DE102010054268A1

DE102010054268A1 - Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung

Info

Publication number: DE102010054268A1
Application number: DE102010054268A
Authority: DE
Inventors: Jun Atsugi Soeda
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd; Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: DE102010054268B4; US8506270B2; US20110142703A1

Abstract

Eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung weist ein Sicherheitsventil auf, das eine Ventilbohrung, ein kugelförmiges Ventilelement in der Ventilbohrung, einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung fixiert ist und eine Durchgangsöffnung und eine ringförmige Sitzfläche aufweist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, eine Spiralfeder, die auf der anderen Seite der Ventilbohrung angeordnet ist, und eine Ventilelement-Halterung umfasst, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, wobei die Sitzfläche so ausgebildet ist, dass, wenn sich das Sicherheitsventil in der geschlossenen Stellung befindet, ein Mittelpunkt des Ventilelements von einer Mittelachse des Windungs-Sitzbereich der Spiralfeder versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche in radialer Richtung der Ventilbohrung angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, die z. B. bei einer hydraulischen Servolenkungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge einsetzbar ist.
Bekanntermaßen ist eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung mit einem Sicherheitsventil versehen, um zu verhindern, dass die Hydraulikeinrichtung einen exzessiven Druckanstieg erleidet. Das Sicherheitsventil ist so aufgebaut, dass ein kugelförmiges Ventilelement von einer Ventilelement-Halterung gehalten wird und von einer Spiralfeder gegen einen Ventilsitz vorgespannt wird. Jedoch weist das Sicherheitsventil das Problem auf, dass das Ventilelement und die Ventilelement-Halterung beim Bewegen in eine geöffnete Stellung in Schwingung versetzt werden, so dass Geräusche verursacht werden.
Eine ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-74725 offenbart ein Sicherheitsventil zum Einsatz in einer Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung. Das Sicherheitsventil umfasst eine Kugel-Halterung als Ventilelement-Halterung, die im Innern einer Ventilbohrung in einem geneigten Zustand angeordnet ist, so dass eine Außenumfangsfläche der Kugelhalterung in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche der Ventilbohrung kommt. Anhand dieses Aufbaus wird eine Reitkraft zwischen der Außenumfangsfläche der Kugelhalterung und der Innenumfangsfläche der Ventilbohrung beim gegenseitigen Kontakt erzeugt, wodurch das Auftreten von Geräuschen unterdrückt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Beim Sicherheitsventil des Standes der Technik ist jedoch die Reibkraft, die zwischen der Außenumfangsfläche der Kugelhalterung und der Innenumfangsfläche der Ventilbohrung beim gegenseitigen Kontakt erzeugt wird, aufgrund eines Maßfehlers der Kugelhalterung und der Ventilbohrung, eines Montagefehlers und einer Höhe eines auf das Ventilelement aufgebrachten Drucks tendenziellen Schwankungen unterworfen. Demzufolge tritt ein Problem auf, dass ein Entlastungsdruck, der auf das Sicherheitsventil einwirkt, um das Sicherheitsventil zu öffnen, instabil wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene technische Problem des Standes der Technik zu lösen und eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitzustellen, die sowohl einen stabilen Entlastungsdruck erzeugen als auch das Auftreten von Geräuschen unterdrücken kann, wenn das Sicherheitsventil geöffnet wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 2, 6, 8 bzw. 9. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitgestellt, umfassend:
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbewegich gelagert wird;
einen Rotor, der im Pumpenelement-Aufnahmeraum angeordnet ist, um von der Antriebswelle gedreht zu werden, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Flügel aufweist, die in radialer Richtung des Rotors beweglich angeordnet sind;
einen Nockenring, der auf einer radialen Außenseite des Rotors in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings in Bezug auf den Rotor variiert wird, wobei der Nockenring im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln und dem Rotor eine Mehrzahl von Pumpenkammern definiert;
einen Ansaugdurchgang, der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors vergrößert;
einen Ausstoßdurchgang, der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors verringert; und
eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf den Rotor durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings ausgebildet sind; und
ein Sicherheitsventil, das im Pumpengehäuse angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang und dem Ansaugdurchgang angeordnet ist,
wobei das Sicherheitsventil aufweist:
eine Ventilbohrung, die im Pumpengehäuse angeordnet ist;
ein sphärisches bzw. kugelförmiges Ventilelement, das in der Ventilbohrung angeordnet ist;
einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer Durchgangsöffnung, die mit dem Ausstoßdurchgang in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche ausgebildet ist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung angeordnet ist, das dem Ventilelement zugewandt ist,
eine Spiralfeder, die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement angeordnet ist; und
eine Ventilelement-Halterung, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, um das Ventilelement durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder in Richtung zum Ventilsitz vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung einen Ventilelement-Haltebereich, der auf einer Seite des Ventilelements angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich das Ventilelement hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und dem Ventilelement begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich einen relativen radialen Versatz zwischen der Ventilelement-Halterung und der Spiralfeder begrenzt,
wobei die Sitzfläche des Ventilsitzes so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil sich in geschlossener Stellung befindet, ein Mittelpunkt des Ventilelements zu einer Mittelachse eines Windungs-Sitzbereichs der Spiralfeder versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche des Ventilsitzes in radialer Richtung der Ventilbohrung angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitgestellt, umfassend:
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbewegich gelagert wird;
einen Rotor, der im Pumpenelement-Aufnahmeraum angeordnet ist, um von der Antriebswelle gedreht zu werden, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Flügel aufweist, die in radialer Richtung des Rotors beweglich angeordnet sind;
einen Nockenring, der auf einer radialen Außenseite des Rotors in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings in Bezug auf den Rotor variiert wird, wobei der Nockenring im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln und dem Rotor eine Mehrzahl von Pumpenkammern definiert;
einen Ansaugdurchgang, der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors vergrößert;
einen Ausstoßdurchgang, der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors verringert; und
eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf den Rotor durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings ausgebildet sind; und
ein Sicherheitsventil, das im Pumpengehäuse angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang und dem Ansaugdurchgang angeordnet ist,
wobei das Sicherheitsventil aufweist:
eine Ventilbohrung, die im Pumpengehäuse angeordnet ist;
ein kugelförmiges Ventilelement, das in der Ventilbohrung angeordnet ist;
einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die mit dem Ausstoßdurchgang in Verbindung steht und koaxial zur Ventilbohrung angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer ringförmigen Sitzfläche ausgebildet ist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung angeordnet ist, das dem Ventilelement zugewandt ist,
eine Spiralfeder, die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement angeordnet ist, wobei die Spiralfeder einen ersten Windungs-Sitzbereich an deren einem axialen Ende, der auf einem Boden der Ventilbohrung koaxial zur Ventilbohrung angeordnet ist, und einen zweiten Windungs-Sitzbereich an deren anderem axialen Ende aufweist; und
eine Ventilelement-Halterung, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, um das Ventilelement durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder in Richtung zum Ventilsitz vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung einen Ventilelement-Haltebereich, der auf einer Seite des Ventilelements angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich das Ventilelement hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und dem Ventilelement begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und der Spiralfeder begrenzt,
wobei die Sitzfläche des Ventilsitzes so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil sich in geschlossener Stellung befindet, ein Mittelpunkt des Ventilelements zu einer Mittelachse der Ventilbohrung in radialer Richtung der Ventilbohrung versetzt angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitgestellt, umfassend:
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbewegich gelagert wird;
einen Rotor, der im Pumpenelement-Aufnahmeraum angeordnet ist, um von der Antriebswelle gedreht zu werden, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Flügel aufweist, die in radialer Richtung des Rotors beweglich angeordnet sind;
einen Nockenring, der auf einer radialen Außenseite des Rotors in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings in Bezug auf den Rotor variiert wird, wobei der Nockenring im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln und dem Rotor eine Mehrzahl von Pumpenkammern definiert;
einen Ansaugdurchgang, der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors vergrößert;
einen Ausstoßdurchgang, der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors verringert; und
eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf den Rotor durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings ausgebildet sind; und
ein Sicherheitsventil, das im Pumpengehäuse angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang und dem Ansaugdurchgang angeordnet ist,
wobei das Sicherheitsventil aufweist:
eine Ventilbohrung, die im Pumpengehäuse angeordnet ist;
ein kugelförmiges Ventilelement, das in der Ventilbohrung angeordnet ist;
einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer Durchgangsöffnung, das mit dem Ausstoßdurchgang in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche ausgebildet ist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung angeordnet ist, das dem Ventilelement zugewandt ist,
eine Spiralfeder, die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement angeordnet ist; und
eine Ventilelement-Halterung, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, um das Ventilelement durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder in Richtung zum Ventilsitz vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung einen Ventilelement-Haltebereich, der auf einer Seite des Ventilelements angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich das Ventilelement hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und dem Ventilelement begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und der Spiralfeder begrenzt,
wobei der Ventilelement-Haltebereich der Ventilelement-Halterung das Ventilelement in einer Position hält, in der ein Mittelpunkt des Ventilelements von einer Mittelachse des Ventilelement-Haltebereich in radialer Richtung des Ventilelement-Haltebereichs versetzt angeordnet ist, und
der Ventilelement-Haltebereich der Ventilelement-Halterung so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil sich in der geschlossenen Stellung befindet, der Ventilelement-Haltebereich von einem Windungs-Sitzbereich der Spiralfeder versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche des Ventilsitzes in radialer Richtung des Ventilelement-Haltebereichs angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitgestellt, umfassend:
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbewegich gelagert wird;
einen Rotor, der im Pumpenelement-Aufnahmeraum angeordnet ist, um von der Antriebswelle gedreht zu werden, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Flügel aufweist, die in radialer Richtung des Rotors beweglich angeordnet sind;
einen Nockenring, der auf einer radialen Außenseite des Rotors in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings in Bezug auf den Rotor variiert wird, wobei der Nockenring im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln und dem Rotor eine Mehrzahl von Pumpenkammern definiert;
