse) sein, die senkrecht zur Mittelachse ist, und die zweite Richtung kann eine Richtung entlang einer zweiten imaginären Achse (wie die Z-Achse) sein, die senkrecht zur ersten imaginären Achse (Y-Achse) und zur Mittelachse der Antriebswelle ist.

Die oben genannte verstellbare Flügelpumpe gemäß dem allgemeinen Aspekt kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen, die gattungsgemäß für alle dargestellten Ausführungsbeispiele und Variationen sind. Die Druckeinleitungsnut umfasst ein Nutsegment, das auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses ausgebildet ist, wobei es vom Einlassanschluss durch ein dazwischenliegenden Bereich der Gleitkontaktfläche getrennt ist, die sich in Umfangsrichtung zwischen dem Einlassanschluss und dem Nutsegment der Druckeinleitungsnut erstreckt. Das Nutsegment der Druckeinleitungsnut kann wie ein Kreisbogen gekrümmt sein und kann sich in Umfangsrichtung um die Mittelachse erstrecken, entlang des Einlassanschlusses, der ebenfalls wie ein Kreisbogen gekrümmt sein kann und sich in Umfangsrichtung um die Mittelachse erstrecken kann. Der dazwischenliegende Bereich der Gleitkontaktfläche kann sich in Umfangsrichtung um die Mittelachse zwischen dem Nutsegment und dem Einlassanschluss erstrecken.
In allen dargestellten Ausführungsbeispielen und Variationen ist der Auslassanschluss zwischen der durch den Stift 40 definierten imaginären Schwingachse und der durch die Antriebswelle 2 definierten Mittelachse ausgebildet. Der Einlassanschluss ist an einer Position diametral entgegengesetzt zur Position des Auslassanschlusses ausgebildet. Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss sind wie ein Kreisbogen gekrümmt und voneinander in der zweiten Richtung entlang der zweiten imaginären Achse (Z-Achse) getrennt, so dass der Einlassanschluss und der Auslassanschluss einander über der Antriebswelle 2 in der zweiten Richtung entlang der zweiten imaginären Achse (Z-Achse) gegenüberliegen. Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss sind in einer imaginären ringförmigen Zone um die Mittelachse eingegrenzt. Die Gleitkontaktfläche weist einen imaginären auslassseitigen Sektor, einen imaginären einlassseitigen Sektor, einen imaginären ersten seitlichen Sektor und einen imaginären zweiten seitlichen Sektor auf. Jeder der Sektoren ist ein Ausschnittsbereich, der von zwei Radii und dem eingeschlossenen Kreisbogen eines Kreises um die Mittelachse begrenzt ist. Der auslassseitige Sektor ist durch einen Radius, der durch das eine Umfangsende des Auslassanschlusses verläuft, und einen Radius, der durch das andere Umfangsende des Auslassanschlusses verläuft, begrenzt. Der einlassseitige Sektor ist durch einen Radius, der durch das eine Umfangsende des Einlassanschlusses verläuft, und einen Radius, der durch das andere Umfangsende des Einlassanschlusses verläuft, begrenzt. Der Auslassanschluss ist nur im auslassseitigen Sektor ausgebildet und der Einlassanschluss ist nur im einlassseitigen Sektor ausgebildet. Der erste seitliche Sektor ist auf einer ersten Seite in Umfangsrichtung zwischen dem auslassseitigen Sektor und dem einlassseitigen Sektor ausgebildet, so dass der auslassseitige Sektor und der einlassseitige Sektor in Umfangsrichtung durch den ersten seitlichen Sektor voneinander getrennt sind. Der zweite seitliche Sektor ist auf einer zweiten Seite zwischen dem auslassseitigen Sektor und dem einlassseitigen Sektor ausgebildet, so dass der auslassseitige Sektor und der