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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit variabler Kapazität
und insbesondere eine Flügelpumpe mit variabler Kapazität
für eine Servolenkung.
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Stand der Technik
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Die
in dem Patentdokument 1 beschriebene herkömmliche Flügelpumpe
mit variabler Kapazität steuert eine Pumpausgabemenge,
indem sie einen Nockenring schwenkt.
- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der
Kokai-Veröffentlichungsnummer 11-93856
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Zusammenfassung der Erfindung
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Weil
die Pumpe der oben genannten Technik aus dem Stand der Technik im
Gegensatz zu einer Pumpe mit einer fixierten Kapazität
eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist,
befindet sich der Druck in einem unausgeglichenen Zustand, in dem
der Druck auf der Seite der Auslassöffnung größer
ist. Dieser Druck auf der Seite der Auslassöffnung wirkt
auf einen Rotor und auf eine Antriebswelle und biegt und verschiebt
die Antriebswelle zu der Seite der Einlassöffnung, sodass
die Antriebswelle versetzt wird. Diese Verschiebung veranlasst eine Abweichung
der relativen Position zwischen der Antriebswelle und dem Nockenring.
Deshalb tritt eine Verzögerung der Kompressionsstartzeit
auf, wodurch sich das Problem ergibt, dass die Pumpeneffizienz vermindert
ist und eine Schwingung verursacht wird.
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Die
vorliegende Erfindung nimmt auf dieses Problem Bezug, wobei es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Flügelpumpe
mit variabler Kapazität anzugeben, die eine Verminderung
der Pumpeneffizienz und eine Schwingung reduzieren kann.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, umfasst in der vorliegenden
Erfindung eine Flügelpumpe mit variabler Kapazität:
einen Pumpenkörper; eine Antriebswelle, die drehbar durch
den Pumpenkörper gehalten wird; einen Rotor, der in dem
Pumpenkörper vorgesehen ist und drehend durch die Antriebswelle
angetrieben wird; eine Vielzahl von Flügeln, die radial
ausfahrbar in entsprechenden Schlitzen installiert sind, die in
einer Umfangsrichtung in dem Rotor angeordnet sind; einen Nockenring,
der schwenkbar auf einer Haltefläche in dem Pumpenkörper
vorgesehen ist und an einer Innenumfangsseite zusammen mit dem Rotor
und den Flügeln eine Vielzahl von Pumpenkammern bildet;
ein erstes und ein zweites Glied, die auf beiden Seiten in einer
Axialrichtung des Nockenrings vorgesehen sind; eine Einlassöffnung,
die an dem ersten und/oder dem zweiten Glied vorgesehen ist und
sich zu einem Abschnitt der Pumpenkammer öffnet, in dem
das Volumen der Pumpenkammer größer wird; eine
Auslassöffnung, die an dem ersten und/oder dem zweiten Glied
vorgesehen ist und sich zu einem Abschnitt der Pumpenkammer öffnet,
in dem das Volumen der Pumpenkammer kleiner wird; und ein Dichtungsglied,
das an einer Außenumfangsseite des Nockenrings vorgesehen
ist und eine erste Hydraulikdruckkammer auf der Seite, auf der die
Pumpausgabemenge größer wird, und eine zweite
Hydraulikdruckkammer auf der Seite, auf der die Pumpausgabemenge
kleiner wird, in einem Raum außerhalb des Außenumfangs
des Nockenrings bildet; wobei die Mitte des Nockenrings von der
Mitte der Antriebswelle zu der Seite der Einlassöffnung
hin versetzt ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittansicht in einer Axialrichtung einer Flügelpumpe
gemäß einer Ausführungsform 1.
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2 ist
eine Schnittansicht in einer Radialrichtung der Flügelpumpe
gemäß der Ausführungsform 1 (die Exzentrizität
eines Nockenrings ist hier maximal).
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3 ist
eine Schnittansicht in einer Radialrichtung der Flügelpumpe
gemäß der Ausführungsform 1 (die Exzentrizität
des Nockenrings ist hier minimal).
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4 ist
eine Schnittansicht eines Teils der Flügelpumpe in einem
nicht-Ladungszustand (in einem nicht-Pumpzustand).
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5 ist
ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Öffnungsbezugslinie M1-M2
und einer OC-OR-Linie
aus dem Stand der Technik zeigt.
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6 ist
ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Öffnungsbezugslinie M1-M2
und einer OC-OR-Linie
der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Schnittansicht des Teils der Flügelpumpe gemäß einer
Ausführungsform 1-1.
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8 ist
eine Schnittansicht des Teils der Flügelpumpe gemäß einer
Ausführungsform 2.
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9 ist
ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Öffnungsbezugslinie M1-M2
und einer OC-OR-Linie
der Ausführungsform 2 zeigt.
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10 ist
ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Öffnungsbezugslinie
M1-M2 und einer OC-OR-Linie
vor der Anwendung der Ausführungsform 2 auf den Stand der
Technik zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann eine Flügelpumpe mit variabler
Kapazität vorgesehen werden, die eine Verminderung Pumpeneffizienz und
eine Schwingung reduziert, die durch die Versatzverschiebung der
Antriebswelle verursacht werden.
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Im
Folgenden wird die Flügelpumpe mit variabler Kapazität
der vorliegenden Erfindung anhand von verschiedenen Ausführungsformen
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Ausführungsform 1
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[Aufbau der Flügelpumpe]
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform 1 mit Bezug auf 1 bis 7 erläutert. 1 ist eine
Schnittansicht in einer Axialrichtung einer Flügelpumpe 1. 2 und 3 sind
Schnittansichten in einer Radialrichtung der Flügelpumpe 1. 2 zeigt
einen Fall, in dem ein Nockenring 4 an einem Ende in der
negativen Richtung einer y-Achse positioniert ist (hier ist die
Exzentrizitätsgröße des Nockenrings 4 maximal). 3 zeigt
einen Fall, in dem ein Nockenring 4 an einem Ende in der
positiven Richtung der y-Achse positioniert ist (hier ist die Exzentrizitätsgröße
des Nockenrings 4 minimal).
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In
den Zeichnungen ist die Axialrichtung einer Antriebswelle 2 als
eine x-Achse definiert und ist die Richtung, in der die Antriebswelle 2 in
das erste und das zweite Gehäuse 11, 12 eingesteckt
wird, eine positive Richtung der x-Achse. Weiterhin ist die Axialrichtung
einer Feder 201, die ein Schwenken des Nockenrings 4 beschränkt,
als eine y-Achse definiert (siehe 2) und ist
die Richtung, in der die Feder 201 den Nockenring 4 drückt,
als die negative Richtung der y-Achse definiert. Die Achse, die
orthogonal zu der x-Achse und der y-Achse ist, ist die z-Achse.
Und die Richtung, in der ein Einlassloch „EIN” angeordnet
ist, ist die positive Richtung der z-Achse.