einen Ansaugdurchgang, der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors vergrößert;
einen Ausstoßdurchgang, der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors verringert; und
eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf den Rotor durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings ausgebildet sind; und
ein Sicherheitsventil, das im Pumpengehäuse angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang und dem Ansaugdurchgang angeordnet ist,
wobei das Sicherheitsventil aufweist:
eine Ventilbohrung, die im Pumpengehäuse angeordnet ist;
ein kugelförmiges Ventilelement, das in der Ventilbohrung angeordnet ist;
einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer Durchgangsöffnung, das mit dem Ausstoßdurchgang in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche ausgebildet ist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung angeordnet ist, das dem Ventilelement zugewandt ist,
eine Spiralfeder, die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement angeordnet ist; und
eine Ventilelement-Halterung, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, um das Ventilelement durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder in Richtung zum Ventilsitz vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung einen Ventilelement-Haltebereich, der auf einer Seite des Ventilelements angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich das Ventilelement hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und dem Ventilelement begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und der Spiralfeder begrenzt,
wobei die Spiralfeder so ausgebildet ist, dass eine Sitzfläche davon, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Ventilelement-Halterung angeordnet ist, bezüglich einer imaginären Ebene senkrecht zu einer Mittelachse der Spiralfeder geneigt ist, um dadurch eine Mittelachse der Ventilelement-Halterung in Bezug auf eine Mittelachse der Ventilbohrung zu neigen, wenn sich das Sicherheitsventil in der geschlossenen Stellung befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung bereitgestellt, umfassend:
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum;
eine Antriebswelle, die vom Pumpengehäuse drehbewegich gelagert wird;
einen Rotor, der im Pumpenelement-Aufnahmeraum angeordnet ist, um von der Antriebswelle gedreht zu werden, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Flügel aufweist, die in radialer Richtung des Rotors beweglich angeordnet sind;
einen Nockenring, der auf einer radialen Außenseite des Rotors in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings in Bezug auf den Rotor variiert wird, wobei der Nockenring im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln und dem Rotor eine Mehrzahl von Pumpenkammern definiert;
einen Ansaugdurchgang, der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors vergrößert;
einen Ausstoßdurchgang, der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern sich bei einer Rotation des Rotors verringert; und
eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings in Bezug auf den Rotor durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern, die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings ausgebildet sind; und
ein Sicherheitsventil, das im Pumpengehäuse angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang und dem Ansaugdurchgang angeordnet ist,
wobei das Sicherheitsventil aufweist:
eine Ventilbohrung, die im Pumpengehäuse angeordnet ist;
ein kugelförmiges Ventilelement, das in der Ventilbohrung angeordnet ist;
einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz mit einer Durchgangsöffnung, das mit dem Ausstoßdurchgang in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche ausgebildet ist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung angeordnet ist, das dem Ventilelement zugewandt ist,
eine Spiralfeder, die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung in Bezug auf das Ventilelement angeordnet ist; und
eine Ventilelement-Halterung, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, um das Ventilelement durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder in Richtung zum Ventilsitz vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung einen Ventilelement-Haltebereich, der auf einer Seite des Ventilelements angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich das Ventilelement hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und dem Ventilelement begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung und der Spiralfeder begrenzt,
wobei die Durchgangsöffnung des Ventilsitzes einen axialen Endbereich umfasst, welchem das Ventilelement zugewandt ist, wobei der axiale Endbereich eine Mittelachse aufweist, die von einer Mittelachse der Ventilbohrung versetzt angeordnet ist, und
die Sitzfläche des Ventilsitzes so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil sich in der geschlossenen Stellung befindet, ein Mittelpunkt des Ventilelements von der Mittelachse des axialen Endbereichs der Durchgangsöffnung des Ventilsitzes (64) versetzt angeordnet ist.
Selbst wenn ein Sicherheitsventil in eine geöffnete Stellung bewegt wird, wird ein Teil eines Ventilsitzelements des Sicherheitsventilsgemäß der vorliegenden Erfindung noch in Kontakt mit einer Sitzfläche gehalten, um dadurch eine Schwingung des Ventilelements zu unterdrücken. Daher ist es möglich, das Auftreten von Geräuschen zu unterdrücken, wenn das Sicherheitsventil in eine geöffnete Position bewegt wird, und einen Entlastungsdruck zu stabilisieren.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung längs einer axialen Richtung der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung,
2 eine Schnittansicht längs einer in 1 dargestellten Linie A-A, die ein Sicherheitsventil veranschaulicht,
3 eine vergrößerte Ansicht des in 1 dargestellten Sicherheitsventils, das einen Ventilsitz veranschaulicht,
4 eine vergrößerte Ansicht einer Sitzfläche des in 3 dargestellten Ventilsitzes,
5 eine Darstellung, die eine Kugel des Sicherheitsventils veranschaulicht, die auf der in 4 dargestellten Sitzfläche sitzt,
6 eine Erläuterungsansicht, die eine Lage der Kugel veranschaulicht, wenn das in 3 dargestellte Sicherheitsventil geöffnet ist,
7 eine Darstellung, die eine Modifikation der ersten Ausführungsform veranschaulicht,
8 eine ähnliche Darstellung wie 3, die jedoch einen Ventilsitz der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
9 eine vergrößerte Ansicht eines essenziellen Teils des in 8 dargestellten Sicherheitsventils,
10 eine Erläuterungsansicht, die eine Lage der Kugel des in 9 dargestellten Sicherheitsventils veranschaulicht, wenn das Sicherheitsventil geöffnet ist,
11 eine ähnliche Darstellung wie 3, die jedoch ein Sicherheitsventil der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht,
12 eine Schnittansicht einer Ventilelement-Halterung des in 11 dargestellten Sicherheitsventils,
13 eine Darstellung, die eine Ventilelement-Halterung eines Sicherheitsventils der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer Modifikation der dritten Ausführungsform veranschaulicht,
14 eine ähnliche Darstellung wie 3, die doch ein Sicherheitsventil der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht,
15 eine Darstellung, die eine Sicherheitsventil-Feder veranschaulicht, die im in 14 dargestellten Sicherheitsventil eingesetzt wird, und
16 eine Darstellung, die einen geöffneten Zustand des in 14 dargestellten Sicherheitsventils zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird auf 1 und 2 Bezug genommen, worin eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, die bei einer hydraulischen Servolenkungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden kann. 1 ist eine Schnittansicht längs einer axialen Richtung der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung. 2 ist eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 1.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die Flügelzellenpumpe 1 mit variabler Verstellung ein Pumpengehäuse 4, das von einem Vordergehäuse 2 und einem Hintergehäuse 3 gebildet ist, die miteinander verbunden sind. Ein Pumpenelement 5 ist in einem Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a angeordnet, der im Pumpengehäuse 4 ausgebildet ist. Eine Antriebswelle 6 erstreckt sich durch den Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a. Das Pumpenelement 5 wird von der Antriebswelle 6 gedreht, um dadurch eine Pumpfunktion auszuführen.
Das Pumpenelement 5 umfasst einen Rotor 7, der mit der Antriebswelle 6 verbunden ist und von der Antriebswelle 6 gedreht wird, einen im Wesentlichen ringförmigen Nockenring 8, der auf einer radialen Außenseite des Rotors 7 angeordnet ist, einen im Wesentlichen ringförmigen Adapterring 9, der den Nockenring 8 an dessen Innenumfangsseite aufnimmt, und eine im Wesentlichen scheibenförmige Druckplatte 10, die im Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a angeordnet ist. Der Nockenring 8 ist in eine Richtung schwenkbar angeordnet, sodass ein exzentrisches Maß bzw. ein Exzentermaß oder eine Exzentrizität des Nockenrings 8 in Bezug auf den Rotor 7 variiert wird. Der Adapterring 9 ist auf einer inneren Mantelfläche des Vordergehäuses 2 befestigt, das den Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a des Pumpengehäuses 4 definiert. Die Druckplatte 10 ist auf einer inneren Bodenfläche 2a des Vordergehäuses 2 angeordnet, das den Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a im Zusammenspiel mit der inneren Mantelfläche des Vordergehäuses 2 definiert.
Der Adapterring 9 und die Druckplatte 10 werden in jeweiligen Positionen bezüglich des Pumpengehäuses 4 in Drehrichtung des Pumpenelementes 5 durch einen Positionierstift 11 gehalten. Ein Plattenelement 12 ist so angeordnet, dass es vom Positionierstift 11 im Uhrzeigersinn in 2 beabstandet ist. Das heißt, das Plattenelement 12 ist auf der Seite einer ersten Flüssigkeitsdruckkammer 14a angeordnet, was später erläutert wird. Das Plattenelement 12 dient sowohl als Drehpunkt einer Schwenkbewegung des Nockenrings 8 als auch als Dichtelement zur Abdichtung zwischen dem Nockenring 8 und dem Adapterring 9.
Ein Dichtelement 13, das zwischen dem Adapterring 9 und dem Nockenring 8 abdichtet, ist ferner auf der inneren Mantelfläche des Adapterrings 9 so angeordnet, dass es dem Plattenelement 12 in radialer Richtung des Adapterrings 9 gegenüberliegt. Das Dichtelement 13 und das Plattenelement 12 wirken miteinander zusammen, um ein Paar von Flüssigkeitsdruckkammern 14a, 14b zwischen dem Nockenring 8 und dem Adapterring 9 zu definieren. Das heißt, die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a und die zweite Flüssigkeitsdruckkammer 14b werden auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings 8 gebildet. Der Nockenring 8 wird durch eine Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Flüssigkeitsdruckkammern 14a, 14b schwenkbar bewegt, so dass das exzentrische Maß des Nockenrings 8 in Bezug auf den Rotor 7 verändert bzw. variiert wird. Der Nockenring 8 wird ständig von einer Rückstellfeder 15 in eine Richtung vorgespannt, in der das exzentrische Maß des Nockenrings 8 maximal wird.
Der Rotor 7 weist eine Mehrzahl von Schlitzen 7a auf, die längs eines Außenumfangbereichs des Rotors 7 in äquivalenten Abständen ausgebildet sind. Die Schlitze 7a sind in Form eines Ausschnitts ausgebildet, der sich längs einer radialen Richtung des Rotors 7 erstreckt. Jeder der Schlitze 7a nimmt einen im Allgemeinen plattenförmigen Flügel 16 auf, der in der axialen Richtung des Rotors 7 beweglich ist, um aus dem Schlitz 7a herauszuragen und sich wieder in den Schlitz 7a zurückzuziehen. In den Schlitzen 7a aufgenommene Flügel 16 sind in der Umfangsrichtung des Rotors 7 angeordnet und unterteilen einen ringförmigen Raum zwischen dem Nockenring 8 und dem Rotor 7 in eine Mehrzahl von Pumpenkammern 17. Dementsprechend wirken die Flügel 16 mit dem Nockenring 8 und dem Rotor 7 zusammen, um die Pumpenkammern 17 zu definieren. Bei einem drehenden Antrieb des Rotors 7 durch die Antriebswelle 6 im Uhrzeigersinn gemäß 2 werden die Pumpenkammern 17 in der Umfangsrichtung des Rotors 7 verschoben, wobei sich ihr Volumen verändert, um dadurch einen Pumpvorgang auszuführen. Jeder der Flügel 16 wird gegen eine innere Mantelfläche des Nockenrings 8 durch einen Hydraulikdruck eines Arbeitsöls bzw. Arbeitsfluids gepresst, das in eine Gegendruckkammer 7b eingeleitet wird, die auf einer radialen Innenseite des Schlitzes 7a ausgebildet ist.