einlassseitige Sektor in Umfangsrichtung auf der zweiten Seite durch den zweiten seitlichen Sektor voneinander getrennt sind. Die Druckeinleitungsnut kann eine bogenförmige Nut umfassen, die sich in Umfangsrichtung entlang eines imaginären größeren Kreises erstreckt, der die ringförmige Zone, in der die Einlass- und Auslassanschlüsse begrenzt sind, umgibt, und die einen ersten, im auslassseitigen Sektor ausgebildeten Endbereich, einen Zwischenbereich, der sich durch den ersten oder zweiten seitlichen Sektor erstreckt, und einen zweiten, im einlassseitigen Sektor auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses ausgebildeten Endbereich aufweist, wie zumindest in den 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 21, 27, 28 und 29 gezeigt. Die Gleitkontaktfläche kann ferner mit zumindest einer Gegendruck-Einleitungsnut 130, 170 ausgebildet sein, die angeordnet ist, um den Auslassdruck zur Gegendruckkammer 33, die am radial inneren Ende jedes radialen Schlitzes 31 ausgebildet ist, zu führen, um den entsprechenden Flügel 32 radial nach außen zu drängen. Die Gegendruck-Einleitungsnut 130, 170 ist in einer Mittelzone, welche von der ringförmigen Zone umgeben ist, ausgebildet.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen und Variationen umfasst das Pumpengehäuse erste und zweite Körper (oder Körperelemente), die durch zumindest vier Bolzen (B1 bis B4) verbunden sind, welche an vier Scheitelpunkten eines imaginären Vierecks, wie eines Rechtecks, mit zwei ersten gegenüberliegenden Seiten, die einander über der Mittelachse gegenüberliegen, und zwei zweiten gegenüberliegenden Seiten, die einander über der Mittelachse gegenüberliegen, angeordnet sind. Ein Durchschnitt der Längen der ersten gegenüberliegenden Seiten (oder der Abstände zwischen den Achsen) ist kürzer als ein Durchschnitt der Längen der zweiten gegenüberliegenden Seiten (der Abstände zwischen den Achsen). Die Druckeinleitungsnut ist in einem ersten Dreieck, das durch zwei Radien und eine erste der zwei ersten gegenüberliegenden Seiten definiert ist, und/oder einem zweiten Dreieck, das durch zwei Radien und eine zweite der zwei ersten gegenüberliegenden Seiten definiert ist, ausgebildet (wie z. B. durch die Schraffierung in 5 gezeigt). Im Falle eines Rechtecks, dass an der Mittelachse (O) zentriert ist, sind die vier Bolzen (B1 bis B4) an den vier Scheitelpunkten eines imaginären Rechtecks mit zwei parallelen längeren Seiten und zwei parallelen kürzeren Seiten angeordnet, und die Druckeinleitungsnut ist in einem ersten Dreieck, das durch zwei Radien und eine erste der zwei parallelen kürzeren Seiten definiert ist, und/oder einem zweiten Dreieck, das durch zwei Radien und eine zweite der zwei parallelen kürzeren Seiten definiert ist, ausgebildet.
Die Flügelpumpe kann ferner eine Feder 201 zum Drängen des Nockenrings 4 umfassen, damit dieser in der ersten Richtung (entlang der Y-Achse) in Richtung zur ersten Druckkammer A1 schwingt, oder in Richtung zu der Position, an der die Exzentrizität des Nockenrings am größten ist.
Das Pumpengehäuse kann ferner einen ersten verbindenden Fluiddurchgang (wie die Durchgänge 52 und 113) umfassen, der die erste Druckkammer A1 mit dem Steuerventil 7 verbindet, so dass der Steuerdruck in die erste Druckkammer A1 eingeleitet wird.
Das Pumpengehäuse kann ferner einen zweiten verbindenden Fluiddurchgang (wie die in 18 gezeigte Nut 123) aufweisen, der den Einlassdruck in die zweite Druckkammer A2 zuführt.