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Die
Flügelpumpe 1 weist die Antriebswelle 2, einen
Rotor 3, den Nockenring 4, einen Adapterring 5 und
einen Pumpenkörper 10 auf. Die Antriebswelle 2 ist über
eine Riemenscheibe mit einem Motor verbunden und dreht sich zusammen
mit dem Rotor 3.
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Eine
Vielzahl von Schlitzen 31 ist radial an dem Rotor 3 ausgebildet
und um einen Umfang des Rotors 3 herum angeordnet. Jeder
Schlitz 31 ist eine Rille, die in einer Axialrichtung ausgebildet
ist. Und in jedem Schlitz 31 ist ein Flügel 32 vorgesehen.
Der Flügel 32 ist derart in den Schlitz 31 eingesteckt, dass
sich der Flügel 32 in der Radialrichtung bewegen
oder erstrecken kann. Auf einem radial inneren Seitenendteil jedes
Schlitzes 31 ist eine Rückdruckkammer 33 mit
einem darin vorgesehenen Druckfluid ausgebildet, um den Flügel 32 durch
das Druckfluid in der Radialrichtung nach außen zu drücken.
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Der
Pumpenkörper 10 wird durch ein erstes Gehäuse 11 und
ein zweites Gehäuse 12 (ein zweites Glied) gebildet.
Das erste Gehäuse 11 ist napfförmig mit
einem Boden ausgebildet und öffnet sich in der positiven
Richtung der x-Achse. An einem Bodenteil 111 des ersten
Gehäuses 11 ist eine scheibenförmige Seitenplatte 6 (ein
erstes Glied) installiert. Der Adapterring 5, der Nockenring 4 und
der Rotor 3 sind in einem Pumpenelement-Aufnahmeteil 112,
der ein Innenumfangsteil des ersten Gehäuses 11 ist,
auf der Seite in der positiven Richtung der x-Achse der Seitenplatte 6 aufgenommen.
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Das
zweite Gehäuse 12 ist in einem für Flüssigkeiten
dichten Kontakt mit dem Adapterring 5, dem Nockenring 4 und
dem Rotor 3 von der Seite in der positiven Richtung der
x-Achse. Der Adapterring 5, der Nockenring 4 und
der Rotor 3 sind zwischen der Seitenplatte 6 und
dem zweiten Gehäuse 12 eingeschlossen und werden
durch diese Seitenplatte 6 und das zweite Gehäuse 12 gehalten.
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Auf
der Seitenfläche 61 in der positiven Richtung
der x-Achse der Seitenplatte 6 und auf der Seitenfläche 120 in
der negativen Richtung der x-Achse des zweiten Gehäuses 12 sind
jeweils Einlassöffnungen 62, 121 und
Auslassöffnungen 63, 122 vorgesehen.
Diese Einlass- und Auslassöffnungen sind mit dem Einlassloch „EIN” und
einem Auslassloch „AUS” verbunden, um ein Arbeitsfluid
für eine Pumpenkammer „B” zwischen dem
Rotor 3 und dem Nockenring 4 zu- und abzuführen.
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Der
Adapterring 5 ist ein im wesentlichen ovales Ringlied,
dessen y-Achse länger als und dessen z-Achse kürzer
ist. Der Adapterring 5 ist in dem ersten Gehäuse 11 installiert,
und der Nockenring 4 ist in dem Adapterring 5 installiert.
Damit sich der Adapterring 5 nicht während des
Pumpenantriebs in dem ersten Gehäuse 11 dreht,
wird die Drehung des Adapterrings 5 in Bezug auf das erste
Gehäuse 11 durch einen Stift 40 beschränkt.
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Der
Nockenring 4 ist ein ringförmiges Glied, das im
wesentlichen die Form eines perfekten Kreises aufweist und dessen
Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser eines Innenumfang der
kleineren Achse des Adapterrings 5 ist. Weil also der Nockenring 4 in
dem ovalen Adapterring 5 installiert ist, ist eine hydraulische
Druckkammer „A” zwischen dem Innenumfang des Adapterrings 5 und
einem Außenumfang des Nockenrings 4 in einem Raum
außerhalb des Außenumfangs des Nockenrings 4 definiert.
Der Nockenring 4 kann also innerhalb des Adapterrings 4 in
der y-Achsenrichtung schwenken oder kippen.
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Ein
Dichtungsglied 50 (ein erstes Dichtungsglied) ist an einem
oberen Endteil in der positiven Richtung der z-Achse an einer Innenumfangsfläche 53 des
Adapterrings 5 vorgesehen. Weiterhin ist an einem unteren
Endteil in der negativen Richtung der z-Achse an der Innenumfangsfläche 53 eine
Haltefläche „N” ausgebildet. Der Adapterring 5 hält
den Nockenring 4 und stoppt eine Bewegung in der negativen
Richtung der z-Achse des Nockenrings 4 durch die Haltefläche „N”.
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Auf
der Haltefläche „N” ist der Stift 40 (ein zweites
Dichtungslied) vorgesehen. Die oben genannte Hydraulikdruckkammer „A” zwischen
dem Nockenring 4 und dem Adapterring 5 wird durch
diesen Stift 40 und das Dichtungsglied 50 jeweils
auf der Seite der negativen Richtung und auf der Seite der positiven
Richtung der y-Achse in zwei Hydraulikdruckkammern unterteilt, sodass
eine erste Hydraulikdruckkammer A1 und eine zweite Hydraulikdruckkammer
A2 definiert werden.
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Weil
der Nockenring 4 schwenkt oder kippt, während
sich die Haltefläche „N” dreht, werden
die Kapazitäten oder Volumina der ersten und der zweiten
Hydraulikdruckkammer A1, A2 variiert. Die Haltefläche „N” auf
der Seite der negativen Richtung der z-Achse ist parallel zu der ξ-Achse
ausgebildet, die durch eine Drehung der y-Achse gegen den Uhrzeigersinn
mit dem Ausgangspunkt als Zentrum definiert wird. Die Haltefläche „N” neigt
sich also in der positiven Richtung der z-Achse, wenn sich die Haltefläche „N” in
der positiven Richtung der y-Achse erstreckt. Und außerdem
gestattet diese sich neigende Haltefläche „N”,
dass der Nockenring 4 einfach in der negativen Richtung
der y-Achse schwenken oder kippen kann.
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Weil
ein Einlassdruck in die zweite Hydraulikdruckkammer A2 geführt
wird, kann durch den Innendruck der zweiten Hydraulikdruckkammer
A2 keine ausreichende Haltekraft des Nockenrings 4 erhalten werden.