Das Hintergehäuse 3 weist eine erste Ansaugöffnung 18 auf seiner inneren Oberfläche 3a auf, die zum Pumpenelement-Aufnahmeraum 4a hin offen ist. Die erste Ansaugöffnung 18 ist in Form eines Ausschnitts vorgesehen, der sich längs der Umfangsrichtung des Rotors 7 erstreckt und in einer Draufsicht eine im Wesentlichen halbmondförmige Form aufweist. Die erste Ansaugöffnung 18 ist an einem Bereich der inneren Oberfläche 3a des Hintergehäuses 3 angeordnet, der einem Ansaugbereich entspricht, in dem sich das Volumen der jeweiligen Pumpenkammern 17 bei der Drehung des Rotors 7 graduell vergrößert. Die erste Ansaugöffnung 18 steht mit einem Ansaugdurchgang 19a in Verbindung, der sich in das Hintergehäuse 3 erstreckt. Mit diesem Aufbau wird das Arbeitsfluid, das in den Ansaugdurchgang 19a durch eine Ansaugleitung 20 eingeleitet wird, die mit einem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) verbunden ist, durch den Pumpen-Ansaugvorgang in die jeweiligen Pumpenkammern 17 gesaugt.
Die Druckplatte 10 weist auf ihrer Oberfläche eine zweite Ansaugöffnung 21 auf, die dem Rotor 7 gegenüberliegt. Die zweite Ansaugöffnung 21 ist gegenüberliegend der ersten Ansaugöffnung 18 angeordnet und in Form eines Ausschnitts vorgesehen, der im Wesentlichen die gleiche Form wie die der ersten Ansaugöffnung 18 aufweist. Die zweite Ansaugöffnung 21 steht mit einem Zirkulationsdurchgang 22 in Verbindung, der im Vordergehäuse 2 ausgebildet ist. Der Zirkulationsdurchgang 22 steht mit einem ausgesparten Bereich in Verbindung, der ein Dichtelement aufnimmt, das einen Raum zwischen dem Vordergehäuse 2 und der Antriebswelle 6 abdichtet. Überschüssiges Arbeitsfluid im ausgesparten Bereich, der das Dichtelement aufnimmt, wird den jeweiligen Pumpenkammern 17 durch den Pumpen-Ansaugvorgang im Ansaugbereich zugeführt, so dass verhindert werden kann, dass das überschüssige Arbeitsfluid zur Außenseite ausläuft.
Die Druckplatte 10 weist ferner eine erste Ausstoßöffnung 23 auf ihrer Oberfläche auf, die dem Rotor 7 gegenüberliegt. Die erste Ausstoßöffnung 23 ist in Form eines Ausschnitts vorgesehen, der sich längs der Umfangsrichtung des Rotors erstreckt und in einer Draufsicht eine im Allgemeinen halbmondförmige Form aufweist. Die erste Ausstoßöffnung 23 ist in einem Bereich der Oberfläche der Druckplatte 10 angeordnet, die dem Rotor 7 gegenüberliegt, der einem Ausstoßbereich entspricht, in welchem sich das Volumen der jeweiligen Pumpenkammern 17 bei einer Drehung des Rotors 7 graduell verkleinert. Die erste Ausstoßöffnung 23 steht mit einem Ausstoßdurchgang 19b über eine Druckkammer 24 in Verbindung, die im Vordergehäuse 2 ausgebildet ist. Die Druckkammer 24 ist in Form einer Ausnehmung auf der inneren Bodenfläche 2a des Vordergehäuses 2 vorgesehen, die der Druckplatte 10 gegenüberliegt. Mit diesem Aufbau wird das von den jeweiligen Pumpenkammern 17 im Ausstoßbereich durch den Pumpvorgang ausgestoßene Arbeitsfluid durch die Druckkammer 24 und den Ausstoßdurchgang 19b zu einer Außenseite des Pumpengehäuses 4 ausgestoßen und danach einem hydraulischen Arbeitszylinder (nicht dargestellt) der Servolenkungsvorrichtung zugeführt. Die Druckplatte 10 wird durch den Hydraulikdruck in der Druckkammer 24 zur Seite des Rotors 7 gedrückt.
Das Hintergehäuse 3 umfasst eine zweite Ausstoßöffnung 25, die auf der inneren Oberfläche 3a so ausgebildet ist, dass sie der ersten Ausstoßöffnung 23 gegenüberliegt. Die zweite Ausstoßöffnung 25 weist im Wesentlichen die gleiche Form wie die der ersten Ausstoßöffnung 23 auf. Dementsprechend sind die ersten und zweiten Ausstoßöffnungen 23, 25 symmetrisch angeordnet, so dass sie in axialer Richtung in der Flügelzellenpumpe 1 mit variabler Verstellung gegenüberliegen und die Pumpenkammern 17 dazwischen sandwichartig einschließen. Die ersten und zweiten Ansaugöffnungen 18, 21 sind ebenfalls in der gleichen Anordnung symmetrisch angeordnet. Mit diesem Aufbau kann ein Druckausgleich auf beiden Seiten der jeweiligen Pumpenkammern 17 in axialer Richtung der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung adäquat beibehalten werden.
Das Vordergehäuse 2 weist ein Steuer-/Regelventil 26 auf einer Innenseite seines oberen Endbereichs auf. Das Steuer-/Regelventil 26 ist ein Drucksteuer-/Regelventil, das einen Pumpen-Ausstoßdruck steuert/regelt. Das Steuer-/Regelventil 26 erstreckt sich in eine Richtung senkrecht zu Antriebswelle 6, das heißt in die linke und rechte Richtung von 2. Das Steuer-/Regelventil 26 umfasst eine Ventilbohrung 28, die sich von der linken Seite zur rechten Seite in 2 erstreckt und auf der linken Stirnseite, wie in 2 dargestellt, ein offenes Ende aufweist. Das offene Ende der Ventilbohrung 28 wird von einem Stopfen 27 verschlossen. Die Ventilbohrung 28 beherbergt einen im Allgemeinen zylindrischen hohlen Kolben 29, der ein geschlossenes Ende aufweist und axial in der Ventilbohrung 28 verschiebbar ist. Der Kolben 29 wird von einer Steuer-/Regelventilfeder 30 gegen den Stopfen 27 ständig vorgespannt.
Der Kolben 29 unterteilt einen Innenraum der Ventilbohrung 28 in eine Hochdruckkammer 28a, eine Mitteldruckkammer 28b und eine Niederdruckkammer 28c. Die Hochdruckkammer 28a ist zwischen dem Stopfen 27 und dem Kolben 29 angeordnet, in welche ein Hydraulikdruck auf einer stromaufwärtsseitigen Seite einer Messblende (nicht dargestellt), die im Ausstoßdurchgang 19b ausgebildet ist, (d. h. ein Hydraulikdruck in der Druckkammer 24) eingeleitet wird. Die Mitteldruckkammer 28b, in die ein Hydraulikdruck auf einer stromabwärtsseitigen Seite der Messblende eingeleitet wird, beherbergt die Steuer-/Regelventilfeder 30. Die Niederdruckkammer 28c, in die ein Pumpen-Ansaugdruck vom Ansaugdurchgang 19a durch einen Niederdruckdurchgang 31 eingeleitet wird, ist auf einer Außenumfangsseite des Kolbens 29 ausgebildet. Der Kolben 29 ist in axialer Richtung auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen der Mitteldruckkammer 28b und der Hochdruckkammer 28a verschiebbar.
Wenn die Druckdifferenz zwischen der Mitteldruckkammer 28b und der Hochdruckkammer 28a relativ gering ist, so dass der Kolben 29 auf der Seite des Stopfens 27 platziert ist, wird ein relativ niedriger Hydraulikdruck in der Niederdruckkammer 28 in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a über einen Verbindungsdurchgang 32 eingeleitet, der in der Niederdruckkammer 28c geöffnet ist, um dadurch die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a und die Ventilbohrung 28 miteinander zu verbinden. Wenn die Druckdifferenz zwischen der Mitteldruckkammer 28b und der Hochdruckkammer 28a hingegen ansteigt, so dass der Kolben 29 in axialer Richtung gegen die Vorspannkraft der Steuer-/Regelventilfeder 30 bewegt wird, wird die Fluidverbindung zwischen der Niederdruckkammer 28c und der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 14a graduell blockiert und der Hochdruckkammer 28a kann eine Verbindung mit der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 14a über den Verbindungsdurchgang 32 herstellen. Als Folge davon wird ein relativ hoher Hydraulikdruck in der Hochdruckkammer 28a in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a eingeleitet. Das heißt, der Hydraulikdruck in der Niederdruckkammer 28c oder der Hydraulikdruck in der Hochdruckkammer 28a wird selektiv in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a eingeleitet.
Der Pumpen-Ansaugdruck wird kontinuierlich in die zweite Flüssigkeitsdruckkammer 14b eingeleitet. Wenn der Hydraulikdruck in der Niederdruckkammer 28c in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a eingeleitet wird, wird der Nockenring 8 in eine Position bewegt, in der das exzentrische Maß des Nockenrings 8 in Bezug auf den Rotor 7 (d. h. die linke Position in 2) durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 15 maximal wird. Folglich wird der Pumpen-Ausstoßdurchsatz maximal. Wenn der Hydraulikdruck in der Hochdruckkammer 28a hingegen in die erste Flüssigkeitsdruckkammer 14a eingeleitet wird, kann sich der Nockenring 8 gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 15 schwenken, um ein Volumen der zweiten Flüssigkeitsdruckkammer 14b durch den Hydraulikdruck in der ersten Flüssigkeitsdruckkammer 14a zu reduzieren. Als Folge davon verringert sich das exzentrische Maß des Nockenrings 8 in Bezug auf den Rotor 7, wodurch sich der Pumpen-Ausstoßdurchsatz verringert.
Wie in 2 dargestellt, weist der Kolben 29 ein Druckentlastungsventil bzw. Sicherheitsventil 33 auf seiner Innenseite auf. Das Sicherheitsventil 33 bewirkt eine Zirkulation des Arbeitsfluids zum Ansaugdurchgang 19a durch die Niederdruckkammer 28c und den Niederdruckdurchgang 31, wenn der Hydraulikdruck in der Mitteldruckkammer 28b, d. h. der Hydraulikdruck auf der Seite der Servolenkungsvorrichtung (d. h. auf der Seite einer Last), nicht geringer als ein vorgegebener Wert wird. Mit anderen Worten ist das Sicherheitsventil 33 wirksam, um den Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang 19b und dem Ansaugdurchgang 19a angeordnet ist.
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Sicherheitsventils 33 längs seiner Mittelachse und veranschaulicht Details des Sicherheitsventils 33.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Sicherheitsventil 33 eine im Allgemeinen zylindrische Ventilbohrung 34, die von einer inneren Mantelfläche des Kolbens 29 definiert wird, eine Entlastungsöffnung 29a, die im Kolben 29 ausgebildet ist, um eine gemeinsame Verbindung zwischen der Ventilbohrung 34 und der Niederdruckkammer 28c herzustellen, eine Kugel 35 (d. h. ein kugelförmiges Ventilelement), die in der Ventilbohrung 34 angeordnet ist, einen Ventilsitz 36, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung 34 in Bezug auf die Kugel 35 fixiert eingepasst ist, eine Feder 37 des Sicherheitsventils bzw. Sicherheitsventil-Feder 37, die eine Spiralfeder ist, die in einem druckdeformierten Zustand auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung 34 in Bezug auf die Kugel 35 angeordnet ist, und eine Halterung (d. h. eine Ventilelement-Halterung) 38, die zwischen der Kugel 35 und der Sicherheitsventil-Feder 37 angeordnet ist, um die Kugel 35 durch eine Rückstellkraft der Sicherheitsventil-Feder 37 aufgrund der Druckdeformation gegen dem Ventilsitz 36 zu drücken.
Die Halterung 38 umfasst einen Schaftbereich 39 und einen Kugel-Haltebereich (d. h. einen Ventilelement-Haltebereichs) 40, der mit einem axialen Ende des Schaftbereichs 39 auf der Seite des Ventilsitzes 36 verbunden ist. Der Schaftbereich 39 ist in einen radialen Innenraum der Sicherheitsventil-Feder 37 eingefügt und dient als Feder-Eingriffsbereich, der mit der Sicherheitsventil-Feder 37 im Eingriff steht und eine relative Verschiebung bzw. einen relativen Versatz der Halterung 38 und der Sicherheitsventil-Feder 37 begrenzt. Der Kugel-Haltebereich 40 weist einen Durchmesser auf, der größer als der des Schaftbereichs 39 ist und auf einem Windungs-Sitzbereich 37b der Sicherheitsventil-Feder 37 sitzt, der an einem Ende der Sicherheitsventil-Feder 37 angeordnet ist.
Der Schaftbereich 39 ist so ausgebildet, dass sich der Durchmesser in Richtung zum Kugel-Haltebereich 40 graduell vergrößert. Das heißt, der Schaftbereich 39 ist von einem Ursprung bzw. einer Wurzel zum anderen axialen Ende der Ventilbohrung 34 kegelförmig ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche einer Wurzel des Schaftbereichs 39, die mit dem Kugel-Haltebereich 40 verbunden ist, liegt einer Innenumfangsfläche des einen Windungs-Sitzbereichs 37b der Sicherheitsventils-Feder 37 in radialer Richtung des Schaftbereichs 39 gegenüber. Wenn bei diesem Aufbau die Außenumfangsfläche einer Wurzel des Schaftbereichs 39 in einen Anlagekontakt mit der Innenumfangsfläche des einen Windungs-Sitzbereichs 37b der Sicherheitsventil-Feder 37 kommt, kann ein relativer Versatz zwischen dem einen Windungs-Sitzbereich 37b und der Halterung 38 in deren radialer Richtung begrenzt werden.
Der Kugel-Haltebereich 40 weist eine Kugel-Halteausnehmung (d. h. eine Ventilelement-Halteausnehmung) 41 auf einer Stirnseite auf, die auf der Seite angeordnet ist, die dem Schaftbereich 39 gegenüberliegt. Die Kugel 35 wird in der Kugel-Halteausnehmung 41 gehalten. Die andere Stirnseite des Kugel-Haltebereichs 40 und die Außenumfangsfläche der Wurzel des Schaftbereichs 39 bilden dazwischen einen Stufenbereich 42, auf dem der eine Windungs-Sitzbereich 37b der Sicherheitsventil-Feder 37 sitzt. Die Kugel-Halteausnehmung 41 wird durch eine flache, konkav-konische Oberfläche definiert, die in Bezug auf eine Mittelachse A2 der Halterung 38 rotationssymmetrisch ist. Dadurch, dass die Kugel 35 auf der Kugel-Halteausnehmung 41 sitzt, wird ein relativer Versatz der Kugel 35 und der Halterung 38 in radialer Richtung begrenzt, so dass ein Mittelpunkt C der Kugel 35 auf der Mittelachse A2 der Halterung 38 liegt.
Auf einem Boden der Ventilbohrung 34 ist ein Feder-Sitzbereich 43 angeordnet, auf dem ein anderer Windungs-Sitzbereich 37a (d. h. der andere Endbereich) der Sicherheitsventil-Feder 37 liegt, der auf der zum Ventilsitz 36 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Die Ventilbohrung 34 ist in Form einer Ausnehmung vorgesehen, die eine flache Zylinderform aufweist. Eine Mittelachse des Feder-Sitzbereichs 43 zu einer Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 ausgerichtet. Dadurch, dass der erste Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 auf dem Feder-Sitzbereich 43 sitzt, wird eine Mittelachse des ersten Windungs-Sitzbereichs 37a zur Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 axial ausgerichtet.