Die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 sind an der Position zur Verbindung mit der ersten Druckkammer A1 ausgebildet, so dass der Steuerdruck Pv in die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 eingeleitet wird, während die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 an der Position zur Verbindung mit der zweiten Druckkammer A2 ausgebildet sind, so dass der Einlassdruck Pin im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel in die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 zugeführt wird. In der in 11 und 12 gezeigten Variation 1 sind die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 an der Position zur Verbindung mit der ersten Druckkammer A1 ausgebildet, so dass der Steuerdruck Pv in die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 zugeführt wird, wie im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, während die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 mit dem Auslassanschluss in Verbindung stehen, so dass der Auslassdruck Pout in die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 zugeführt wird. In der in 13 und 14 gezeigten Variation 2 sind die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 mit den Einlassanschlüssen 62 und 121 verbunden, so dass der Einlassanschluss Pin in die ersten Druckeinleitungsnuten 65 und 124 zugeführt wird, während die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 mit der zweiten Druckkammer A2 in Verbindung stehen, so dass der Einlassdruck Pin in die zweiten Druckeinleitungsnuten 66 und 125 zugeführt wird.
In dem in 18 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel, der Variation 4-1 (21), der Variation 4-2 (22) und der Variation 4-3 (23) sind die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 310 und 320 beide mit dem Auslassanschluss 122 verbunden. In den Variationen 4-2 und 4-3 ist außerdem die dritte (Nieder-)Druckeinleitungsnut 330 oder 330' vorgesehen. In dem in 24 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel und der Variation 5-1 (27) sind die ersten und zweiten Druckeinleitungsnuten 410 und 420 beide mit dem Auslassanschluss 63 verbunden. In dem sechsten Ausführungsbeispiel (28) und der Variation 6-1 (29) ist die Hochdruck-Einleitungsnut 500 im Nockenring 4 ausgebildet, so dass der Auslassdruck in die Nut 500 eingeleitet wird.
Bezugszeichenliste

1: verstellbare Flügelpumpe
2: Antriebswelle
3: Rotor
4: Nockenring
5: Adapterring
6: Druckplatte
7: Steuerventil
8: Öffnung
10: Pumpenkörper
11: vorderer Körper
12: hinterer Körper
13: Fluiddurchgang
21: Fluiddurchgang
22: Fluiddurchgang
23: Fluiddurchgang
31: Schlitze
32: Flügel
33: Gegendruckkammer
40: Positionierungsstift
41: Innenumfangsfläche des Nockenrings
50: Dichtelement
51: radiales Durchgangsloch
52: Druckkammer-Verbindungsloch
53: Innenumfangsfläche des Adapterrings
61: Gleitkontaktfläche
62: Einlassanschluss
63: Auslassanschluss
65: erste Druckeinleitungsnut
66: zweite Druckeinleitungsnut
67: Abzweigungsnut
67a: Fluidsammelbereich
68: Stiftloch
70: Ventilelement
70a: Boden
71: Entlastungsventil
72: Vorspannfeder/Ventilelement-Drängfeder
73: erster Gleitbereich
74: zweiter Gleitbereich
75: Bereich mit kleinem Durchmesser
76: radiales Loch
77: Ventilsitz
77a: axiales Durchgangsloch
78: Kugelventilelement
79: Federrückhaltebereich
80: Entlastungsventilfeder
81: Dichtelement
82: Lager
83: Stopfenelement
111: Boden
112: Pumpenelement-Aufnahmebereich
113: Fluidkammerdurchgang
113a: offenes Ende
114: Stopfeneinführloch
115: Ventilaufnahmebohrung
116: Lagerbereich
120: Gleitkontaktfläche
121: Einlassanschluss
122: Auslassanschluss
124: erste Druckeinleitungsnut
125: zweite Druckeinleitungsnut
126: Abzweigungsnut
126a: Fluidsammelbereich
127: Stiftloch
130: Gegendruck-Einleitungsnut
170: Gegendruck-Einleitungsnut
200: Stopfenelement
201: Feder
300: Hochdruck-Einleitungsnut
310: erste Nut
311: erstes Nutsegment