Der Nockenring 4 neigt also dazu, zu der Seite der zweiten
Hydraulikdruckkammer A2 zu kippen (zu der Seite in der positiven
Richtung der y-Achse). Indem jedoch eine Halteposition auf der Haltefläche „N” in
einem Zustand mit einer großen Drehung und einem niedrigen
Druck höher eingestellt wird als in einem Zustand mit einer
geringen Drehung und einem hohen Druck (die Halteposition in dem
Zustand mit einer großen Drehung und einem niedrigen Druck auf
der Seite der Einlassöffnung 61, 121 vorgesehen wird),
wird ein Kippen des Nockenrings 4 verhindert.
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Der
Außendurchmesser des Rotors 3 ist kleiner als
derjenige eines Nockenring-Innenumfangs 41, und der Rotor 3 ist
in dem Nockenring 4 installiert. Der Rotor 3 ist
derart vorgesehen, dass der Außenumfang des Rotors 3 den
Nockenring-Innenumfang 41 auch dann nicht berührt,
wenn der Nockenring 4 schwenkt und sich die relative Position
zwischen dem Rotor 3 und dem Nockenring 4 ändert.
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Wenn
der Nockenring 4 schwenkt und an dem Ende in der negativen
Richtung der y-Achse in dem Adapterring 5 positioniert
ist, wird die Distanz „L” zwischen der Nockenring-Innenfläche 41 und
der Außenfläche des Rotors 3 maximal.
Wenn dagegen der Nockenring 4 an dem Ende in der positiven
Richtung der y-Achse in dem Adapterring 5 positioniert
ist, wird die Distanz „L” minimal.
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Die
Länge in der Radialrichtung des Flügels 32 ist
länger als die maximale Distanz „L” gesetzt. Deshalb
berührt der Flügel 32 immer den Nockenring-Innenumfang 41,
während er in dem Schlitz 31 eingesteckt ist,
unabhängig von der relativen Position zwischen dem Rotor 3 und
dem Nockenring 4. Bei dieser Einstellung empfängt
der Flügel 32 immer einen Rückdruck aus
der Rückruckkammer 33 und berührt der
Flügel 32 den Nockenring-Innenumfang 41 in
einem für Flüssigkeiten dichten Zustand.
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Dementsprechend
werden immer für Flüssigkeiten dichte Räume
zwischen dem Nockeinring 4 und dem Rotor 3 durch
die Vielzahl von benachbarten Flügeln 32 definiert
und wird die Pumpenkammer „B” gebildet. Wenn die
Mitte des Nockenrings 4 durch das Schwenken des Nockenrings 4 von
der Mitte des Rotors 3 verschoben wird (d. h. der Rotor 3 und
der Nockenring 4 unter exzentrisch positioniert sind),
variiert das Volumen jeder Pumpenkammer „B” bei
einer Drehung des Rotors 3.
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Die
Einlassöffnungen 61, 121 und die Auslassöffnungen 63, 122 sind
jeweils in der Seitenplatte 6 und dem zweiten Gehäuse 12 vorgesehen
und entlang des Außenumfangs des Rotors 3 ausgebildet, wobei
das Zuführen und Abführen des Arbeitsfluids durch
eine Volumenänderung jeder Pumpenkammer „B” bewerkstelligt
wird.
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An
einem Endteil in der positiven Richtung der y-Achse des Adapterrings 5 ist
ein sich in der radialen Richtung erstreckendes Durchgangsloch 51 ausgebildet.
Weiterhin ist ein Verschlussglied-Einsteckloch 114 an einem
Endteil in der positiven Richtung der y-Achse des ersten Gehäuses 11 ausgebildet.
Ein napfförmiges Verschlussglied 70 mit einem Boden
ist in das Verschlussglied-Einsteckloch 114 eingesteckt,
wobei das Innere der Pumpe gegenüber dem Äußeren
des ersten und des zweiten Gehäuses 11, 12 isoliert
ist und der für Flüssigkeiten dichte Zustand des
Pumpeninneren aufrechterhalten wird.
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Die
oben genannte Feder 201 ist in das Verschlussglied 70 einsteckt
und an einem Innenumfang des Verschlussglieds 70 befestigt,
sodass die Feder 201 in der y-Achsenrichtung erweitert
und kontrahiert werden kann. Insbesondere ist die Feder 201 in
das sich in der Radialrichtung erstreckende Durchgangsloch 51 des
Adapterrings 5 eingesteckt und berührt oder kontrahiert
den Nockenring 4, um den Nockenring 4 in der negativen
Richtung der y-Achsenrichtung zu drücken.
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Die
Feder 201 ist eine Feder, die den Nockenring 4 in
der negativen Richtung der y-Achse drückt, in der die Schwenkgröße
des Nockenrings maximal wird. Weiterhin stabilisiert die Feder 201 die Ausgabemenge
(die Schwenkposition des Nockenrings 4) während
eines Pumpstarts, während dem der Druck nicht stabil ist.
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In
der Ausführungsform wirkt eine Öffnung des sich
in der Radialrichtung 51 erstreckenden Durchgangslochs 51 des
Adapterrings 5 als Stopper, der das Schwenken in der positiven
Richtung der y-Achse des Nockenrings 4 begrenzt. Das Verschlussglied 70 selbst
könnte jedoch auch in das sich in der Radialrichtung erstreckende
Durchgangsloch 51 eingesteckt werden und von dem Innenumfang des
Adapterrings 5 vorstehen, um als Stopper zu dienen, der
ein Schwenken des Nockenrings 4 in der positiven Richtung
der y-Achse beschränkt.
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[Zufuhr des unter Druck stehenden Fluids
zu der ersten und der zweiten Hydraulikdruckkammer]
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Ein
Durchgangsloch 52 ist an einem oberen Teil in der positiven
Richtung der z-Achse des Adapterrings 5 auf einer Seite
des Dichtungsglieds 50 in der negativen Richtung der y-Achse
vorgesehen. Dieses Durchgangsloch 52 ist über
eine Ölleitung 113 in dem ersten Gehäuse 11 mit
einem Steuerventil 7 verbunden. Außerdem ist das
Durchgangsloch 52 mit der ersten Hydraulikdruckkammer A1
auf der Seite der negativen Richtung der y-Achse und weiterhin mit
der ersten Hydraulikdruckkammer A1 und dem Steuerventil 7 verbunden.
Die Ölleitung 113 öffnet sich zu einem
Ventilinstallationsloch 115, in dem das Steuerventil 7 installiert
ist, wobei mit der Pumpaktion ein Steuerdruck „Pv” in
die erste Hydraulikdruckkammer A1 eingeführt wird.
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Das
Durchgangsloch 52 an dem Adapterring 5 ist an
einem mittleren Teil der Breite des Adapterrings in der Achsenrichtung
vorgesehen, sodass eine Außenumfangsrichtung des Adapterrings 5 als
eine Dichtungsfläche wirkt und ein Lecken reduziert werden
kann.