Der Ventilsitz 36 ist längs der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 ausgebildet. Der Ventilsitz 36 umfasst eine Durchgangsöffnung 44, die mit dem Ausstoßdurchgang 19b über die Mitteldruckkammer 28b in Verbindung steht, und eine ringförmige Sitzfläche 45, die auf einem Umfang einer Öffnung an einem axialen Ende der Durchgangsöffnung 44 ausgebildet ist, die der Kugel 35 gegenüberliegt. Die Durchgangsöffnung 44 ist koaxial mit der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 angeordnet. Wenn die Kugel 35 auf der Sitzfläche 45 sitzt, befindet sich das Sicherheitsventil 33 in einer geschlossenen Stellung.
Die Sitzfläche 45 ist so konfiguriert, dass, wenn das Sicherheitsventil 33 sich in der geschlossenen Stellung befindet, d. h. die Kugel 35 auf der Sitzfläche 45 sitzt, der Mittelpunkt C der Kugel 35 von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 um ein vorgegebenes Maß G3 in radialer Richtung der Ventilbohrung 34, wie in 5 dargestellt, versetzt sein kann, obwohl er üblicherweise auf den Mittelachsen des einen Windungs-Sitzbereichs 37a und der Durchgangsöffnung 44 liegt. Mit dieser Anordnung ist die Halterung 38 mit dem Kugel-Haltebereich 40 von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 winkelversetzt so angeordnet, dass die Mittelachse A2 der Halterung 38 in Bezug auf die Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 um einen Winkel θ1 geneigt ist.
4 bzw. 5 sind vergrößerte Ansichten, die die Sitzfläche 45 des Ventilsitzes 36 detailliert veranschaulichen. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines wesentlichen Teils des Ventilsitzes 36. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt des Ventilsitzes 36, der die geschlossene Stellung des Sicherheitsventils 33 zeigt, wobei die Kugel 35 auf der Sitzfläche 45 des Ventilsitzes 36 sitzt.
Wie in 4 und 5 dargestellt, ist die Sitzfläche 45 als Teil einer konkaven Kugeloberfläche mit einem gleichen Wölbungsradius wie der einer Kugeloberfläche der Kugel 35 ausgebildet und ein von der Sitzfläche 45 definierter Mittelpunkt der Kugel 35 liegt von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 um das vorgegebene Maß G3 in radialer Richtung der Ventilbohrung 34 versetzt. Das heißt, die Sitzfläche 45 weist eine bogenförmige Form in einem Abschnitt in Richtung der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 auf, die die gleiche Wölbung wie die der Kugeloberfläche der Kugel 35 aufweist. Die Sitzfläche weist eine Breite in ihrer radialen Richtung auf, die sich graduell längs einer Umfangsrichtung der Sitzfläche 45 verändert.
Die Sitzfläche 45 weist insbesondere einen schmäleren Breitenbereich 45a mit einem minimalen Breitenbereich, und einen breiteren Breitenbereich 45b mit einem maximalen Breitenbereich auf. Der schmälere Breitenbereich 45a und der breitere Breitenbereich 45b sind in zueinander diametral gegenüberliegenden Positionen in radialer Richtung der Sitzfläche 45 angeordnet. Die Sitzfläche 45 ist zum breiteren Breitenbereich 45b in radialer Richtung der Sitzfläche 45 und zu einer Innenseite der Durchgangsöffnung 44 in radialer Richtung der Ventilbohrung 34 geneigt (d. h. in eine Richtung geneigt, sodass sie vom ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 beabstandet ist) und weist eine sich verändernde Breite auf, die sich in Umfangsrichtung der Sitzfläche 45 graduell vom breiteren Breitenbereich 45b zum schmäleren Breitenbereich 45a verringert. Mit anderen Worten ist die Sitzfläche 45 so ausgebildet, dass sich ein Abstand vom ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 in der axialen Richtung der Ventilbohrung 34 in der Umfangsrichtung der Sitzfläche 45 ändert.
Genauer gesagt, weist die Sitzfläche 45, wie in 4 dargestellt, eine äußere Umfangskante 45c auf, die so geneigt ist, dass ein Abstand vom ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 zur äußeren Umfangsseite 45c in axialer Richtung der Ventilbohrung 34 vom breiteren Breitenbereich 45b zum schmäleren Breitenbereich 45a abnimmt. Darüber hinaus weist die Sitzfläche 45 eine innere Umfangskante 45d auf, die so geneigt ist, dass ein Abstand vom ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 zur inneren Umfangskante 45d in axialer Richtung der Ventilbohrung 34 vom breiteren Breitenbereich 45b zum schmäleren Breitenbereich 45a in größerem Umfang als zur äußeren Umfangskante 45c abnimmt. Das heißt, die innere Umfangskante 45d weist einen größeren Neigungswinkel als den der äußeren Umfangskante 45c auf. Mit anderen Worten ist die innere Umfangskante 45d, die am breiteren Breitenbereich 45b liegt, von der inneren Umfangskante 45d, die am schmäleren Breitenbereich 45a liegt, zur zum ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventils-Feder 37 gegenüberliegenden Seite um ein Maß G1 versetzt angeordnet. Ferner ist die äußere Umfangskante 45c, die am breiteren Breitenbereich 45b liegt, von der äußeren Umfangskante 45c, die am schmäleren Breitenbereich 45a liegt, zur zum ersten Windungs-Sitzbereich 37a der Sicherheitsventils-Feder 37 gegenüberliegenden Seite um ein Maß G2 versetzt angeordnet. Das vorgegebene Versatzmaß G1 der inneren Umfangskante 45d ist größer als das vorgegebene Versatzmaß G2 der äußeren Umfangskante 45c. Ferner ist ein Öffnungswinkel θ2 des breiteren Breitenbereichs 45b, der zwischen der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 und einer imaginären Linie ausgebildet ist, die sich zwischen der äußeren Umfangskante 45c und der inneren Umfangskante 45d am breiteren Breitenbereich 45b erstreckt, größer als ein Öffnungswinkel θ3 des schmäleren Breitenbereichs 45a, der zwischen der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 und einer imaginären Linie ausgebildet ist, die sich zwischen der äußeren Umfangskante 45c und der inneren Umfangskante 45d am schmäleren Breitenbereich 45a erstreckt.
Ferner wird die Sitzfläche 45 durch Pressen eines Stempels mit einer vorgegebenen Form auf einen offenen Endumfangsbereich der Durchgangsöffnung 44 ausgebildet, der sich auf der Seite der Kugel 35 befindet. Genauer gesagt weist der Stempel zumindest einen Teil einer Kugeloberfläche auf, die die gleiche Wölbung wie die der Kugeloberfläche der Kugel 35 aufweist, und zumindest dieser Teil einer Kugeloberfläche dient als Formfläche zur Formgebung der Sitzfläche 45. Durch die Formgebung der Sitzfläche 45 durch den Stempel, werden die Kugel 35 und die Sitzfläche 45 in einen hermetischen Anlageflächenkontakt miteinander gebracht, wenn sich das Sicherheitsventil in der geschlossenen Stellung befindet.
Nachfolgend wird eine Funktion der so aufgebauten Flügelzellenpumpe 1 mit variabler Verstellung erläutert. Wenn sich das Sicherheitsventil 33, wie in 3 dargestellt, in der geschlossenen Stellung befindet, ist der Mittelpunkt C der Kugel 35 von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 zur Seite des breiteren Breitenbereichs 45b der Sitzfläche 45 versetzt angeordnet und die Mittelachse A2 der Halterung 38 ist in Bezug zur Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 so geneigt, dass sie zur Seite des breiteren Breitenbereich 45b der Sitzfläche 45 orientiert ist. Als Folge davon wirkt eine Vorspannkraft F der Sicherheitsventil-Feder 37 auf die Halterung 38 in Richtung der Mittelachse A2 zur Sitzfläche 45 ein, sodass die Kugel 35 stark gegen den breiteren Breitenbereich 45b der Sitzfläche 45 gepresst wird. Mit anderen Worten wird die Halterung 38 durch eine axiale Komponente F1 der Vorspannkraft F gegen den Hydraulikdruck in der Durchgangsöffnung 44 gedrückt und kann die Kugel 35 durch eine radiale Komponente F2 der Vorspannkraft F auf den breiteren Breitenbereich 45b der Sitzfläche 45 pressen.
Wenn sich der Hydraulikdruck in der Mitteldruckkammer 28b erhöht, um einen vorgegebenen Entlastungsdruck zu überschreiten, kann sich die Kugel 35 vom schmäleren Breitenbereich 45a der Sitzfläche 45 wegbewegen, wobei sie in einem partiellen Kontakt mit dem breiteren Breitenbereich 45b der Sitzfläche 45 bleibt, wie dies in 6 dargestellt ist. Folglich wird das Sicherheitsventil 33 in eine geöffnete Stellung bewegt, wobei das Arbeitsfluid von der Durchgangsöffnung 44 durch einen zwischen der Kugel 35 und dem schmäleren Breitenbereich 45a erzeugten Abstand in die Ventilbohrung 34 strömt, wie dies durch Pfeile in 6 gekennzeichnet ist. Das heißt, wenn das Sicherheitsventil in die geöffnete Stellung bewegt wird, wird die Kugel 35 durch den breiteren Breitenbereich 45b der Sitzfläche 45 stabil abgestützt, während sie in partiellen Kontakt mit diesem bleibt und von der Halterung 38 gesichert ist. Als Folge davon kann das Auftreten einer Vibration bzw. Schwingung unterdrückt werden. Wie in 3 dargestellt, ist hierbei ein ausreichender Abstand zwischen einer Außenumfangsfläche des Kugel-Haltebereichs 40 der Halterung 38 und einer Innenumfangsfläche der Ventilbohrung 34 vorgesehen, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zu verhindern, wenn das Sicherheitsventil 33 in die geöffnete Stellung bewegt wird.
Wie der obigen Beschreibung ersichtlich, kann die Flügelzellenpumpe 1 mit variabler Verstellung gemäß der ersten Ausführungsform eine Schwingung der Kugel 35 und das Auftreten von Geräuschen aufgrund der Schwingung der Kugel 35 unterdrücken, wenn das Sicherheitsventil 33 in die geöffnete Stellung bewegt wird, ohne den Entlastungsdruck des Sicherheitsventils 33 zu destabilisieren.
Im Übrigen ist die Sitzfläche 45 des Ventilsitzes 36 in der ersten Ausführungsform nicht auf einen Teil der konkaven Kugeloberfläche mit dem gleichen Wölbungsradius wie den der Kugeloberfläche der Kugel 35 beschränkt. Die Sitzfläche 45 kann als Teil einer konkaven Kugeloberfläche mit einem Wölbungsradius ausgebildet sein, der sich von dem der Kugeloberfläche der Kugel 35 unterscheidet.
7 ist eine Darstellung, die Modifikationen der ersten Ausführungsform veranschaulicht, bei denen Kugeln mit Kugeloberflächen auf der Sitzfläche 45 sitzen, die jeweils einen Wölbungsradius aufweisen, der sich von dem der Sitzfläche 45 unterscheidet. In 7 ist eine Kugel 46 mit der Kugeloberfläche, die einen größeren Wölbungsradius als den der Sitzfläche 45 aufweist, durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet und eine Kugel 47 mit der Kugeloberfläche, die einen kleineren Wölbungsradius als den der Sitzfläche 45 aufweist, ist durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
In den Modifikationen unter Verwendung der Kugeln 46, 47, die jeweils Kugeloberflächen mit einem unterschiedlichen Wölbungsradius gegenüber dem der Sitzfläche 45 aufweisen, wie dies in 7 dargestellt ist, sind die Mittelpunkte der jeweiligen Kugeln 46, 47 gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 zur Seite des breiteren Breitenbereichs 45b versetzt angeordnet, wenn das Sicherheitsventil 33 sich in der geschlossenen Stellung befindet. Demzufolge können diese Modifikationen im Wesentlichen die gleichen Effekte wie die der ersten Ausführungsform erzielen.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt, bei der sich die Mittelachse der Durchgangsöffnung 44 des Ventilsitzes 36 längs der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 erstreckt und der Mittelpunkt der Kugel, die die konkave, kugelförmige Sitzfläche 45 des Ventilsitzes 36 definiert, ist von der für die Ventilbohrung 34 und die Durchgangsöffnung 44 gemeinsamen Mittelachse A1 versetzt angeordnet. Wie bei der ersten Ausführungsform erläutert, ist es bei der vorliegenden Erfindung jedoch nicht notwendig, die Mittelachse der Durchgangsöffnung 44 und den Mittelpunkt der Kugel, die die konkave, kugelförmige Sitzfläche 45 definiert, versetzt zueinander anzuordnen. Beispielsweise können sowohl die Mittelachse der Durchgangsöffnung 44 des Ventilsitzes als auch der Mittelpunkt der Kugel, die die konkave kugelförmige Sitzfläche des Ventilsitzes 36 definiert, die zueinander ausgerichtet sind, von der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 in der radialen Richtung der Ventilbohrung 34 versetzt angeordnet werden. In einem solchen Fall kann im Wesentlichen der gleiche Effekt wie der der ersten Ausführungsform erreicht werden.
8 bis 10 zeigen ein Sicherheitsventil einer Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 8 ist ein Querschnitt längs einer axialen Richtung des Sicherheitsventils in einer geschlossenen Stellung. 9 ist eine vergrößerte Ansicht von 8, die einen wesentlichen Teil des Sicherheitsventils veranschaulicht. 10 ist eine erläuternde Ansicht, die das in 9 dargestellte Sicherheitsventil in einer geöffneten Stellung veranschaulicht. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Teile und daher können detaillierte Erläuterungen hierüber entfallen.