312: zweites Nutsegment
313: Stufenbereich
320: zweite Nut
330: dritte Druckeinleitungsnut
400: Hochdruck-Einleitungsnut
410: erste Nut
411: erstes Nutsegment
412: zweites Nutsegment
413: Stufenbereich
420: zweite Nut
500: Hochdruck-Einleitungsnut
A1: erste Fluiddruckkammer
A2: zweite Fluiddruckkammer
B: Pumpenkammer
B1–B4: Bolzen
D1: erste Fluidkammer
D2: zweite Fluidkammer
D3: dritte Fluidkammer

Claims

Verstellbare Flügelpumpe (1), umfassend: eine Antriebswelle (2); einen Rotor (3), der von der Antriebwelle (2) angetrieben wird, wobei der Rotor (3) mit einer Vielzahl von Schlitzen (31) und einer Vielzahl von Flügeln (32) ausgebildet ist, von denen jeder gleitfähig in einem der Schlitze (31) aufgenommen wird; einen ringförmigen Nockenring (4), der den Rotor (3) drehbar aufnimmt, wobei der Nockenring (4) so angeordnet ist, dass er um eine Schwingachse schwingt und eine Vielzahl von Pumpenkammern (B) mit den Flügeln (32) zwischen dem Rotor (3) und dem Nockenring (4) definiert; eine Drucksteuervorrichtung (7); und ein Pumpengehäuse, das den Nockenring (4) und den Rotor (3) umgibt, wobei das Pumpengehäuse umfasst: erste und zweite Seitenwände, die auf beiden Seiten des Nockenrings angeordnet sind, so dass der Nockenring (4) axial zwischen den ersten und zweiten Seitenwänden liegt, einen Einlassanschluss (62, 121), der in der ersten oder der zweiten Seitenwand ausgebildet ist, einen Auslassanschluss (63, 122), der in der ersten oder der zweiten Seitenwand ausgebildet ist, eine Umfangswand, welche den Nockenring (4) umgibt und erste und zweite Druckkammern definiert, die zwischen der Umfangswand und dem Nockenring (4) ausgebildet sind, wobei die erste oder zweite Druckkammer mit der Drucksteuervorrichtung (7) verbunden ist, so dass ein Fluiddruck von der Drucksteuervorrichtung (7) gesteuert wird, und eine Druckeinleitungsnut (65, 66, 124, 125), die in einer Gleitkontaktfläche (61, 120) zwischen dem Nockenring (4) und der ersten oder zweiten Seitenwand ausgebildet und so angeordnet ist, dass ein Druck, der geringer als der Auslassdruck ist, eingeleitet wird, wobei die Druckeinleitungsnut eine bogenförmige Nut, die auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses oder des Auslassanschlusses ausgebildet ist, und eine Abzweigungsnut (67, 126) umfasst, die von der bogenförmigen Nut zur radialen Außenseite der bogenförmigen Nut abzweigt und mit der ersten oder zweiten Druckkammer in Verbindung steht.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei der Einlassanschluss (62, 121) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem ein Volumen jeder Pumpenkammer zunimmt, während der Auslassanschluss (63, 122) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem das Volumen jeder Pumpenkammer abnimmt, wobei die erste und die zweite Pumpenkammer so angeordnet sind, dass sie eine Exzentrizität des Nockenrings (4) steuern, und wobei die Druckeinleitungsnut (65, 66, 124, 125) so angeordnet ist, dass der in die Druckeinleitungsnut eingeleitete Druck höher als ein Einlassdruck ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 2, wobei die Druckeinleitungsnut so angeordnet ist, dass der Druck in der ersten oder der zweiten Druckkammer in die Druckeinleitungsnut eingeleitet wird.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die Druckeinleitungsnut in der Gleitkontaktfläche ausgebildet ist, die eine Seitenfläche der ersten oder zweiten Seitenwand ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 4, wobei die Druckeinleitungsnut auf einer radialen Außenseite des Einlassanschlusses oder des Auslassanschlusses ausgebildet ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die Abzweigungsnut sich von der bogenförmigen Nut zu einem Nutende mit einem Fluidsammelbereich erstreckt.