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Das
Steuerventil 7 ist über die Ölleitungen 21 und 22 mit
den Auslassöffnungen 63, 122 verbunden. Eine
Mündung 8 ist an der Ölleitung 22 vorgesehen, und
ein Auslassdruck „Pout” als vorgeordneter Druck der
Mündung 8 und ein nachgeordneter Druck „Pfb” der
Mündung 8 werden in das Steuerventil 7 eingeführt.
Dann wird das Steuerventil 7 durch eine Druckdifferenz
zwischen „Pout” und „Pfb” einerseits
und einer Ventilfeder 7a andererseits betrieben, und es
wird der Steuerdruck „Pv” erzeugt.
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Weil
also der Steuerdruck „Pv” in die erste Hydraulikdruckkammer
A1 eingeführt wird und dieser Steuerdruck „Pv” auf
der Basis eines Einlassdrucks „Pin” und des Auslassdrucks „Pout” erzeugt
wird, gilt die folgende Beziehung zwischen dem Steuerdruck „Pv” und
dem Einlassdruck „Pin”: Steuerdruck „Pv” ≥ Einlassdruck „Pin”.
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Weiterhin
wird der Einlassdruck „Pin” über einen
Verbindungspfad 64 in die zweite Hydraulikdruckkammer A2
eingeführt. Dieser Verbindungspfad 64 ist ein Ölpfad,
der mit dem Einlassloch „EIN” und mit der Seitenfläche 120 in
der negativen Richtung der x-Achse und weiterhin mit dem Einlassloch „EIN” und
der zweiten Hydraulikdruckkammer A2 verbunden ist. Der Verbindungspfad 64 öffnet
sich immer zu der zweiten Hydraulikdruckkammer A2 unabhängig von
der Schwenkposition des Nockenrings 4.
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Deshalb
wird die zweite Hydraulikdruckkammer A2 stets mit dem Einlassdruck „Pin” versorgt. Dadurch
wird in der Flügelpumpe 1 der vorliegenden Erfindung
nur ein Fluiddruck P1 des ersten Hydraulikdruckkammer A1 gesteuert.
Dagegen wird ein Fluiddruck P2 der zweiten Hydraulikdruckkammer
A2 nicht gesteuert, wobei der Fluiddruck P2 stets gleich dem Einlassdruck „Pin” (P2
= Einlassdruck „Pin”) ist. Dadurch wird das Lecken
des Drucks von der Seite der zweiten Hydraulikdruckkammer A2 zu
der Seite der Einlassöffnung 62, 121 reduziert
und wird eine Verminderung der Pumpeneffizienz unterdrückt.
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[Schwenken des Nockenrings]
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Wenn
eine Vorspannkraft in der positiven Richtung der y-Achse, die der
Nockenring 4 von dem Druck P1 der ersten Hydraulikdruckkammer
A1 empfängt, größer als eine Vorspannkraft
in der negativen Richtung der y-Achse wird, die der Nockenring 4 von dem
Druck P2 der zweiten Hydraulikdruckkammer A2 und der Feder 201 empfängt,
schwenkt der Nockenring 4 in der positiven Richtung der
y-Achse um den als Drehpunkt dienenden Stift 40. Das Volumen einer
Pumpenkammer By+ auf der Seite der positiven Richtung der y-Achse
wird durch das Schwenken des Nockenrings 4 erhöht,
während das Volumen einer Pumpenkammer By+ auf der Seite
der negativen Richtung der y-Achse vermindert wird.
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Wenn
das Volumen der Pumpenkammer By– auf der Seite der negativen
Richtung der y-Achse vermindert wird, werden die Ölmenge,
die während einer Einheitszeit von den Einlassöffnungen 62, 121 zu
den Auslassöffnungen 63, 122 geführt
wird, und der Auslassdruck reduziert. Durch diese Reduktion wird
auch der Druck P1 der ersten Hydraulikdruckkammer A1, in die der
Auslassdruck eingeführt wird, reduziert. Wenn dann die
Gesamtvorspannkraft in der negativen Richtung der y-Asche größer
wird, schwenkt der Nockenring 4 in der negativen Richtung der
y-Achse.
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Wenn
die Vorspannkraft in der positiven Richtung der y-Achse und die
Vorspannkraft in der negativen Richtung der y-Achse im wesentlichen gleich
werden, heben die beiden Kräfte in der y-Achsenrichtung,
die auf den Nockenring 4 wirken, einander auf, sodass der
Nockenring 4 ruht. Wenn der Auslassdruck erhöht
wird, schwenkt der Nockenring 4 in der positiven Richtung
der y-Achse und wird die Mittenposition der Achse des Nockenrings 4 identisch
mit derjenigen des Rotors 3. Dann werden die Volumen der
beiden Pumpenkammern By+, By– auf der Seite der positiven
Richtung und auf der Seite der negativen Richtung der y-Achse gleich,
sodass die folgende Druckbeziehung gilt: Einlassdruck = Auslassdruck
= 0.
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Dadurch
wird der Druck P1 der ersten Hydraulikdruckkammer A1 auch gleich
0 und wird der Nockenring 4 in der negativen Richtung der
y-Achse durch die Vorspannkraft F der Feder 201 gedrückt. Dadurch
wird der Auslassdruck „Pout” zurückgesetzt und
wird die Exzentrizitätsgröße des Nockenrings 4 eingestellt,
sodass die Druckdifferenz zwischen der vorgeordneten Seite und der
nachgeordneten Seite der Auslassmündung konstant ist.
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[Abweichung der Positionen zwischen der
Antriebswellenmitte und der Nockenringmitte]
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4 ist
eine Schnittansicht eines Teils der Flügelpumpe 1 in
einem nicht-Ladungszustand (in einem nicht-Pumpantriebszustand).
Die Mitte der Antriebswelle 2 und des Rotors 3 ist
als OR definiert, und die Mitte des Nockenrings 4 ist
als OC definiert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Nockenringmitte
OC in dem nicht-Ladungszustand derart gesetzt,
dass die Nockenringmitte OC auf der Seite
der Einlassöffnung 62, 121 (auf der Seite
der positiven Richtung der z-Achse) im Vergleich zu der Mitte OR der Antriebswelle 2 positioniert
ist. Der Rotor 3 wird durch den Auslassdruck von der Seite
der negativen Richtung der z-Achse gedrückt und die Antriebswelle 2 wird
durch diese Vorspannkraft in der positiven Richtung der z-Achse
gebogen und verschoben.
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Weil
also die Mitte OR der Antriebswelle 2 in der
positiven Richtung der z-Achse verschoben wird, wird die Mitte OC des Nockenrings 4 zuvor zu der
Seite der positiven Richtung der z-Achse im Vergleich zu der Antriebswellenmitte
OR versetzt. Insbesondere indem die Haltefläche „N” geneigt
wird, wird die Position in der z-Achsenrichtung des Nockenrings 4 hoch gesetzt.