Die in 8 bis 10 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Auslegung einer Sitzfläche 65 eines Ventilsitzes 64 eines Sicherheitsventils 63 und einer Auslegung einer Durchgangsöffnung 66 des Ventilsitzes 64. Das heißt, die Sitzfläche 65 ist so ausgebildet, dass, wenn das Sicherheitsventil 63 in die geschlossene Stellung gestellt ist, der Mittelpunkt C der Kugel 35 auf der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 liegt. Ferner umfasst eine Durchgangsöffnung 66 einen Bereich 66a mit großem Durchmesser, der an einem Endbereich der Durchgangsöffnung 66 angeordnet ist und zur Kugel 35 hin geöffnet ist. Der Bereich 66a mit großem Durchmesser weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und eine gegenüber der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 versetzte Mittelachse A6 auf.
Die Sitzfläche 65 des Sicherheitsventils 63 in der zweiten Ausführungsform ist in einer Draufsicht in einer ringförmigen Form ausgebildet und als Teil einer konkaven Kugeloberfläche gebildet, die einen gleichen Wölbungsradius wie der einer Kugeloberfläche der Kugel 35 aufweist. Wie in 9 dargestellt, ist die Sitzfläche 65 so konfiguriert, dass, wenn die Kugel 35 auf der Sitzfläche 65 sitzt, der Mittelpunkt C der Kugel 35 von der Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser der Durchgangsöffnung 66 versetzt angeordnet ist. Die Sitzfläche 65 weist in einer Schnittansicht in Richtung der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 eine bogenförmige Form auf, welche eine gleiche Wölbung wie die der Kugeloberfläche der Kugel 35 aufweist. Gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform weist die Sitzfläche 65 eine Breite auf, die sich in einer Draufsicht der Sitzfläche 65 in radialer Richtung der Sitzfläche 65 erstreckt und sich in Umfangsrichtung der Sitzfläche 65 graduell verändert. Das heißt, die Sitzfläche 65 ist als Teil der konkaven Kugeloberfläche ausgebildet, die einen von der Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser der Durchgangsöffnung 66 versetzten Mittelpunkt aufweist. In 8 bis 10 kennzeichnet ein Bezugszeichen 65a einen breiteren Breitenbereich, der eine maximale Breite umfasst, und ein Bezugszeichen 65b kennzeichnet einen schmäleren Breitenbereich, der eine minimale Breite umfasst.
Eine Funktion der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend erläutert. Wenn das Sicherheitsventil 63, wie in 9 dargestellt, sich in der geschlossenen Position befindet, wirkt eine Vorspannkraft F3 der Sicherheitsventil-Feder 37 in eine Richtung, die sich längs der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 erstreckt. Der Mittelpunkt C der Kugel 35 ist in dieser Stellung jedoch von der Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser der Durchgangsöffnung 66 versetzt angeordnet, wobei ein Teil der Außenoberfläche der Kugel 35 freigelegt ist. Aufgrund der versetzten Anordnungsbeziehung zwischen dem Mittelpunkt C der Kugel 35 und der Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser ist eine Anpresskraft F4, die durch den Hydraulikdruck „p” im Bereich 66a mit großem Durchmesser erzeugt wird und auf die Kugel 35 in Öffnungsrichtung des Sicherheitsventils 63 einwirkt, in Richtung zum breiteren Breitenbereich 65a in Bezug auf die Mittelachse A6 geneigt. Das heißt, die Kugel wird durch eine axiale Komponente F6 der Anpresskraft F4, die sich längs der Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser erstreckt, in die Öffnungsrichtung des Sicherheitsventils 63 gedrückt, wobei sie durch eine radiale Komponente F5 der Anpresskraft F4, die sich in eine Richtung senkrecht zur Mittelachse A6 des Bereichs 66a mit großem Durchmesser erstreckt, gegen einen Teil des breiteren Breitenbereichs 65a gedrückt wird.
Wenn der Hydraulikdruck im Bereich 66a mit großem Durchmesser (d. h. der Hydraulikdruck in der Mitteldruckkammer 28b) ansteigt, um einen vorgegebenen Entlastungsdruck zu überschreiten, kann sich die Kugel 35, die auf dem Teil des breiteren Breitenbereichs 65a durch die radiale Komponente F5 der Anpresskraft F4 angepresst bleibt, vom schmäleren Breitenbereich 65b der Sitzfläche 65 wegbewegen, wobei sie in partiellem Kontakt mit dem breiteren Breitenbereich 65a der Sitzfläche 65 bleibt, wie dies in 10 dargestellt ist. Demzufolge kann das Arbeitsfluid aus der Durchgangsöffnung 66 in die Ventilbohrung 34 durch einen Abstand fließen, der zwischen der Kugel 35 und dem schmäleren Breitenbereich 65b erzeugt wird, wie dies durch Pfeile in 10 gekennzeichnet ist. Daher ist es gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform möglich, das Auftreten einer Schwingung der Kugel 35 zu unterdrücken, wenn das Sicherheitsventil 63 in die geöffnete Stellung bewegt wird. Die zweite Ausführungsform kann im Wesentlichen den gleichen Effekt wie den der ersten Ausführungsform erzielen.
11 ist ein Querschnitt der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer dritten Ausführungsform, die ein Sicherheitsventil veranschaulicht, das in der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird. 12 ist ein Querschnitt einer Halterung des in 11 dargestellten Sicherheitsventils.
Die in 11 dargestellte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Auslegung einer Sitzfläche 50 eines Ventilsitzes 49 und der Auslegung einer Kugel-Halteausnehmung (d. h. einer Ventilelement-Halteausnehmung) 53, die in einem Kugel-Haltebereich 52 einer Halterung 51 ausgebildet ist. Wie in 11 dargestellt, ist die Sitzfläche 50 so ausgebildet, dass ein Mittelpunkt der konkaven Kugeloberfläche, die die Sitzfläche 50 bildet, auf der Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 liegt. Ferner ist die Kugel-Halteausnehmung 53 so ausgebildet, dass der Mittelpunkt C der Kugel 35 zur einer Mittelachse A3 einer Halterung 51 in radialer Richtung der Halterung 51 versetzt angeordnet ist. Die Halterung 51 umfasst einen Schaftbereich 54 und weist mit Ausnahme der oben beschriebenen Konstruktionsmerkmale den gleichen Aufbau wie den der Halterung 38 der ersten Ausführungsform auf.
Wie in 12 dargestellt, ist die Kugel-Halteausnehmung 53 in einer im Wesentlichen konkav-konischen Form mit einem tiefsten Bereich (d. h. Boden) 55 ausgebildet, der in Axialrichtung gesehen auf der Mittelachse A3 der Halterung 51 angeordnet ist. Die Kugel-Halteausnehmung 53 ist zu einer Stirnfläche des Kugel-Haltebereichs 52 geöffnet, die der Kugel 35 gegenüberliegt und weist einen kreisförmig offenen Endumfangsbereich 56 auf der Stirnfläche des Kugel-Haltebereichs 52 auf. Die Kugel-Halteausnehmung 53 weist eine radiale Querschnittsfläche auf, die sich vom tiefsten Bereich 55 zum Endumfangsbereich 56 graduell vergrößert. Ein radialer Abstand von der Mittelachse A3 der Halterung 51 zum Endumfangsbereich 56 verändert sich graduell längs einer Umfangsrichtung des Endumfangsbereich 56. Genauer gesagt umfasst der offene Endumfangsbereich 56 einen minimalen Radiusbereich 57, der einen minimalen Radius R1 aufweist, und einen maximalen Radiusbereich 58, der einen maximalen Radius R2 aufweist. Der minimale Radiusbereich 57 und der maximale Radiusbereich 58 sind zueinander diametral entgegengesetzt angeordnet. Ein Radius des offenen Endumfangsbereichs 56 in Bezug auf die Mittelachse A3 vergrößert sich vom minimalen Radiusbereich 57 zum maximalen Radiusbereich 58 in der Umfangsrichtung. Mit anderen Worten verändert sich ein Öffnungswinkel der Kugel-Halteausnehmung 53 in Bezug auf die Mittelachse A3 der Halterung 51 in Axialrichtung gesehen in der Umfangsrichtung der Kugel-Halteausnehmung 53, so dass der Öffnungswinkel zu einem minimalen Winkel θ4 in der Umfangsposition wird, die dem minimalen Radiusbereich 47 entspricht, und der Öffnungswinkel zu einem maximalen Winkel θ5 in der Umfangsposition wird, die dem maximalen Radiusbereich 58 entspricht. Mit dieser Auslegung ist der Mittelpunkt C der Kugel 35 von der Mittelachse A3 der Halterung 51 zur Seite des maximalen Radiusbereichs 58 versetzt angeordnet.
Gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform ist der Kugel-Haltebereich 52 der Halterung 51 folglich von der Mittelachse des zweiten Windungs-Sitzbereichs 37a der Sicherheitsventil-Feder 37 in radialer Richtung der Ventilbohrung 34 versetzt angeordnet, so dass die Mittelachse A3 der Halterung 51 in Bezug auf die Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 um einen Winkel θ6 geneigt ist, wie dies in 11 dargestellt ist. Dementsprechend kann die dritte Ausführungsform im Wesentlichen den gleichen Effekt wie den der ersten Ausführungsform erzielen.
13 ist ein Querschnitt einer Modifikation der dritten Ausführungsform, der nur eine Halterung veranschaulicht.
Wie in 13 dargestellt, umfasst eine Halterung 59 eine Kugel-Halteausnehmung 61, die in einem Kugel-Haltebereich 60 ausgebildet ist. Die Kugel-Halteausnehmung 61 weist eine im Wesentlichen konkav-konische Form auf, die rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse A4 der Kugel-Halteausnehmung 61 ist, die gegenüber einer Mittelachse A5 der Halterung 59 in radialer Richtung der Halterung 59 versetzt angeordnet ist. Die Halterung 59 umfasst gleichermaßen wie die Halterung 51 der dritten Ausführungsform ebenfalls einen Schaftbereich 62. Die Modifikation weist mit Ausnahme des oben beschriebenen Konstruktionsmerkmals den gleichen Aufbau wie den der dritten Ausführungsform auf.
Mit der Auslegung der Halterung 59 ist der Mittelpunkt C der Kugel 35, gleichermaßen wie bei der dritten Ausführungsform, von der Mittelachse A5 der Halterung 59 in der radialen Richtung der Halterung 59 versetzt angeordnet. Die Modifikation kann den gleichen Effekt wie den der dritten Ausführungsform erzielen.
14 bis 16 zeigen jeweils ein Sicherheitsventil der Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß einer vierten Ausführungsform. In der vierten Ausführungsform wird eine Sicherheitsventil-Feder mit einem speziellen Aufbau, um die Mittelachse der Halterung in Bezug auf die Mittelachse der Ventilbohrung zu neigen, anstelle der Halterung 51 mit der speziellen Kugel-Halteausnehmung verwendet, die in der dritten Ausführungsform verwendet wird.
Wie in 14 dargestellt, umfasst ein Sicherheitsventil 67 der vierten Ausführungsform die Halterung 38, die die Kugel 35 so hält, dass der Mittelpunkt der Kugel 35 gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform auf der Mittelachse A2 der Halterung 38 liegt. Das Sicherheitsventil 67 umfasst ferner eine Sicherheitsventil-Feder 68 in Form einer Spiralfeder, die so aufgebaut ist, dass in einem freien (bzw. unbelasteten) Zustand, wie er in 15 dargestellt ist, eine Sitzfläche 68a, die auf der Bodenfläche 34a der Ventilbohrung 34 sitzen soll, in Bezug auf eine imaginäre Ebene P senkrecht zu einer Mittelachse A7 der Sicherheitsventil-Feder 68 geneigt ist.
In 15 kennzeichnet θ7 einen Neigungswinkel der Sitzfläche 68a in Bezug auf die imaginären Ebene P. Hingegen ist eine andere Sitzfläche 68b der Sicherheitsventil-Feder 68, die auf dem Stufenbereich 42 der Halterung 38 sitzen soll, parallel zur imaginären Ebene P im freien Zustand der Sicherheitsventil-Feder 68 ausgebildet.
Wenn die Sicherheitsventil-Feder 68 zwischen der Bodenfläche 34a der Ventilbohrung 34 und dem Stufenbereich 42 der Halterung 38, wie in 14 dargestellt, eingebaut ist, wird die Sicherheitsventil-Feder 68 druckdeformiert, um die Mittelachse A7 zu krümmen, und spannt die Halterung 38 durch deren Rückstellkraft, die aufgrund der Druckdeformation erzeugt wird, gegen den Ventilsitz 49 vor. In diesem eingebauten Zustand wirkt die Sicherheitsventil-Feder 68 auf die Halterung 38 ein, um die Mittelachse A2 der Halterung 38 in Bezug auf die Mittelachse A1 der Ventilbohrung 34 um den Winkel θ1 zu neigen, und spannt die Halterung 38 durch die Vorspannkraft F, die längs der Mittelachse A2 der Halterung 38 ausgeübt wird, gegen den Ventilsitz 49 vor. Somit wird das Sicherheitsventil 67 in der geschlossenen Stellung gehalten.
Wenn der Hydraulikdruck in der Durchgangsöffnung 44 des Ventilsitzes 49 (d. h. der Hydraulikdruck in der Mitteldruckkammer 28b) ansteigt, um einen vorgegebenen Entlastungsdruck zu überschreiten, wird die Kugel 35 bewegt, um sich von einem der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche 50 des Ventilsitzes 49 zu separieren bzw. zu trennen, während sie in Kontakt mit den anderen der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche 50 bleibt, wie dies in 16 dargestellt ist. Dadurch wird das Sicherheitsventil 67 in die geöffnete Stellung gebracht. Gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform kann die vierte Ausführungsform das Auftreten einer Schwingung der Kugel 35 unterdrücken, wenn das Sicherheitsventil 67 in die geöffnete Stellung bewegt wird. Die vierte Ausführungsform kann im Wesentlichen den gleichen Effekt wie den der ersten Ausführungsform erzielen.
Die weiteren technischen Konzeptionen und Effekte der vorliegenden Erfindung, die aus den oben beschriebenen Ausführungsformen nachvollziehbar sind, werden nachfolgend beschrieben.