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Druckeinleitungsnut auf einer radialen Außenseite des Einlassanschlusses ausgebildet ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Pumpengehäuse (10) ein Element umfasst, das die erste oder zweite Seitenwand enthält, und die Druckeinleitungsnut in dem Element gleichzeitig mit dem Ausbilden des Elements ausgebildet wird.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Druckeinleitungsnut die Form eines kreisförmigen Bogens aufweist, die mit der Form des Nockenrings (4) übereinstimmt.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 9, wobei die Druckeinleitungsnut die Form eines kreisförmigen Bogens aufweist, die mit der Form des Nockenrings (4) in einem Zustand, in dem die Exzentrizität am größten ist, übereinstimmt.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Druckeinleitungsnut auf einer radialen Außenseite des Einlassanschlusses und des Auslassanschlusses ausgebildet ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Pumpengehäuse ferner eine Hochdruck-Einleitungsnut (300, 400, 500) umfasst, die auf einer radialen Außenseite des Auslassanschlusses (63, 122) ausgebildet und so angeordnet ist, dass ein Auslassdruck eingeleitet wird.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 12, wobei die Hochdrucknut (300, 400, 500) mit dem Auslassanschluss (63, 122) verbunden ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Nockenring (4) so angeordnet ist, dass er um einen Stift (40) schwingt, der an einer Position auf einer radialen Außenseite des Auslassanschlusses (63, 122) durch die ersten und zweiten Wände gelagert ist, und die Druckeinleitungsnut zwischen dem Auslassanschluss und dem Stift ausgebildet ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Druckkammer (A1) auf einer Seite ausgebildet ist, auf welcher eine Exzentrizität des Nockenrings (4) erhöht wird, die zweite Druckkammer (A2) auf einer Seite ausgebildet ist, auf welcher die Exzentrizität des Nockenrings (4) verringert wird, und die Druckeinleitungsnut so ausgebildet ist, dass sie den Auslassanschluss (63, 122) und den Einlassanschluss (62, 121) in einer radialen Richtung überlappt und den Auslassanschluss (63, 122) und den Einlassanschluss (62, 121) in einer Umfangsrichtung nicht überlappt.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Druckeinleitungsnut (65, 124) ein Nutsegment umfasst, das auf der radialen Außenseite des Einlassanschlusses ausgebildet ist, wobei es von dem Einlassanschluss durch einen dazwischenliegenden Bereich der Gleitkontaktfläche getrennt ist, die sich in Umfangsrichtung zwischen dem Einlassanschluss und dem Nutsegment der Druckeinleitungsnut erstreckt.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abzweigungsnut (67, 126) ungeachtet einer exzentrischen Position des Nockenringes 4 in Bezug auf den Rotor (3) so an einer Position ausgebildet ist, dass die Fluidverbindung mit der ersten oder zweiten Druckkammer (A1, A2) aufrechterhalten wird.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Druckeinleitungsnut (65, 124) die bogenförmige Nut umfasst und eine Mehrzahl der Abzweigungsnuten (67, 126) von der bogenförmigen Nut zu der radialen Außenseite der bogenförmigen Nut abzweigt.
Verstellbare Flügelpumpe (1), umfassend: eine Antriebswelle (2); einen Rotor (3), der von der Antriebswelle (2) angetrieben wird, wobei der Rotor (3) mit einer Vielzahl von Schlitzen (31) und einer Vielzahl von Flügeln (32) ausgebildet ist, von denen jeder gleitfähig in einem der Schlitze (31) aufgenommen wird; einen ringförmigen Nockenring (4), der den Rotor (3) drehbar aufnimmt, wobei der Nockenring (4) so angeordnet ist, dass er um eine Schwingachse schwingt und eine Vielzahl von Pumpenkammern (B) mit den Flügeln (32) zwischen dem Rotor (3) und dem Nockenring (4) definiert; eine Drucksteuervorrichtung (7); und ein Pumpengehäuse, das den Nockenring (4) und den Rotor (3) umgibt, wobei das Pumpengehäuse umfasst: einen Pumpenkörper (10) mit einer Innenbohrung, einen hinteren Körper (12), der die Innenbohrung des