Auch wenn bei dieser Einstellung die Antriebswelle 2 durch
den Auslassdruck des Pumpenantriebs gebogen und verschoben wird,
kann eine stabile Ausgabemenge sichergestellt werden (entsprechende
Details werden weiter unten erläutert).
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Der
Nockenring-Innenumfang 41 und der Außenumfang
des Rotors 3 sind im wesentlichen kreisförmig.
Wenn also die Nockenringmitte OC und die
Antriebswellenmitte OR identisch sind, ist
die Distanz „L” zwischen dem Nockenring-Innenumfang 41 und
dem Außenumfang des Rotors 3 entlang des gesamten
Umfangs im wesentlichen gleich.
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Wenn
die Mitte OC des Nockenrings 4 von der
Mitte OR des Rotors 3 und der Antriebswelle 2 verschoben
wird, ist die Distanz „L” zwischen dem Nockenring-Inneumfang 41 und
dem Außenumfang des Rotors 3 nicht überall
gleich, sodass die Distanz „L” einen maximalen
Wert und einen minimalen Wert auf einer geraden OC-OR-Linie annimmt.
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Der
Flügel 32 wird in der Radialrichtung durch den
Druck aus der Rückdruckkammer 33 nach außen
gedrückt, sodass wenn die Distanz „L” variiert, auch
die Vorsprungsgröße des Flügels 32 variiert. Deshalb
variiert auch das Volumen der Pumpenkammer „B”,
das durch den Außenumfang des Rotors 3 und den
Nockenring-Innenumfang 41 und den Flügel 32 definiert
wird, in Abhängigkeit von der Distanz „L”.
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An
der Position des Nockenrings 4, wen welcher die Distanz „L” zwischen
dem Nockenring-Innenumfang 41 und dem Außenumfang
des Rotors 3 groß ist, ist auch das Volumen der
Pumpenkammer „B” groß. An der Position
des Nockenrings 4, an welcher die Distanz „L” klein
ist, ist das Volumen der Pumpenkammer „B” klein.
Folglich wechselt an einem Punkt, bevor und nachdem die Distanz „L” aufgrund
der Drehung des Rotors 3 den maximalen Wert Lmax auf der
geraden OC-OR-Linie
annimmt (auf der Seite der negativen Richtung der y-Achse auf der
geraden OC-OR-Linie),
das Volumen der Pumpenkammer von einer Zunahme zu einer Verminderung.
Andererseits wechselt an einem Punkt, bevor und nachdem die Distanz „L” den
minimalen Wert Lmin auf der geraden OC-OR-Linie annimmt (auf der Seite der positiven
Richtung der y-Achse auf der geraden OC-OR-Linie) das Volumen der Pumpenkammer „B” von
einer Verminderung zu einer Zunahme.
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Weil
sich der Rotor 3 gegen den Uhrzeigersinn dreht, wenn einer
der elf Flügel 32 die gerade OC-OR-Linie auf der Seite der negativen Richtung
der y-Achse kreuzt, nimmt das Volumen einer Pumpenkammer Ba auf
der Seite der positiven Richtung der z-Achse von der geraden OC-OR-Linie zu. Wenn
jedoch der Flügel 32 exakt auf der geraden OC-OR-Linie positioniert
ist, wird die Volumenänderung gleich null. Und wenn der
Flügel 32 nach dem Kreuzen der geraden OC-OR-Linie auf der
Seite der negativen Richtung der z-Achse positioniert ist, wechselt
das Volumen zu einer Verminderung.
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Also
jedes Mal, wenn der Flügel 32a die gerade OC-OR-Linie auf der
Seite der negativen Richtung der y-Achse kreuzt, wechselt das Volumen
der Pumpenkammer Ba von einer Zunahme zu einer Verminderung. Und
jedes Mal, wenn der Flügel 32a die gerade OC-OR-Linie auf der
Seite der positiven Richtung der y-Achse kreuzt, wechselt das Volumen
der Pumpenkammer Ba von einer Verminderung zu einer Zunahme. Es
wird also mit jedem Kreuzen der geraden OC-OR-Linie durch den Flügel 32 zwischen
einer positiven und einer negativen Volumenänderung der Pumpenkammer „B” gewechselt.
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[Öffnungsbezugslinie]
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Das
Ansaugen und Ausgeben in der Pumpenkammer „B” wechselt
zwischen den Einlassöffnungen 62, 121 und
den Auslassöffnungen 62, 122. Die Positionen
des Flügels 32 an dem Ansaug/Ausgabe-Wechselpunkt
sind die erste und die zweite Bezugsposition M1 und M2. Die erste
Bezugsposition M1 ist auf der Seite der negativen Richtung der y-Achse
positioniert, während die zweite Bezugsposition M2 auf
der Seite der positiven Richtung der y-Achse positioniert ist.
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In
der Ausführungsform 1 entspricht der Raum zwischen benachbarten
Flügels 32 einem Einheitsabstand, wobei die Position
der ersten Bezugsposition M1 eine um einen halben Einheitsabstand von
den Endkanten 62a, 121a (den Randteilen in der Drehrichtung
des Rotors 3) der Einlassöffnungen 62, 121 vorgerückte
Position ist. Entsprechend ist die Position der zweiten Bezugsposition
M2 eine um einen halben Einheitsabstand von den Endkanten 63a, 122a (den
Randteilen in der Drehrichtung der Rotoren 3) der Auslassöffnungen 63, 122 vorgerückte
Position.
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Eine
durch diese Bezugspositionen M1 und M2 gebildete M1-M2-Linie ist
als Öffnungsbezugslinie M1-M2 definiert. Jedes Mal wenn
in der Ausführungsform 1 der Flügel 32a durch
diese Öffnungsbezugslinie M1-M2 geht, wird zwischen dem
Ansaugen und Ausgeben der Pumpenkammer Ba gewechselt.
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Deshalb
ist ein Abschnitt Bz+ auf der Seite der positiven Richtung in der
Z-Achse (auf der Seite der Einlassöffnung 62, 121)
in Bezug auf die Öffnungsbezuglinie ein Ansaugabschnitt.
Ein Abschnitt Bz– auf der Seite der negativen Richtung
der z-Achse (auf der Seite der Auslassöffnung 63, 122)
in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 ist ein Ausgabeabschnitt.
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Um
also die Ausgabe der Flügelpumpe 1 zu stabilisieren,
ist es vorteilhaft, wenn die OC-OR-Linie, auf der zwischen einer positiven/negativen
Volumenänderung der Pumpenkammer „B” gewechselt
wird, und die Öffnungsbezugslinie M1-M2, auf der zwischen
dem Ansaugen/Ausgeben der Pumpenkammer B gewechselt wird, möglich
nahe beieinander liegen. Insbesondere wenn die beiden Linien nahe
beieinander auf der ersten Bezugsposition M1 liegen, die der Position
des Wechsels zwischen dem Ansaugen zu dem Ausgaben entspricht, ist
die Ausgabemenge stabil. Deshalb ist es wünschenswert,
dass die OC-OR-Linie
und die Öffnungsbezugslinie M1-M2 so nahe wie möglich
beieinander und so parallel wie möglich zueinander liegen.