(1) Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß dem zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei die Sitzfläche des Ventilsitzes so ausgebildet ist, dass ein Abstand vom anderen Windungs-Sitzbereich der Sicherheitsventil-Feder zur Sitzfläche des Ventilsitzes in axialer Richtung der Ventilbohrung in der Umfangsrichtung der Sitzfläche des Ventilsitzes variiert.

Mit dem Aufbau gemäß den sechsten Aspekt kann das Ventilelement in einen stärkeren Eingriff mit dem Ventilsitz an einem Bereich der Sitzfläche gebracht werden, der einen größeren Abstand vom anderen Windungs-Sitzbereich der Sicherheitsventil-Feder in der axialen Richtung der Ventilbohrung aufweist. Als Folge davon ist der Mittelpunkt des Ventilelements gegenüber der Mittelachse der Ventilbohrung in der axialen Richtung der Ventilbohrung versetzt angeordnet.

(2) Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß den sechsten Aspekt bereitgestellt, wobei die Sitzfläche des Ventilsitzes in Bezug auf die Mittelachse der Ventilbohrung so geneigt ist, dass sich ein Abstand von der Sitzfläche des Ventilsitzes zum einen Windungs-Sitzbereich der Sicherheitsventil-Feder in der axialen Richtung der Ventilbohrung graduell von einem der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche des Ventilsitzes zum anderen der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche des Ventilsitzes graduell vergrößert.

Mit dem Aufbau gemäß den siebten Aspekt ist einer der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche des Ventilsitzes weiter entfernt vom ersten Windungs-Sitzbereich der Sicherheitsventil-Feder als der andere der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche des Ventilsitzes angeordnet. Als Folge davon kann das Ventilelement stärker mit dem Ventilsitz an einem der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche in Eingriff gebracht werden, so dass ein Mittelpunkt des Ventilelements von der Mittelachse der Ventilbohrung zu einem der radial gegenüberliegenden Bereiche der Sitzfläche des Ventilsitzes versetzt angeordnet ist.

(3) Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß dem siebten Aspekt bereitgestellt, wobei die Sitzfläche des Ventilsitzes durch Pressen eines Stempels mit einer vorgegebenen Form auf den Ventilsitz ausgebildet wird, und der Stempel zumindest einen Teil einer Kugeloberfläche aufweist, die eine gleiche Wölbung wie die der Kugeloberfläche des Ventilelements aufweist und als Formfläche zur Formgebung der Sitzfläche des Ventilsitzes dient.