Pumpenkörpers (10) schließt, eine Druckplatte (6), die in dem Pumpenkörper (10) angeordnet ist, so dass der Nockenring (4) zwischen der Druckplatte (6) und dem hinteren Körper (12) in einer axialen Richtung der Antriebswelle (2) liegt, einen Einlassanschluss (62, 121), der in der Druckplatte (6) und/oder dem hinteren Körper (12) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem ein Volumen jeder Pumpenkammer zunimmt, einen Auslassanschluss (63, 122), der in der Druckplatte (6) und/oder dem hinteren Körper (12) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem das Volumen jeder Pumpenkammer abnimmt, eine Umfangswand (5), welche den Nockenring (4) umgibt und erste und zweite Druckkammern (A1, A2) definiert, die zwischen der Umfangswand und dem Nockenring (4) ausgebildet sind, um so eine Exzentrizität des Nockenrings zu steuern, wobei ein Fluiddruck, der in die erste oder zweite Druckkammer zugeführt wird, von der Drucksteuervorrichtung (7) gesteuert wird, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Bolzen (B1–B4), die den Pumpenkörper (10) und den hinteren Körper (12) miteinander verbinden, wobei der erste und der zweite Bolzen (B1, B2) auf der Seite des Einlassanschlusses (62, 121) liegen, der dritte und der vierte Bolzen (B3, B4) auf der Seite des Auslassanschlusses (63, 122) liegen, wobei der erste, zweite, dritte und vierte Bolzen so angeordnet sind, dass ein zweiter durchschnittlicher Abstand (L2), der ein Durchschnitt eines Abstands zwischen den Achsen (L(B1-B3)) zwischen dem ersten und dem dritten Bolzen und eines Abstands zwischen den Achsen (L(B2-B4)) zwischen dem zweiten und dem vierten Bolzen ist, kürzer als ein erster durchschnittlicher Abstand (L1), der ein Durchschnitt eines Abstands zwischen den Achsen (L(B1-B2)) zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen und eines Abstands zwischen den Achsen (L(B3-B4)) zwischen dem dritten und dem vierten Bolzen ist, und als ein zweiter durchschnittlicher Abstand (L2) ist, der ein Durchschnitt eines Abstands zwischen den Achsen (L(B1-B3)) zwischen dem ersten und dem dritten Bolzen und eines Abstands zwischen Achsen (L(B2-B4)) zwischen dem zweiten und dem vierten Bolzen ist, und eine Druckeinleitungsnut (65, 66, 124, 125), die in einer Gleitkontaktfläche (61, 120) zwischen dem Nockenring (4) und der Druckplatte (6) oder dem hinteren Körper (12) ausgebildet und angeordnet ist, um ein Betriebsfluid aufzunehmen, wobei die Druckeinleitungsnut in einem Bereich (Ds) ausgebildet ist, der durch die Antriebswelle und ein erstes oder zweites Paar (B1-B3, B2-B4) der Bolzen (B1~B4) definiert ist, welches den kürzeren (L2) des ersten oder zweiten durchschnittlichen Abstands (L1, L2) definiert, so dass der durchschnittliche Abstand (L2) des Abstands zwischen den Achsen zwischen den zwei Bolzen (B1, B3) des ersten Paars (B1-B3) und des Abstands zwischen den Achsen zwischen den zwei Bolzen (B2, B4) des zweiten Paars (B2-B4) der erste oder zweite Durchschnittsabstand ist, der kürzer als der andere ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 19, wobei der erste durchschnittliche Abstand länger als der zweite durchschnittliche Abstand ist, die zwei Bolzen des ersten Paars der erste und der dritte Bolzen sind, die zwei Bolzen des zweiten Paars der zweite und der vierte Bolzen ist, und die Druckeinleitungsnut zwischen dem Auslassanschluss und dem Einlassanschluss ausgebildet ist.
Verstellbare Flügelpumpe (1) nach Anspruch 19 oder 20, wobei der hintere Körper (12) einen Fluiddurchgang aufweist, der sich entlang einer imaginären Linie erstreckt, die einen Punkt im Wesentlichen an einer Umfangsmitte des Einlassanschlusses und einen Punkt im Wesentlichen an einer Umfangsmitte des Auslassanschlusses verbindet, in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen, und die Druckeinleitungsnut zwischen dem Auslassanschluss und dem Einlassanschluss ausgebildet ist.