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[Beziehung zwischen der Öffnungsbezugslinie
und der OC-OR-Linie]
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5 und 6 sind
schematische Ansichten, die die Beziehung zwischen der Öffnungsbezugslinie
M1-M2 und der OC-OR-Linie
zeigen.
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5 zeigt
den Stand der Technik (die Positionen der Mitte OC des
Nockenrings 4 und der Mitte OR der
Antriebswelle 2 in dem nicht-Ladungszustand (in dem nicht-Pumpenantriebszustand). 6 zeigt die
Ausführungsform 1 (in der die Nockenringmitte OC auf der Seite der positiven Richtung der
z-Achse in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 in dem nicht-Ladungszustand
positioniert ist).
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In
den Zeichnungen gibt eine dicke, durchgezogene Linie die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 wieder, während eine dicke, alternierend lang und
kurz gestrichelte Linie die OC-OR-Linie in einem Zustand hohen Pumpdrucks
wiedergibt und eine dicke, unterbrochene Linie die OC-OR-Linie in einem Zustand niedrigen Pumpdrucks
wiedergibt.
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Die
Nockenringmitte OC wird durch das Schwenken
des Nockenrings 4 in der y-Achsenrichtung verschoben. Dann
wird bei einer nicht-Ladung und bei einer maximalen Exzentrizität,
an der die Geschwindigkeit eine niedrige Geschwindigkeit ist (siehe 2),
die Nockenringmitte OC weit von der Antriebswellenmitte
OR in der negativen Richtung der y-Achse
verschoben. Weiterhin wird bei einer hohen Geschwindigkeit die Exzentrizitätsgröße
des Nockenrings 4 klein und wird die Versatzgröße
der Nockenringmitte OC ebenfalls klein.
Außerdem ist die Nockenringmitte OC weiterhin
von der Antriebswellenmitte OR versetzt.
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Wenn
die Pumpe 1 angetrieben wird und der Druck in der Pumpenkammer „B” erzeugt
wird, entspricht der Abschnitt Bz– auf der Seite der negativen Richtung
der z-Achse dem hohen Druck, während die Seite auf der
positiven Richtung der z-Achse dem niedrigen Druck entspricht, wobei
die Öffnungsbezugslinie M1-M2 eine Grenze in der Pumpenkammer „B” ist
und somit eine Druckdifferenz auftritt.
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Durch
diese Druckdifferenz wird der Rotor 3 zusammen mit der
Antriebswelle 2 in der positivern Richtung der z-Achse
gedrückt und wird die Antriebswelle 2 elastisch
in der positiven Richtung der z-Achse gebogen. Die Mitte OR der Antriebswelle 2 wird durch
diese elastische Verformung ebenfalls zu der Seite der positiven
Richtung der z-Achse verschoben, wobei dann die Abweichung zwischen
der Nockenringmitte OC und der Antriebswellenmitte
OR auftritt. Die Abweichungsgröße
wird bei dem hohen Druck groß, während sie bei
dem niedrigen Druck klein wird.
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Aufgrund
der elastischen Verformung der Antriebswelle 2 durch den
Ausgabedruck neigt sich jede der OC-OR-Linien bei dem hohen Druck und bei dem
niedrigen Druck in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2.
Die Winkel der OC-OR-Linien
bei dem hohen Druck und bei dem niedrigen Druck in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 sind jeweils α' und β'. α' und β'
sind beide groß, sodass die OC-OR-Linie und die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 voneinander entfernt an der ersten und der zweiten Bezugsposition
M1, M2, an denen zwischen dem Ansaugen und dem Ausgaben gewechselt
wird, positioniert sind, was eine instabile Ausgabe zur Folge hat.
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Weiterhin
wird in der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung
die Nockenringmitte OC zuvor von der Antriebswellenmitte
OR zu der Seite der positiven Richtung der
z-Achse (zu der Seite der Einlassöffnung 62, 121)
versetzt. Also auch wenn die Antriebswelle 2 durch den
Auslassdruck gebogen wird und die Antriebswellenmitte OR zu
der Seite der positiven Richtung der z-Achse verschoben wird, neigt
sich die OC-OR-Linie
nicht stark in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2.
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Bei
dieser Einstellung wird ein Winkel α zwischen der OC-OR-Linie und der
Bezugsöffnungslinie M1-M2 während des Pumpenantriebs
kleiner als der Winkel α' aus dem Stand der Technik (d.
h. α < α')
und werden die OC-OR-Linie
und die Bezugsöffnungslinie M1-M2 beinahe parallel zueinander.
In dem Zustand eines hohen Drucks gelangt an der ersten und an der zweiten
Bezugsposition M1, M2, an denen zwischen dem Ansaugen und dem Ausgaben
gewechselt wird, die OC-OR-Linie
nahe zu der Öffnungsbezugslinie M1-M2. Folglich wird die
Ausgabemengenfluktuation bei einem Wechsel zwischen dem Ansaugen/Ausgeben
klein, wodurch die Ausgabe stabilisiert wird.
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[Effekt der Ausführungsform 1]
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Eine
Flügelpumpe mit variabler Kapazität umfasst den
Pumpenkörper 10; die Antriebwelle 2, die
drehbar durch den Pumpenkörper 10 gehalten wird;
den Rotor 3, der in dem Pumpenkörper 10 vorgesehen
und drehend durch die Antriebswelle 2 angetrieben wird;
eine Vielzahl von Flügeln 32, die radial ausfahrbar
in entsprechenden Schlitzen 31 installiert sind, die in
einer Umfangsrichtung des Rotors 3 angeordnet sind; den
Nockenring 4, der schwenkbar auf der Haltefläche
N in dem Pumpenkörper 10 vorgesehen ist und zusammen
mit dem Rotor 3 und den Flügeln 32 eine
Vielzahl von Pumpenkammern B auf der Seite des Innenumfangs 41 des
Nockenrings 4 bildet; die Seitenplatte 6 und das
zweite Gehäuse 12, die auf beiden Seiten in der
x-Achsenrichtung des Nockenrings 4 vorgesehen sind; die
Einlassöffnung 62, 121, die auf der Seitenplatte 6 und/oder
dem zweiten Gehäuse 12 vorgesehen ist und sich
zu einem Abschnitt der Pumpenkammer öffnet, in dem das
Volumen der Pumpenkammer größer wird; die Auslassöffnung 63, 122,
die an der Seitenplatte 6 und/oder dem zweiten Gehäuse 12 vorgesehen
ist und sich zu einem Abschnitt der Pumpenkammer öffnet,
in dem das Volumen der Pumpenkammer kleiner wird; und das Dichtungsglied 50,
das an einer Außenumfangsseite des Nockenrings 4 vorgesehen
ist und die erste Hydraulikdruckkammer A1 auf der Seite, auf der
die Pumpausgabemenge zunimmt, und die zweite Hydraulikdruckkammer
A2 auf der Seite, auf der sich die Pumpausgabemenge vermindert,
in dem Raum (in der Hydraulikdruckkammer A) außerhalb des
Außenumfangs des Nockenrings 4 definiert, wobei
die Mitte OC des Nockenrings 4 von
der Mitte OR in dem nicht-Ladungszustand
der Antriebswelle 2 zu der Seite der Einlassöffnung 62, 121 versetzt
ist (zu der Seite in der positiven Richtung der z-Achse).