Mit dem Aufbau gemäß dem achten Aspekt werden das Ventilelement und die Sitzfläche des Ventilsitzes in einen gegenseitigen Fläche-zu-Fläche bzw. flächenaufliegenden Kontakt gebracht. Als Folge davon ist es möglich, eine hermetische Dichtungseigenschaft des Sicherheitsventils in der geschlossenen Stellung zu verbessern.

(4) Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung gemäß dem dritten Aspekt bereitgestellt, wobei der Ventilelement-Haltebereich der Ventilelement-Halterung eine Ventilelement-Halteausnehmung, die in einer konkaven-konischen Form so ausgebildet ist, dass sich ein Durchmesser der konkav-konischen Form von einem tiefsten Bereich der Ventilelement-Halteausnehmung zu einem offenen Endbereich der Ventilelement-Halteausnehmung graduell vergrößert und der tiefste Bereich der Ventilelement-Halteausnehmung von einer Mittelachse der Ventilelement-Halterung in radialer Richtung der Ventilelement-Halterung versetzt angeordnet ist.

Da beim Aufbau gemäß dem neunten Aspekt der tiefste Bereich der Ventilelement-Halteausnehmung von der Mittelachse der Ventilelement-Halterung in radialer Richtung der Ventilelement-Halterung versetzt angeordnet ist, kann der Mittelpunkt des Ventilelements von der Mittelachse der Ventilelement-Halterung in der radialen Richtung der Ventilelement-Halterung liegen bzw. angeordnet sein.
Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2009-283640 vom 15. Dezember 2009 und der früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2010-230133 vom 13. Oktober 2010. Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldungen Nr. 2009-283640 und Nr. 3010-230133 werden hiermit durch Bezugnahme mit einbezogen. Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung und Modifikationen der Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen beschränkt. Weitere Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Eine Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung weist ein Sicherheitsventil auf, das eine Ventilbohrung, ein kugelförmiges Ventilelement in der Ventilbohrung, einen Ventilsitz, der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung fixiert ist und eine Durchgangsöffnung und eine ringförmige Sitzfläche aufweist, auf der das Ventilelement sitzt, wenn das Sicherheitsventil sich in einer geschlossenen Stellung befindet, eine Spiralfeder, die auf der anderen Seite der Ventilbohrung angeordnet ist, und eine Ventilelement-Halterung umfasst, die zwischen dem Ventilelement und der Spiralfeder angeordnet ist, wobei die Sitzfläche so ausgebildet ist, dass, wenn sich das Sicherheitsventil in der geschlossenen Stellung befindet, ein Mittelpunkt des Ventilelements von einer Mittelachse des Windungs-Sitzbereich der Spiralfeder versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche in radialer Richtung der Ventilbohrung angeordnet ist.
Neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 16 verwiesen
Bezugszeichenliste

1: Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung
2: Vordergehäuse
2a: Inneren Bodenfläche
3: Hintergehäuse
3a: Inneren Oberfläche
4: Pumpengehäuse
4a: Pumpenelement-Aufnahmeraum
5: Pumpenelement
6: Antriebswelle
7: Rotor
7a: Schlitz
8: Nockenring
9: Adapterring
10: Druckplatte
11: Positionierstift
12: Plattenelement
13: Dichtelement
14a: Erste Flüssigkeitsdruckkammer
14b: Zweite Flüssigkeitsdruckkammer
15: Rückstellfeder
16: Flügeln
17: Pumpenkammern
18: Erste Ansaugöffnung
19a: Ansaugdurchgang
19b: Ausstoßdurchgang
20: Ansaugleitung
21: Zweite Ansaugöffnung
22: Zirkulationsdurchgang
23: Erste Ausstoßöffnung
24: Druckkammer
25: Zweite Ausstoßöffnung
26: Steuer-/Regelventil
27: Stopfen
28: Ventilbohrung
28a: Hochdruckkammer
28b: Mitteldruckkammer
28c: Niederdruckkammer
29: Kolben
29a: Entlastungsöffnung
30: Steuer-/Regelventilfeder
31: Niederdruckdurchgang
32: Verbindungsdurchgang
33, 63, 67: Druckentlastungsventil bzw. Sicherheitsventil
34: Ventilbohrung
34a: Bodenfläche der Ventilbohrung
35, 46, 47: Kugel
36, 64, 49: Ventilsitz
37, 68: Sicherheitsventil-Feder
37a: Erster Windungs-Sitzbereich
37b: Zweiter Windungs-Sitzbereich
38, 51, 59: Halterung, Ventilelement-Halterung
39, 54: Schaftbereich
40, 52, 60: Kugel-Haltebereich
41, 53, 61: Kugel-Halteausnehmung
42: Stufenbereich
43: Feder-Sitzbereich
44, 66: Durchgangsöffnung
45, 65,: Sitzfläche
50, 68a
45a: schmälerer Breitenbereich
45b: breiterer Breitenbereich
45c: Äußere Umfangskante
45d: Innere Umfangskante
55: tiefster Bereich, Boden
56: offener Endbereich
57: minimaler Radiusbereich
58: maximaler Radiusbereich
65a: breiterer Breitenbereich
65b: schmälerer Breitenbereich
66a: Bereich mit großem Durchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-74725 [0003]
JP 2009-283640 [0086]
JP 2010-230133 [0086]
JP 3010-230133 [0086]