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Bei
einem Wechsel zwischen dem Ansaugen und Ausgaben unter dem hohen
Druck wird die Ausgabemengenfluktuation klein und kann eine Verminderung
der Pumpeneffizienz und eine Schwingung durch die stabile Ausgabe
unterdrückt werden.
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Der
Raum zwischen den benachbarten Flügeln 32 entspricht
einem Einheitsabstand, wobei die Mitte OC des
Nockenrings 4 von der Öffnungsbezugslinie M1-M2,
die die um einen halben Einheitsabstand von den Endkanten der Einlassöffnungen 62, 121 in der
Drehrichtung des Rotors 3 (d. h. in der Richtung gegen
den Uhrzeigersinn von 2 bis 6) vorgerückte
Position mit der um einen halben Einheitsabstand von den Endkanten
der Auslassöffnungen 63, 122 in der Drehrichtung
des Rotors 3 vorgerückten Position verbindet,
zu der Seite der Einlassöffnung 62, 121 versetzt
ist.
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Dabei
wird der Winkel zwischen der OC-OR-Linie und der Öffnungsbezugslinie
M1-M2 während des Pumpenantriebs kleiner als im Stand der
Technik, wobei die OC-OR-Linie
und die Öffnungsbezugslinie M1-M2 beinahe parallel werden.
Außerdem liegt an der ersten und an der zweiten Bezugsposition
M1, M2, an der zwischen dem Ansaugen und Ausgeben gewechselt wird,
die OC-OR-Linie
nahe der Öffnungsbezugslinie M1-M2. Dementsprechend wird die
Ausgabemengenfluktuation bei einem Wechsel zwischen dem Ansaugen
und Ausgeben klein und ist die Ausgabe stabil, sodass eine Verminderung
in der Pumpeneffizienz und eine Schwingung unterdrückt werden
können.
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Im
Folgenden wird ein modifiziertes Beispiel der Ausführungsform
1 beschrieben.
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[Ausführungsform 1-1]
-
7 ist
ein Beispiel, in dem die Definition der Öffnungsbezugslinie
geändert ist. In der Ausführungsform 1 sind die
erste und die zweite Bezugsposition M1 und M2, an der zwischen dem
Ansaugen und dem Ausgaben gewechselt wird, und die Antriebswellenmitte
OR auf einer geraden Linie angeordnet. In
der Ausführungsform 1-1 dagegen ist ein Fall gezeigt, in
dem diese Positionen nicht auf einer geraden Linie liegen.
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Die
Mitte OC des Nockenrings 4 ist
von einer Bezugsöffnungslinie M1-M2, die die Mitte OR der Antriebswelle 2 in dem nicht-Ladungszustand
mit der von den Endkanten 62a, 121a der Einlassöffnungen 62 um
einen halben Einheitsabstand vorgerückten ersten Bezugsposition
M1 oder mit der von den Endkanten 63a, 122a der
Auslassöffnungen 63, 122 vorgerückten
zweiten Bezugsposition verbindet, zu der Seite der Einlassöffnung 62, 121 versetzt.
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Bei
dieser Einstellung können dieselben Funktionen und Effekte
wie in der Ausführungsform 1 erhalten werden. Weil in der
Ausführungsform 1-1 die M1-OR-M2-Linie
gebogen ist, ist eine M1-OR-Linie oder eine
M2-OR-Linie die Öffnungsbezugslinie.
Indem die Öffnungsbezugslinie in Übereinstimmung mit
der Flügelpumpe 1 geändert wird, kann
eine optimale Ausgabeleistung erzielt werden. Hier kann die M1-OR-M2-Linie so wie sie ist als Öffnungsbezugslinie
verwendet werden.
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Ausführungsform 2
-
Im
Folgenden wird die Ausführungsform 2 auf der Basis von 8 und 9 erläutert.
Der Grundaufbau der Ausführungsform 2 ist identisch mit demjenigen
der Ausführungsform 1. In der Ausführungsform
1 ist die Nockenringmitte OC nur auf der Seite der
positiven Richtung der z-Achse in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 gesetzt und ist der Winkel der den Nockenring 4 haltenden
Haltefläche „N” auf der Seite der negativen
Richtung der z-Achse nicht beschränkt.
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Die
Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform
2 dadurch, dass der Winkel γ der Haltefläche „N” vorgegeben
ist. Die Nockenringmitte OC in dem nicht-Ladungszustand
ist jedoch auf der Seite der positiven Richtung der z-Achse (auf
der Seite der Einlassöffnung 62, 121)
in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 (einschließlich
der Antriebswellenmitte OR) gesetzt, was
der Ausführungsform 1 entspricht.
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8 ist
eine Schnittansicht des Teils der Flügelpumpe 1 gemäß der
Ausführungsform 2. 9 ist eine
schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Öffnungsbezugslinie
M1-M2 und der OC-OR-Linie
zeigt. In der Ausführungsform 2 neigt sich die Haltefläche „N” in
der positiven Richtung der z-Achse, wenn sich die Haltefläche „N” in
der positiven Richtung der y-Achse erstreckt, wobei der Winkel γ in
Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 auf 2° bis
8° gesetzt ist (in 8 ist M1'-M2'
eine gerade Linie, die durch den Stift 40 verläuft
und parallel zu M1-M2 ist).
-
Außerdem
ist in 9 eine dünne, alternierend lang und kurz
gestrichelte Linie N-N eine gerade Linie, die parallel zu der Haltefläche „N” des
Nockenrings 4 ist. Eine dünne, alternierend lang
und zwei Mal kurz gestrichelte Linie Y-Y ist eine gerade Linie, die
parallel zu der y-Achse ist. Deshalb schwenkt der Nockenring 4 entlang
der geraden Linie N-N. Und wie die Haltefläche „N” ist
auch die gerade Linie N-N parallel zu der ξ-Achse, wobei
ihr Winkel zu der geraden Linie Y-Y gleich γ wird.