Claims

Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, umfassend: – ein Pumpengehäuse (4) mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a); – eine Antriebswelle (6), die vom Pumpengehäuse (4) drehbewegich gelagert wird; – einen Rotor (7), der im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) angeordnet ist, um von der Antriebswelle (6) gedreht zu werden, wobei der Rotor (7) eine Mehrzahl von Flügel (16) aufweist, die in radialer Richtung des Rotors (7) beweglich angeordnet sind; – einen Nockenring (8), der auf einer radialen Außenseite des Rotors (7) in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) variiert wird, wobei der Nockenring (8) im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln (16) und dem Rotor (7) eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) definiert; – einen Ansaugdurchgang (19a), der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) vergrößert; – einen Ausstoßdurchgang (19b), der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) verringert; und – eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung (26) zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (14a, 14b), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings (8) ausgebildet sind; und – ein Sicherheitsventil (33), das im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang (19b) und dem Ansaugdurchgang (19a) angeordnet ist, wobei das Sicherheitsventil (33) aufweist: – eine Ventilbohrung (34), die im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist; – ein kugelförmiges Ventilelement (35), das in der Ventilbohrung (34) angeordnet ist; – einen Ventilsitz (36), der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (36) mit einer Durchgangsöffnung (44), die mit dem Ausstoßdurchgang (19b) in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche (45) ausgebildet ist, auf der das Ventilelement (35) sitzt, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche (45) auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung (44) angeordnet ist, das dem Ventilelement (35) zugewandt ist, – eine Spiralfeder (37), die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) angeordnet ist; und – eine Ventilelement-Halterung (38), die zwischen dem Ventilelement (35) und der Spiralfeder (37) angeordnet ist, um das Ventilelement (35) durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder (37) in Richtung zum Ventilsitz (36) vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung (38) einen Ventilelement-Haltebereich (40), der auf einer Seite des Ventilelements (35) angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich (39) umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder (37) angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich (40) das Ventilelement (35) hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und dem Ventilelement (35) begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich (39) einen relativen radialen Versatz zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und der Spiralfeder (37) begrenzt, wobei die Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in geschlossener Stellung befindet, ein Mittelpunkt (C) des Ventilelements (35) zu einer Mittelachse eines Windungs-Sitzbereichs (37a) der Spiralfeder (37) versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) in radialer Richtung der Ventilbohrung (34) angeordnet ist.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, umfassend: – ein Pumpengehäuse (4) mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a); – eine Antriebswelle (6), die vom Pumpengehäuse (4) drehbewegich gelagert wird; – einen Rotor (7), der im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) angeordnet ist, um von der Antriebswelle (6) gedreht zu werden, wobei der Rotor (7) eine Mehrzahl von Flügel (16) aufweist, die in radialer Richtung des Rotors (7) beweglich angeordnet sind; – einen Nockenring (8), der auf einer radialen Außenseite des Rotors (7) in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) variiert wird, wobei der Nockenring (8) im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln (16) und dem Rotor (7) eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) definiert; – einen Ansaugdurchgang (19a), der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) vergrößert; – einen Ausstoßdurchgang (19b), der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) verringert; und – eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung (26) zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (14a, 14b), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings (8) ausgebildet sind; und – ein Sicherheitsventil (33), das im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang (19b) und dem Ansaugdurchgang (19a) angeordnet ist, wobei das Sicherheitsventil (33) aufweist: – eine Ventilbohrung (34), die im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist; – ein kugelförmiges Ventilelement (35), das in der Ventilbohrung (34) angeordnet ist; – einen Ventilsitz (36), der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (36) mit einer Durchgangsöffnung (44) ausgebildet ist, die mit dem Ausstoßdurchgang (19b) in Verbindung steht und koaxial zur Ventilbohrung (34) angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (36) mit einer ringförmigen Sitzfläche (45) ausgebildet ist, auf der das Ventilelement (35) sitzt, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche (45) auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung (44) angeordnet ist, das dem Ventilelement (35) zugewandt ist, – eine Spiralfeder (37), die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) angeordnet ist, wobei die Spiralfeder (37) einen ersten Windungs-Sitzbereich (37a) an deren einem axialen Ende, der auf einem Boden (43) der Ventilbohrung (34) koaxial zur Ventilbohrung (34) angeordnet ist, und einen zweiten Windungs-Sitzbereich (37b) an deren anderem axialen Ende aufweist; und – eine Ventilelement-Halterung (38), die zwischen dem Ventilelement (35) und der Spiralfeder (37) angeordnet ist, um das Ventilelement (35) durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder (37) in Richtung zum Ventilsitz (36) vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung (38) einen Ventilelement-Haltebereich (40), der auf einer Seite des Ventilelements (35) angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich (39) umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder (37) angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich (40) das Ventilelement (35) hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und dem Ventilelement (35) begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und dem zweiten Windungs-Sitzbereich (37b) der Spiralfeder (37) begrenzt, wobei die Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in geschlossener Stellung befindet, ein Mittelpunkt (C) des Ventilelements (35) zu einer Mittelachse (A1) der Ventilbohrung (34) in radialer Richtung der Ventilbohrung (34) versetzt angeordnet ist.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung nach Anspruch 2, wobei die Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) so ausgebildet ist, dass ein Abstand vom zweiten Windungs-Sitzbereich (37b) der Spiralfeder (37) des Sicherheitsventils (33) zur Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) in axialer Richtung der Ventilbohrung (34) in Umfangsrichtung der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) variiert wird.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung nach Anspruch 3, wobei die Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) relativ zur Mittelachse (A1) der Ventilbohrung (34) geneigt ist, so dass ein Abstand zwischen der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) und dem ersten Windungs-Sitzbereich (37a) der Ventilfeder (37) des Sicherheitsventils (33) in axialer Richtung der Ventilbohrung (34) sich graduell von einem (45a) von radial gegenüberliegenden Bereichen (45a, 45b) der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) zum anderen (45b) der radial gegenüberliegenden Bereiche (45a, 45b) der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) vergrößert.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung nach Anspruch 4, wobei die Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) durch Pressen eines Stempels mit einer vorgegebenen Form auf dem Ventilsitz (36) ausgebildet wird und der Stempel zumindest einen Teil einer kugelförmigen Oberfläche aufweist, die die gleiche Wölbung wie die der kugelförmigen Oberfläche des Ventilelements (35) aufweist und als Formfläche zur Formgebung der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) dient.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, umfassend: – ein Pumpengehäuse (4) mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a); – eine Antriebswelle (6), die vom Pumpengehäuse (4) drehbewegich gelagert wird; – einen Rotor (7), der im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) angeordnet ist, um von der Antriebswelle (6) gedreht zu werden, wobei der Rotor (7) eine Mehrzahl von Flügel (16) aufweist, die in radialer Richtung des Rotors (7) beweglich angeordnet sind; – einen Nockenring (8), der auf einer radialen Außenseite des Rotors (7) in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) variiert wird, wobei der Nockenring (8) im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln (16) und dem Rotor (7) eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) definiert; – einen Ansaugdurchgang (19a), der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) vergrößert; – einen Ausstoßdurchgang (19b), der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) verringert; und – eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung (26) zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (14a, 14b), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings (8) ausgebildet sind; und – ein Sicherheitsventil (48), das im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang (19b) und dem Ansaugdurchgang (19a) angeordnet ist, wobei das Sicherheitsventil (48) aufweist: – eine Ventilbohrung (34), die im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist; – ein kugelförmiges Ventilelement (35), das in der Ventilbohrung (34) angeordnet ist; – einen Ventilsitz (49), der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (49) mit einer Durchgangsöffnung (44), die mit dem Ausstoßdurchgang (19b) in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche (50) ausgebildet ist, auf der das Ventilelement (35) sitzt, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche (50) auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung (44) angeordnet ist, das dem Ventilelement (35) zugewandt ist, – eine Spiralfeder (37), die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) angeordnet ist; und – eine Ventilelement-Halterung (51, 59), die zwischen dem Ventilelement (35) und der Spiralfeder (37) angeordnet ist, um das Ventilelement (35) durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder (37) in Richtung zum Ventilsitz (49) vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung (51, 59) einen Ventilelement-Haltebereich (52, 60), der auf einer Seite des Ventilelements (35) angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich (54, 62) umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder (37) angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich (52, 60) das Ventilelement (35) hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (51, 59) und dem Ventilelement (35) begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich (54, 62) eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (51, 59) und der Spiralfeder (37) begrenzt, wobei der Ventilelement-Haltebereich (52, 60) der Ventilelement-Halterung (51, 59) das Ventilelement (35) in einer Position hält, in der ein Mittelpunkt (C) des Ventilelements (35) von einer Mittelachse (A3, A5) des Ventilelement-Haltebereichs (52, 60) in radialer Richtung des Ventilelement-Haltebereichs (52, 60) versetzt angeordnet ist, und der Ventilelement-Haltebereich (52, 60) der Ventilelement-Halterung (51, 59) so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in der geschlossenen Stellung befindet, der Ventilelement-Haltebereich (52, 60) von einem Windungs-Sitzbereich (37a) der Spiralfeder (37) versetzt angeordnet ist, der auf einer gegenüberliegenden Seite der Sitzfläche (45) des Ventilsitzes (36) in radialer Richtung des Ventilelement-Haltebereichs (52, 60) angeordnet ist.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung nach Anspruch 6, wobei der Ventilelement-Haltebereich (60) der Ventilelement-Halterung (59) eine Ventilelement-Halteausnehmung (61) umfasst, die in einer derartigen konkav-konischen Form ausgebildet ist, dass ein Durchmesser der konkav-konischen Form sich von einem tiefsten Bereich der Ventilelement-Halteausnehmung (61) zu einem offenen Endumfang der Ventilelement-Halteausnehmung (61) graduell vergrößert und der tiefste Bereich der Ventilelement-Halteausnehmung (61) von einer Mittelachse (A5) der Ventilelement-Halterung (59) in radialer Richtung der Ventilelement-Halterung (59) versetzt angeordnet ist.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, umfassend: – ein Pumpengehäuse (4) mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a); – eine Antriebswelle (6), die vom Pumpengehäuse (4) drehbewegich gelagert wird; – einen Rotor (7), der im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) angeordnet ist, um von der Antriebswelle (6) gedreht zu werden, wobei der Rotor (7) eine Mehrzahl von Flügel (16) aufweist, die in radialer Richtung des Rotors (7) beweglich angeordnet sind; – einen Nockenring (8), der auf einer radialen Außenseite des Rotors (7) in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) variiert wird, wobei der Nockenring (8) im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln (16) und dem Rotor (7) eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) definiert; – einen Ansaugdurchgang (19a), der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) vergrößert; – einen Ausstoßdurchgang (19b), der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) verringert; und – eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung (26) zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (14a, 14b), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings (8) ausgebildet sind; und – ein Sicherheitsventil (67), das im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang (19b) und dem Ansaugdurchgang (19a) angeordnet ist, wobei das Sicherheitsventil (67) aufweist: – eine Ventilbohrung (34), die im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist; – ein kugelförmiges Ventilelement (35), das in der Ventilbohrung (34) angeordnet ist; – einen Ventilsitz (49), der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (49) mit einer Durchgangsöffnung (44), das mit dem Ausstoßdurchgang (19b) in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche (50) ausgebildet ist, auf der das Ventilelement (35) sitzt, wenn das Sicherheitsventil (33) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche (50) auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung (44) angeordnet ist, die dem Ventilelement (35) zugewandt ist, – eine Spiralfeder (68), die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) angeordnet ist; und – eine Ventilelement-Halterung (38), die zwischen dem Ventilelement (35) und der Spiralfeder (68) angeordnet ist, um das Ventilelement (35) durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder (68) in Richtung zum Ventilsitz (49) vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung (38) einen Ventilelement-Haltebereich (40), der auf einer Seite des Ventilelements (35) angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich (39) umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder (68) angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich (40) das Ventilelement (35) hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und dem Ventilelement (35) begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich (39) eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und der Spiralfeder (68) begrenzt, wobei die Spiralfeder (68) so ausgebildet ist, dass eine Sitzfläche (68a), die auf einer gegenüberliegenden Seite der Ventilelement-Halterung (38) angeordnet ist, bezüglich einer imaginären Ebene (P) senkrecht zu einer Mittelachse (A7) der Spiralfeder (68) geneigt ist, um dadurch eine Mittelachse (A2) der Ventilelement-Halterung (38) in Bezug auf eine Mittelachse (A1) der Ventilbohrung (34) zu neigen, wenn sich das Sicherheitsventil (67) in der geschlossenen Stellung befindet.
Flügelzellenpumpe mit variabler Verstellung, umfassend: – ein Pumpengehäuse (4) mit einem Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a); – eine Antriebswelle (6), die vom Pumpengehäuse (4) drehbewegich gelagert wird; – einen Rotor (7), der im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) angeordnet ist, um von der Antriebswelle (6) gedreht zu werden, wobei der Rotor (7) eine Mehrzahl von Flügel (16) aufweist, die in radialer Richtung des Rotors (7) beweglich angeordnet sind; – einen Nockenring (8), der auf einer radialen Außenseite des Rotors (7) in eine Richtung beweglich angeordnet ist, sodass ein exzentrisches Maß des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) variiert wird, wobei der Nockenring (8) im Zusammenspiel mit den jeweiligen Flügeln (16) und dem Rotor (7) eine Mehrzahl von Pumpenkammern (17) definiert; – einen Ansaugdurchgang (19a), der mit einem Ansaugbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) vergrößert; – einen Ausstoßdurchgang (19b), der mit einem Ausstoßbereich im Pumpenelement-Aufnahmeraum (4a) in Verbindung steht, wobei ein Volumen der jeweiligen Pumpenkammern (17) sich bei einer Rotation des Rotors (7) verringert; und – eine Hydraulikdruck-Steuer-/Regeleinrichtung (26) zur Steuerung/Regelung des exzentrischen Maßes des Nockenrings (8) in Bezug auf den Rotor (7) durch eine Steuerung/Regelung eines Hydraulikdrucks in zumindest einer aus einem Paar von Flüssigkeitsdruckkammern (14a, 14b), die auf radial gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings (8) ausgebildet sind; und – ein Sicherheitsventil (63), das im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist, um einen Hydraulikdurchgang zu öffnen und zu schließen, der zwischen dem Ausstoßdurchgang (19b) und dem Ansaugdurchgang (19a) angeordnet ist, wobei das Sicherheitsventil (63) aufweist: – eine Ventilbohrung (34), die im Pumpengehäuse (4) angeordnet ist; – ein kugelförmiges Ventilelement (35), das in der Ventilbohrung (34) angeordnet ist; – einen Ventilsitz (64), der auf einer axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) fixiert angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (64) mit einer Durchgangsöffnung (66), die mit dem Ausstoßdurchgang (19b) in Verbindung steht, und mit einer ringförmigen Sitzfläche (65) ausgebildet ist, auf der das Ventilelement (35) sitzt, wenn das Sicherheitsventil (63) sich in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei die Sitzfläche (65) auf einer Seite eines offenen Endes der Durchgangsöffnung (66) angeordnet ist, das dem Ventilelement (35) zugewandt ist, – eine Spiralfeder (37), die auf der anderen axialen Seite der Ventilbohrung (34) in Bezug auf das Ventilelement (35) angeordnet ist; und – eine Ventilelement-Halterung (38), die zwischen dem Ventilelement (35) und der Spiralfeder (37) angeordnet ist, um das Ventilelement (35) durch eine Rückstellkraft aufgrund einer Druckverformung der Spiralfeder (37) in Richtung zum Ventilsitz (64) vorzuspannen, wobei die Ventilelement-Halterung (38) einen Ventilelement-Haltebereich (40), der auf einer Seite des Ventilelements (35) angeordnet ist, und einen Feder-Eingriffbereich (39) umfasst, der auf einer Seite der Spiralfeder (37) angeordnet ist, wobei der Ventilelement-Haltebereich (40) das Ventilelement (35) hält, während eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und dem Ventilelement (35) begrenzt wird, wobei der Feder-Eingriffbereich (39) eine relative radiale Verstellung zwischen der Ventilelement-Halterung (38) und der Spiralfeder (37) begrenzt, wobei die Durchgangsöffnung (66) des Ventilsitzes (64) einen axialen Endbereich (66a) umfasst, welchem das Ventilelement (35) zugewandt ist, wobei der axiale Endbereich (66a) eine Mittelachse (A6) aufweist, die von einer Mittelachse (A1) der Ventilbohrung (34) versetzt angeordnet ist, und die Sitzfläche (65) des Ventilsitzes (64) so ausgebildet ist, dass, wenn das Sicherheitsventil sich in der geschlossenen Stellung befindet, ein Mittelpunkt (C) des Ventilelements (35) von der Mittelachse (A6) des axialen Endbereichs (66a) der Durchgangsöffnung (66) des Ventilsitzes (64) versetzt angeordnet ist.