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Der
Winkel γ der Haltefläche „N” ist
normalerweise mit 360°/(Anzahl der Flügel × 4)
vorgesehen. Der Winkel der Haltefläche „N” der
vorliegenden Flügelpumpe 1 mit 11 Flügel
beträgt also in dem normalen Entwurf ungefähr
8° (siehe 10).
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In 10 ist
ein Neigungswinkel der Haltefläche „N” in
diesem Fall groß, wobei die Position in der positiven Richtung
der z-Achse des Nockenrings 4 in dem Zustand hoher Geschwindigkeit
hoch wird. Deshalb ist die Position der Nockenringmitte OC weit von der Antriebswellenmitte OR in der positiven Richtung der z-Achse versetzt.
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Weil
in dem Zustand eines hohen Drucks die Antriebswellenmitte OR weit zu der Seite der positiven Richtung
der z-Achse verschoben wird, verändert sich der Winkel α1
zwischen der OC-OR-Linie
bei einer niedrigen Geschwindigkeit und einem hohen Druck, die die
Nockenringmitte OC und die Antriebswellenmitte
OR verbindet, und der M1-M2-Linie nicht viel.
Weil in dem Zustand eines niedrigen Drucks in Bezug auf den Winkel β1
zwischen der OC-OR-Linie bei
einer niedrigen Geschwindigkeit und einem hohen Druck die Veränderungsgröße
der Antriebswellenmitte OR klein ist, sind
die Positionen der Mitte OC und der Mitte
OR weiterhin in der z-Achsenrichtung voneinander
getrennt (Ausführungsform 2, siehe 9).
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Obwohl
also der Neigungswinkel α der OC-OR-Linie in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 in dem Zustand
eines hohen Drucks klein und parallel wird, wird der Neigungswinkel β in
dem Zustand eines niedrigen Drucks groß. Die erste und
die zweite Bezugsposition M1, M2, an denen zwischen dem Ansaugen
und dem Ausgeben gewechselt wird, und die OC-OR-Linie sind also weit voneinander entfernt,
sodass die Pumpausgabe instabil wird.
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Folglich
wird in der Ausführungsform 2 der Winkel γ der
Haltefläche „N” in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 niedrig gesetzt und liegt zwischen 2° und 8°.
Bei dieser Einstellung wird die Höhe in der z-Achsenrichtung
des Nockenrings niedrig und wird die Position in der z-Achsenrichtung
der Nockenringmitte OC ebenfalls niedrig
(9).
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Die
Nockenringmitte OC in dem nicht-Ladungszustand
wird auf der Seite der positiven Richtung der z-Achse in Bezug auf
die Öffnungsbezugslinie M1-M2 gesetzt, wobei die Nockenringmitte
OC um eine Größe, die
der niedrigen Einstellung des Winkels γ der Haltefläche „N” entspricht,
näher zu der Öffnungsbezugslinie M1-M2 gelangt.
-
Weil
die Nockenringmitte OC zuvor nahe an der Öffnungsbezugslinie
M1-M2 positioniert wurde, sind also auch dann, wenn der Pumpausgabedruck niedrig
ist und die Antriebswellenmitte OR nicht
weit zu der Seite der positiven Richtung der z-Achse verschoben
wird, die Positionen in der z-Achsenrichtung der Mitte OC und der Mitte OR nicht
weit voneinander entfernt und wird der Neigungswinkel β1
der OC-OR-Linie
in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 in dem Zustand
eines niedrigen Drucks in der Ausführungsform 2 kleiner
als der Neigungswinkel β in einem Zustand niedrigen Drucks
in der Ausführungsform 1 (β1 < β).
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Also
auch dann, wenn bei dem niedrigen Druck die Verschiebungsgröße
der Antriebswellenmitte OR in der positiven
Richtung der z-Achse klein ist, gelangt die OC-OR-Linie nahe zu der ersten und der zweiten
Bezugsposition M1, M2, an denen zwischen dem Ansaugen und dem Ausgeben
gewechselt wird, und wird die Pumpausgabemenge bei dem niedrigen
Druck stabil.
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Wie
zuvor genannt, wird die Nockenringmitte OC in
dem nicht-Ladungszustand wie in der Ausführungsform 1 auf
der Seite der positiven Richtung der z-Achse (auf der Seite der
Einlassöffnung 62, 121) in Bezug auf
die Öffnungsbezugslinie M1-M2 (einschließlich
der Antriebswellenmitte OR) gesetzt. Bei einem
hohen Druck wird also der Neigungswinkel α1 der OC-OR-Linie in Bezug
auf die Öffnungsbezugslinie M1-M2 klein, wobei die Stabilität
der Pumpausgabegröße bei dem hohen Druck aufrechterhalten
wird.
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Weil
weiterhin der Einlassdruck in die zweite Hydraulikdruckkammer A2
geführt wird, kann keine ausreichende Haltefläche
des Nockenrings 4 durch den Innendruck der zweiten Hydraulikdruckkammer A2
erhalten werden. Der Nockenring 4 neigt dann dazu, zu der
Seite der zweiten Hydraulikdruckkammer A2 zu kippen. Indem jedoch
der Winkel der Haltefläche „N” auf den
Bereich von 2° bis 8° beschränkt wird,
kann ein Kippen des Nockenrings 4 effektiver verhindert
werden.
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[Effekt der Ausführungsform 2]
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In
der Ausführungsform 2 ist der Bereich des Winkels γ der
Haltefläche „N” in Bezug auf die Öffnungsbezugslinie
M1-M2 auf 2° bis 8° gesetzt. Also auch dann, wenn
bei einem niedrigen Druck die Verschiebungsgröße
der Antriebswellenmitte OR in der positiven
Richtung der z-Achse klein ist, kann die Pumpausgabegröße
stabilisiert werden.
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Die
Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf
die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt
ist. Es können verschiedene Änderungen an den
beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne
dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
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Zusammenfassung
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Eine
Flügelpumpe mit variablen Kapazität umfasst: eine
Vielzahl von Flügeln, die radial ausfahrbar in entsprechenden
Schlitzen installiert sind, die in einer Umfangsrichtung in einem
Rotor angeordnet sind; einen Nockenring, der schwenkbar auf einer Haltefläche
in einem Pumpenkörper vorgesehen ist und an einer Innenumfangsseite
zusammen mit dem Rotor und den Flügeln eine Vielzahl von
Pumpenkammern bildet; und ein Dichtungsglied, das an einer Außenumfangsseite
des Nockenrings vorgesehen ist und eine erste Hydraulikdruckkammer
auf einer Seite, auf der die Pumpausgabemenge größer
wird, und eine zweite Hydraulikammer auf einer Seite, auf der die
Pumpausgabemenge kleiner wird, in einem Raum außerhalb
des Außenumfangs des Nockenrings definiert. Die Mitte des
Nockenrings ist von der Mitte einer Antriebswelle zu der Seite einer
Einlassöffnung versetzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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